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必修3《稳态与环境》第二节内环境稳态的重要性第一章人体的内环境与稳态第2课时实验生物体维持pH稳定的机制（1）缓冲物质（补充知识）•概念：血液中含有许多对对酸碱度其缓冲作用的物质，也叫缓冲对。•组成：每一对缓冲物质都是由一种弱酸和相应的一种强碱盐组成的。•作用：使血液的酸碱度不会发生很大变化，从而维持在相对稳定的状态。（2）举例如：磷酸缓冲液中含有NaH2PO4/Na2HPO4•NaH2PO4溶液呈酸性•Na2HPO4溶液呈碱性HPO42-+H+H2PO4-H2PO4-+OH-HPO42-+H2O（3）血浆pH的调节机制•生物材料中含有缓冲对：NaH2PO4/Na2HPO4、H2CO3/NaHCO3等，它们能够对酸碱度的变化起缓冲作用。•此外，机体还可以通过对生理活动进行调节来维持pH稳定。实验：生物体维持pH稳定的机制复习：正常人的血浆近中性，pH为。7.35——7.45解决的问题：细胞代谢会产生许多酸性物质，如碳酸、乳酸等；人和动物吃的食物消化吸收后经代谢会产生一些酸性物质或碱性物质。这些酸性物质或碱性物质进入内环境，会使pH发生偏转，但一般情况下，机体能使pH稳定在一定范围内，这是为什么呢？实验目的：通过比较自来水、缓冲溶液和生物材料在加入酸或碱后pH的变化，推测生物体是如何维持pH稳定的。实验原理：本实验采用对比实验的方法，通过向自来水、缓冲液、生物材料中加入酸或碱溶液引起的pH不同变化，定性说明人体内液体环境与缓冲液相似而不同于自来水，从而说明生物体维持pH相对稳定的机制。材料用具：生物材料：肝匀浆马铃薯匀浆稀释的鸡蛋清黄瓜匀浆仪器：防护手套烧杯彩色铅笔PH计或PH试纸镊子试剂：自来水物质的量浓度为0.1moL/L的NaOH物质的量浓度为0.1moL/L的HCINa2HPO4与KH2PO4混合溶液pH=7的磷酸缓冲液1、以4人为一组。在记录本中，画一个如下表所示的记录表。2、将25ml自来水倒入５０ml烧杯中。３、用pH计或pH试纸测试起始的pH，并作记录。生物体维持pH稳定的机制方法步骤:加入０．１mol/LHCl加入０．１mol/LNaoＨ加入不同数量液滴后的pH０５１０１５２０２５３００５１０１５２０２５３０自来水缓冲液生物材料１生物材料２不同实验材料pH变化记录表４、一次加入一滴０.１mol/LHCl，然后轻轻摇动。加入５滴后再测pH。重复这一步骤直到加入了３０滴为止。将pH测定结果记入表中。5、充分冲洗烧杯并向其中倒入25ml自来水．测定并记录起始的pH。再如步骤４，一滴一滴地加入０．１mol/LNaoＨ，测定并记录pH。注意：氢氧化钠和盐酸均有腐蚀性。应避免它与皮肤和眼睛接触，也不要入口。若有碱或酸洒落或溅出，要立即用水冲洗１５min，并告诉老师。６、充分冲洗烧杯，用缓冲液代替自来水，重复步骤２至步骤５，记录结果。７、充分冲洗烧杯，选两种生物材料分别代替自来水，重复步骤２至步骤５，记录结果。８、根据所得数据，以酸或碱的滴数为横轴，以pH为纵轴，画出自来水pH变化的曲线。以实线表示加入酸后的变化，虚线表示加入碱后的变化。再用其它颜色的线条分别表示生物材料、缓冲液pH的变化情况，也同样以实线和虚线分别表示加入酸和碱的变化。实验结果：加入0.1moL/LHCI加入0.1moL/LNaOH加入不同数量液滴后的pH加入不同数量液滴后的pH051015202530051015202530自来水6.45432.51.71.46.48910121314缓冲液77777777777777马铃薯匀浆5.45.14.84.13.83.83.85.45.86.97.27.57.88.4鸡蛋清88776.76.76.7899991010对酸缓冲能力依此增加的是：自来水马铃薯匀浆鸡蛋清缓冲液；对碱缓冲能力依此增加的是：自来水鸡蛋清马铃薯匀浆缓冲液。实验结果:自来水中加入酸、碱物质后，pH逐渐偏小或偏大，而缓冲液和生物材料中加入酸碱后pH几乎不变或变化不大。实验结论：说明生物材料内含有酸碱缓冲物质，从而能维持pH相对稳定。不同的实验材料对酸或碱的缓冲效果不同。实验误差分析：（1）加入酸、碱后不摇动或摇动不均匀、不彻底。（2）加入酸、碱后不待其稳定就立即测pH值等。（3）肉眼分辨色度有误差。（4）试剂配制的浓度或使用的量不准确。（5）烧杯清洗不干净。5．实验讨论（1）就加入酸或碱后pH变化的来说，生物材料是更像自来水还是更像缓冲液？(2)分析缓冲液的pH变化情况为什么与自来水的不同？（提示：缓冲液加入少量酸碱后，PH变化不明显，原因是磷酸缓冲液中含有NaH2P04/Na2HPO4，其中NaH2P04/溶液显酸性，当加少量NaOH，可以中和OH-；Na2HPO4呈碱性，当加入少量HCl时，可中和H+，水溶液而不同，因而加入酸碱后pH变化明显。）(3)尝试对生物实验材料维持pH稳定的机制进行解释。（提示：生物材料中含有缓冲对NaH2P04/Na2HPO4、H2CO3/NaHCO3等，它们能够对酸碱度的变化起缓冲作用，此外，机体还可通过对生理活动进行调节来维持pH稳定。）酸过多：乳酸+NaHCO3碱过多：乳酸钠+H2CO3（碳酸氢盐）肾脏排尿呼吸排出Na2CO3+H2CO32NaHCO3肾脏排尿pH值的调节缓冲物质：H2CO3/NaHCO3、NaH2PO4/Na2HPO4C2H4OHCOOHC2H4OHCOONa结论：内环境稳态的调节是通过各个器官、系统协调一致发生作用的结果。神经—体液—免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制。内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。讨论：如何预防内环境稳态失调、保持机体健康？外界环境和机体自身调节能力两个方面去思考1.保护我们的生存环境，防治环境污染。2.加强自我保健，为机体保持健康创造有利条件。3.加强体育锻炼，增强体质，提高机体适应外界环境的能力如果你就是一个细胞，你对你的生活环境有什么要求？你认为这种要求苛刻吗？为什么？课后练习答案1．D。2．C。3．D。4．因为人体各种生命活动是以细胞代谢为基础的，细胞代谢本质上是细胞内各种生化反应的总和。内环境为这些生化反应的进行提供了必要的物质和条件。当内环境稳态保持正常时，细胞的代谢活动能正常进行；当内环境稳态失调时，细胞代谢活动就会受影响。因此内环境稳态是人体进行正常生命活动的必要条件。课后练习答案拓展题当动物进食高浓度的糖溶液后，大量的葡萄糖被吸收进入血液，导致血糖浓度暂时升高。血糖浓度的升高会刺激机体加速分泌胰岛素，同时抑制胰高血糖素的分泌。在胰岛素和胰高血糖素的共同调节下，血糖浓度逐渐恢复到正常水平。具体调节机制可参考第2章有关血糖平衡调节的内容。自我检测的答案和提示一、概念检测1.判断（1）×；（2）√；（3）×；（4）√。2.选择（1）D；（2）D；（3）D。3.画概念图自我检测的答案和提示二、知识迁移（1）水是良好的溶剂，为各种生化反应提供溶液环境；水是体内物质运输的载体；水在体温调节方面有作用；水是某些生化反应的反应物；水是细胞结构的重要组成成分等。（2）说明健康的人体具有维持体内水平衡的能力。三、技能应用（1）否。（2）血液中的糖分既可来源于食物中的糖类物质，也可来源于其他物质在体内的转化。自我检测的答案和提示四、思维拓展航天器和航天服中的生命保障系统，主要由氧源（气瓶）和供气调压组件、水升华器和水冷却循环装置、空气净化组件、通风组件、通信设备、应急供氧分系统、控制组件和电源、报警分系统、遥测分系统等组成。它能够为航天员提供呼吸用氧，并控制服装内的压力和温度，清除航天服内C02、臭味、湿气和微量污染等。这套生命保障系统与压力服（给宇航员提供正常大气压）一起，在人体周围创造适宜人生存和工作的微型气候环境，有利于宇航员维持机体内环境的稳态。