山东省聊城市第四中学高中生物第1章实验：生物体维持PH稳定的机制学案新人教版必修3

1第1章人体的内环境和稳态（实验）生物体维持PH稳定的机制【学习目标】实验：生物体维持PH稳定的机制【原理解读】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，定性说明在一定范围内生物体内液体环境与缓冲液相似，从而说明生物体PH相对稳定的机制。通过三组实验的对比，增强了实验的可信度，也是实验设计最为常用的方法。【实验步骤】1.画记录表：设计一表格来记录实验结果2.测自来水PH的变化（1）测酸对自来水PH的影响（2）测碱对自来水PH的影响3.用缓冲液代替步骤2中的自来水，重复上述步骤4.用两种生物材料代替上述步骤2中的自来水，并重复上述步骤【实验结果及结论】1.结果加入0.1mol/LHCl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自来水缓冲液生物材料1生物材料2由实验结果绘图如下：（绘出自来水、生物材料1、生物材料2的变化曲线）①将25mL自来水倒入50mL烧杯中，并测起始PH②加入酸并测PH变化：一次加一滴_________________，每加5滴测一次PH，直到加入30滴为止，将PH测定结果记入表中①在上述烧杯中加入25mL自来水之前要____________烧杯，并测起始PH②如步骤（1）中②，一滴一滴加入_________________，测定并记录PH22.结论：在一定范围内生物材料的性质类似于________，不同于________。说明生物材料内含有___________，因而能维持PH的相对稳定。【血浆PH调节机制】1.缓冲物质（1）概念：血液中含有许多对对酸碱度起缓冲作用的物质，也叫缓冲对。（2）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，如H2CO3/NaHCO3、NaH2PO4/Na2HPO4等。（3）作用：使血液的酸碱度不会发生很大的变化，从而维持相对稳定的状态。2.调节机制（1）当酸性物质（如乳酸）增加时：HL+NaHCO3→NaL+H2CO3H2CO3→H2O+CO2↑乳酸碳酸氢钠乳酸钠碳酸不稳定经呼吸系统排出（2）当碱性物质（如Na2CO3）增加时：Na2CO3+H2CO3→2NaHCO3过多的NaHCO3可由肾脏排出，从而缓冲了体内的碱性变化。【注意事项】（1）加入酸或碱时，要一滴一滴加入，并严格控制滴数。（2）盐酸和氢氧化钠均有腐蚀性，避免其与皮肤和眼睛接触。（3）冲洗烧杯一定要充分，否则将影响实验结果。（4）至少选两种生物材料进行实验。（5）绘制PH变化曲线时可用不同颜色的笔或实虚线表明。【巩固练习】1.人体血液的PH值能维持相对稳定状态，这是因为血液中有许多对缓冲物质，每一对缓冲物质都是由（）A．一种弱酸和一种弱碱盐组成B．一种强酸和一种弱碱盐组成C．一种弱酸和一种强碱盐组成D．一种强酸和一种强碱盐组成2.人体剧烈运动后，肌肉产生大量的乳酸进入血浆，但不会引起血浆PH发生剧烈变化。其中发挥缓冲作用的物质主要是（）A．碳酸氢钠B．碳酸C．三磷酸腺苷D．钾离子3．在健康人体的血浆中，][3HCO约为][32COH的20倍，如果][3HCO/][32COH15时，将发生酸中毒。此实例说明无机盐有重要的生理功能，其中关于无机盐的说法中不正确的是（）3A．调节细胞的渗透压B．调节细胞的PH值C．参与细胞的遗传D．维护细胞的正常形态4.如图表示人运动前后血液中乳酸浓度的变化曲线，请分析BC段变化的原因()A．乳酸与NaH2P04反应生成H3P04B．乳酸与血液中的02发生了氧化反应C．乳酸与碳酸钠反应除掉了乳酸D．乳酸与NaHCO3反应生成CO25.人体剧烈运动，当肌肉细胞缺氧时，pH是降低还是升高？pH的这种变化是由哪种物质引起的？需何种缓冲物质进行调节？（）A.降低、CO2、NaHCO3B.升高、CO2、H2CO3C.降低、乳酸、NaHCO3D.升高、乳酸、NaHCO36.科学家通过研究发现，人的血液PH通常在7.35—7.45之间，变化不大的原因是（）①H2CO3/NaHCO3、NaH2PO4/Na2HPO4等多对缓冲物质对血液酸碱度起缓冲作用②通过呼吸系统可不断排出CO2③血浆中过多的碳酸氢盐可以由肾脏随尿排出体外④神经系统对呼吸运动强度的调节有利于维持血液pH的相对稳定⑤食物中的碱性物质与新陈代谢产生的酸性物质所构成的缓冲对调节了血液pHA.①B.①②③C.①②③④D.①②③⑤7.取甲、乙两个试管，向甲内加入血浆，乙内加入等量的蒸馏水，用PH试纸检测。然后，向甲、乙内各滴入等量的几滴盐酸和氢氧化钠溶液。摇匀后，再用PH试纸检测。关于此实验的过程和结果的判断分析不正确的是（）A.“等量原则”是对照实验中的基本原则，在这种条件下，实验结果才可靠B.“摇匀”使酸或碱充分与试管中的血浆或水混合，确保PH试纸检测结果的准确性C.结果是甲试管中血浆PH变化不明显，乙试管中蒸馏水的PH变化明显D.可证明血浆中有缓冲物质，PH恒定不变8.下列曲线中，能表示人体大量喝水时，胃液PH变化的是（）选择题答案：1._____2.____3._____4._____5._____6._____7._____8._____9.水果、蔬菜中往往含有一些碱性物质如碳酸钠。当食用这些食物时，碳酸钠进入血液后，人体的即时反应是：(1)碳酸钠与血液中的______缓冲对发生作用，相应的反应式：_____________________(2)所形成的______通过______(器官)以______的形式排出体外。4(3)因此，通过血液中缓冲物质的作用，使血液中的______维持在相对稳定状态10.请根据提供的实验材料和用具，回答相关问题：(一)实验材料和用具：家兔的血浆适量、蒸馏水、预先配制的缓冲液、量筒、试管若干支、NaHCO3、乳酸、PH试剂。(二)实验流程图表(1)步骤①中向1号试管中加入________________________________________(2)步骤②中向B组3支试管中加入_______________________________________________(3)预测结果：A组：___________________________________________________________________________B组：___________________________________________________________________________(4)从以上实验结果的分析，可以得出的结论是_________________________________________________________________________________________________________________________5高二生物必修三（理科）学案3参考答案：巩固练习：1-8CACDCCDA9.(l)H2CO3/NaHCO3Na2CO3+H2CO3→2NaHCO3(2)NaHCO3肾脏尿液(3)pH10.（1）蒸馏水（2）等量的乳酸（3）试管1PH变化明显，PH明显升高，2、3试管PH变化不明显试管1PH变化明显，PH明显降低，2、3试管PH变化不明显（4）蒸馏水不具有缓冲作用，为对照组；人工配制的缓冲液具有缓冲作用；动物血浆与缓冲液一样具有缓冲作用，说明其成分中含有缓冲物质【补充材料】组织水肿的原因血浆中的蛋白质在正常情况下是不能通过毛细血管壁的，血浆与组织液之间的渗透压差主要取决于血浆与组织液之间的蛋白质分子的浓度差，如因某种原因导致血浆中的蛋白质含量减少或组织液中的蛋白质含量增加，就会相应地造成血浆的渗透压降低，组织液的渗透压增加，这时组织液增加，就会出现组织水肿的现象。水肿可发生于局部，称局部水肿，如肺水肿、脑水肿；也可波及全身，称全身性水肿，如充血性心力衰竭时的心性水肿、肾病或肾炎时的肾性水肿、肝脏疾病时的肝性水肿和营养不良时的营养不良性水肿等；另外还有的全身性水肿至今原因不明，称“特发性水肿”。水肿发生的部位虽然各有差别，但其发生机理是基本相同的。正常情况下，组织间隙液体的量是相对恒定的。这种恒定的维持，是有赖于血管的内外液体和体内外液体交换的平衡。水肿的发生就是由某些疾病引起的这两方面的平衡障碍所造成。1、血管内外液体交换障碍正常情况下，组织间隙液体与血液之间保持着动态平衡。这种平衡是由两方面的力量所决定的：一种是促使液体滤出毛细血管的力量，即毛细血管血压和组织液渗透压；另一种是促使液体回流入毛细血管的力量，即血浆胶体渗透压和组织液静水压。这两种力量对比决定着液体的滤出和回流时的方向和速度。当组织液生成超过回流时，就会造成水肿。引起组织液生成大于回流的因素主要有以下几方面：①毛细血管血压增高由于毛细血管血压增高，使液体从毛细血管滤出到组织间隙增多，而又阻碍液体回流入毛细血管，这样就造成组织液积聚过多，当其超过淋巴的代偿回流时，就出现水肿。如心力衰竭时引起的全身性水肿；肝硬变时引起的腹水，以及局部静脉受阻时引起的局部水肿等，基本原因之一，就是毛细血管血压增高所致。②血浆胶体渗透压降低血浆胶体渗透压是使组织液回流到毛细血管的一种力量，因此，当血浆胶体渗透压降低时，组织液生成增多，回流减少，组织间隙液体积聚过多，形成水肿。这种水肿常为全身性的。③毛细血管通透性增加正常毛细血管壁仅允许水分、晶体物质(如Na+、葡萄糖等)和少量白蛋白通过。但在病理情况下，通透性增加，会使大量蛋白质漏出到组织液中。结果，一方面血管内液体渗透压降低，另一方面组织液胶体渗透压升高，发生水肿。炎症引起的水肿，就是因毛细血管通透性增加所致。④淋巴回流受阻组织液除了大部分从毛细血管静脉端回流外，少部分还从淋巴管回流入血。当淋巴管阻塞，淋巴回流受阻时，就可使含蛋白质的淋巴液在组织间隙中积聚而引起水肿，称为淋巴水肿。如恶性肿瘤细胞侵入并堵塞淋巴管；或临床进行广泛摘除淋巴结；丝虫病时，主要淋巴管道被成虫阻塞，引起下肢和阴囊的慢性水肿等。62、体内外液体交换障碍正常人体主要通过肾的滤过和重吸收来调节水和钠盐的摄入量与排出量的动态平衡，从而保证体液总量和组织间隙液量相对恒定。正常情况下，通过肾小球滤过的水、钠，99%以上被肾小管重吸收，只有约1%从尿中排出。若肾小球滤过率和肾小管重吸收率保持这个比例，就不致发生水、钠潴留，称为肾小球-肾肾小管重吸收率并未减少，或肾小球滤过率没有明显变化而肾小管重吸收明显增强，再或肾小球滤过率减少而肾小管重吸收增强同时出现，都会导致肾小球、肾小管平衡失调，从而引起水、钠排出减少，在体内积留。①肾小球滤过率下降如急性肾小球肾炎时，引起蛋白尿，使血浆蛋白的含量减少，从而会导致组织水肿。②肾小管重吸收增强这是大多数全身性水肿引起水、钠积留的重要环节。造成肾小管重吸收增强的因素是多方面的。如醛固酮和抗利尿素增多，醛固酮由肾上腺皮质分泌，它能促进肾小管和集合管对钠的重吸收，因此，当醛固酮增多时，就能引起钠积留。钠积留又使血液中晶体渗透压增高，反射性地刺激垂体后叶，增加抗利尿激素的分泌。抗利尿激素有促进肾小管和集合管对水份的重吸收，这样过多的水积留于体内。另外，其他原因也可能引起组织水肿，如：1、过敏性物质引起——过敏性水肿过敏反应时组织释放组织胺使毛细血管通透性加大，血浆中的蛋白质渗出毛细血管进入组织液，结果增加了组织液中蛋白质的浓度而降低了血浆中蛋白质的浓度，从而使组织液渗透压升高而吸水。2、营养不良引起营养不良时，血浆蛋白合成量减少，血浆渗透压降低，使水分进入组织液，引起组织水肿。也就是说当摄入的蛋白质较低时，人体缺少必需氨基酸，体内的蛋白质减少，细胞中的水渗出、积累在组织液中，而血浆的吸水能力下降，组织液中的水不能及时被运输走，从而引起组织水肿。