第2节 内环境的稳态
课后篇巩固提升
基础巩固
1.下列关于人体内环境的叙述,错误的是( )
A.健康人的内环境的各种成分和理化性质都处于动态平衡中
B.内环境中含有CO2、尿素、激素等成分
C.组织液渗回血浆和渗入淋巴的量相差较大
D.血浆的成分稳定时,机体达到稳态
解析健康人的内环境的每一种成分和理化性质都处于动态平衡中,A项正确。内环境中含有CO2、尿素、激素、无机盐、血浆蛋白等,B项正确。组织液大部分渗回血浆,少部分渗入淋巴,C项正确。血浆的成分稳定只是机体稳态的一个方面,如果内环境的理化性质等不能达到稳态,机体内环境也不能达到稳态,D项错误。
答案D
2.下图是关于人体内环境稳态调节的示意图,相关说法错误的是( )
A.a、b表示体液调节和免疫调节
B.酸碱度的相对稳定主要依靠血液中的缓冲物质,与其他器官或系统也有关
C.c、d可以表示温度和酸碱度
D.内环境的理化性质不可以变化,否则机体就不能进行正常的生命活动
解析内环境的理化性质不是不变的,而是处于动态平衡之中。
答案D
3.下列关于“模拟生物体维持pH的稳定”实验的叙述,错误的是( )
A.HCl和NaOH都有腐蚀性,应避免其与皮肤和眼睛接触
B.每种实验材料测定完成后,都必须将烧杯充分洗净,才可倒入等量的另一种实验材料
C.从加入盐酸或NaOH后pH的变化来看,肝匀浆更像缓冲液
D.根据所得实验数据,画pH变化曲线时,一般以pH为横轴,以酸或碱的量为纵轴
解析A、B两项描述的是本实验应该注意的问题。根据所测得的实验数据,画pH变化曲线时,一般以酸或碱的滴数为横轴,而以pH为纵轴。结果显示,肝匀浆中加入盐酸或NaOH后pH的变化情况与缓冲液中添加酸或碱后的变化很接近。
答案D
4.下图所示为哺乳动物的某组织,其中①为毛细血管壁,②为红细胞,③为血浆,④为细胞内液,⑤为组织液。据图判断下列说法正确的是( )
A.肌肉细胞缺氧时,③的pH会暂时降低,但由于Na2CO3的调节作用,③的pH会维持相对稳定
B.②呼吸作用的终产物CO2不会引起③pH的变化
C.②中的氧气到达④需要经过4层膜,②处的氧气浓度高于④处
D.③与⑤相比,③中含有蛋白质,而⑤中不含蛋白质
解析肌肉细胞在无氧条件下会产生乳酸,乳酸进入血浆后与NaHCO3反应,即发挥作用的是NaHCO3;②为红细胞,只进行无氧呼吸并产生乳酸;②中的氧气进入③需经过1层膜,再经过①到达⑤需经过2层膜,最后进入④经过1层膜,共4层膜,并且②处的氧气浓度高于④处;由于血浆中的大分子蛋白质不能穿过毛细血管壁进入组织液中,所以③与⑤相比,⑤中含蛋白质较少,但不是没有。
答案C
5.下图是内环境稳态与各系统的功能联系示意图,请回答相关问题。
(1)a表示 系统,b表示 系统,c表示 系统,参与内环境维持的还有图中的 系统。?
(2)CO2不从组织液进入组织细胞的原因是?
。?
(3)病人呼吸受阻时,肌细胞会因无氧呼吸产生大量乳酸,乳酸进入血液后,会使血液pH有 的趋势,但乳酸可以与血液中的 发生反应,使血液的pH维持相对稳定。?
(4)内环境相对稳定,除了图中所示的器官、系统的协调活动外,还必须在 的调节下维持。?
(5)外界中的O2进入红细胞内共穿过 层生物膜。?
(6)尝试构建人体肝脏内血浆、组织液、成熟红细胞内液间O2、CO2扩散的模型(①在图形框间用实线箭头表示O2,用虚线箭头表示CO2。②不考虑CO2进入成熟红细胞内液)。
解析内环境是组织细胞与外界环境进行物质交换的媒介,同时借助多个器官、系统的参与,如呼吸系统吸入O2,排出CO2,消化系统消化食物、吸收营养物质,从而为机体提供营养物质,泌尿系统排出细胞代谢废物。(1)由图可知a吸入O2,排出CO2,所以为呼吸系统;b吸收养料,所以为消化系统;c排出代谢废物,所以为泌尿系统。(2)组织细胞内的CO2浓度高于组织液,所以CO2不从组织液进入组织细胞。(3)乳酸进入血液后,与血液中的NaHCO3发生反应生成乳酸钠和H2CO3,使血液的pH维持相对稳定。(4)目前普遍认为,神经—体液—免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制。(5)外界中的O2进入红细胞首先需要穿过肺泡壁(1层细胞,2层生物膜),然后穿过毛细血管壁(1层细胞,2层生物膜),再进入毛细血管内的红细胞(1层生物膜),共穿过5层生物膜。
答案(1)呼吸 消化 泌尿 循环
(2)组织细胞内的CO2浓度高于组织液
(3)下降 NaHCO3
(4)神经—体液—免疫调节网络
(5)5
(6)如下图
能力提升
1.下列关于内环境及稳态的叙述,正确的有( )
①正常情况下糖原不出现在内环境中
②组织液渗回血浆和渗入淋巴液的量相差较大
③血浆成分稳定时机体保持稳态
④腹泻会引起体液中水和蛋白质大量丢失
⑤蛋白质长期摄入不足会出现组织水肿
A.二项
B.三项
C.四项
D.五项
解析糖原是动物细胞中的储能物质,正常情况下不出现在内环境中,①正确;组织液大部分渗回血浆,少部分渗入淋巴液,②正确;内环境稳态的实质是健康人的内环境每一种成分和理化性质都处于动态平衡中,渗透压、酸碱度和温度是内环境理化性质的三个主要方面,可见,血浆成分稳定时机体不一定保持稳态,③错误;腹泻会引起体液中水和无机盐大量丢失,④错误;蛋白质长期摄入不足会引起血浆蛋白含量减少,血浆渗透压下降,由血浆渗透到组织液中的水分增加,因此会出现组织水肿,⑤正确。
答案B
2.下列关于内环境稳态的叙述,正确的是( )
A.只要内环境保持稳态,人体一定健康
B.内环境是机体进行正常生命活动和细胞代谢的场所
C.外界环境变化不大时,机体一定能维持内环境的稳态
D.内环境稳态有利于体内代谢过程中酶促反应的正常进行
解析内环境保持稳态,人体不一定健康,如病毒感染,A项错误;内环境是机体进行正常生命活动的必要条件,细胞代谢的主要场所是细胞内,不属于内环境,B项错误;外界环境变化不大时,机体也有可能因为内环境成分和理化性质的变化引起内环境稳态失调症,C项错误;内环境稳态有利于体内代谢过程中酶促反应的正常进行,D项正确。
答案D
3.下列关于人体的内环境及稳态的叙述,错误的是( )
A.血浆pH保持相对稳定主要与HC、H2CO3等物质有关
B.血浆中的许多营养物质会通过毛细血管的动脉端进入组织液
C.健康人的内环境的每一种成分和理化性质都处于动态平衡中
D.只要血液中含氧量保持在正常范围内,就能为细胞代谢提供能量
解析正常人的血浆接近中性,pH为7.35~7.45,血浆的pH之所以能够保持稳定,与它含有的缓冲物质HC、HP等有关,A项正确;血浆中的许多营养物质可经毛血管动脉端进入组织液,然后与组织细胞进行物质交换,B项正确;健康人内环境的每一种成分和理化性质都处于动态平衡中,C项正确;细胞呼吸消耗的反应物有葡萄糖、氧气,同时还需要适宜的pH、温度等保证酶促反应的顺利进行,所以血液中含氧量保持在正常范围内,不一定使细胞呼吸正常进行从而为细胞提供能量,D项错误。
答案D
4.有人到青藏高原后会出现头痛、乏力、心跳加速甚至血压升高等症状。对于此现象分析不正确的是( )
A.人体维持稳态的调节能力是有一定限度的
B.当外界环境剧烈变化时,内环境的稳态遭到破坏
C.人体稳态不会随外界环境的变化而变化
D.人到高原后细胞代谢会出现紊乱
解析人体维持稳态的调节能力是有一定限度的,超过这个限度,内环境稳态会受到破坏,A项正确;当外界环境剧烈变化时,如果超过人体维持稳态的调节能力,内环境的稳态会遭到破坏,B项正确;人体稳态随外界环境的变化而变化,C项错误;由于高原环境严重缺氧,人到高原后细胞代谢会出现紊乱,D项正确。
答案C
5.(多选)关于下图的说法,正确的是( )
A.图示①②③过程需要消化、呼吸、泌尿等系统的参与才能完成
B.④表示细胞所需要的氧气、养料,⑤代表细胞代谢产生的二氧化碳等废物
C.⑥表示体内细胞直接与外界环境进行物质交换
D.图示的内环境通常由血液、组织液与淋巴液组成
解析图中①表示消化吸收;②表示吸入氧气,呼出二氧化碳;③表示代谢废物的排出;④表示氧气、营养物质等进入细胞;⑤表示代谢废物等排出细胞。图示①②③过程需要消化、呼吸、泌尿等系统的参与才能完成,A项正确;④表示细胞所需要的氧气、养料,⑤代表细胞代谢产生的二氧化碳等废物,B项正确;⑥表示细胞通过内环境间接与外界环境进行物质的交换,C项正确;图示的内环境通常由血浆、组织液和淋巴液组成,D项错误。
答案AB
6.(多选)血浆渗透压可分为胶体渗透压和晶体渗透压,其中,由蛋白质等大分子物质形成的渗透压称为胶体渗透压,由无机盐等小分子物质形成的渗透压称为晶体渗透压。下列相关说法错误的是( )
A.血浆渗透压90%以上来源于胶体渗透压
B.若某人摄入无机盐过多,血浆中的晶体渗透压上升,其尿液会增多
C.正常人大量饮用清水后,血浆中的晶体渗透压下降,胶体渗透压上升
D.营养不良的人其血浆中的胶体渗透压会升高,从而引起组织水肿
解析血浆渗透压主要与蛋白质和无机盐有关,细胞外液渗透压的90%来源于Na+和Cl-,是晶体渗透压,A项错误;若某人摄入无机盐过多,血浆中的晶体渗透压上升,其尿液减少,B项错误;正常人大量饮用清水后,血浆中的晶体渗透压下降,胶体渗透压也会下降,C项错误;营养不良的人其血浆中的血浆蛋白含量显著降低,血浆胶体渗透压降低,水分由血浆进入组织液,可引起组织水肿,D项错误。
答案ABCD
7.人体血液中的O2与血红蛋白(Hb)结合,以氧合血红蛋白形式在血液中运输;大部分CO2在血浆中以HC的方式运输,如图所示,据图回答问题。
(1)血浆中CO2主要来自 (生理过程)。?
(2)CO2进入红细胞后,HC数量 。根据细胞特点和HC的含量,可推测HC进入血浆的方式为 ,这表明细胞膜具有 性。?
(3)生成的H+与血红蛋白结合,引起血红蛋白的 发生改变,促进氧气释放并扩散到 中,供组织细胞吸收和利用。?
(4)由于红细胞内 被消耗和 的进入,使细胞内渗透压升高,导致血浆中的水分子进入细胞。?
解析(1)血浆CO2主要来自有氧呼吸。(2)据图,HC来自碳酸的分解,所以二氧化碳进入红细胞后,HC数量增加。再根据细胞内外HC的浓度,可知其进入血浆的跨膜运输方式为协助扩散,表明细胞膜具有选择透过性。(3)H+与血红蛋白结合,导致血红蛋白的空间结构改变,促进氧气释放并扩散至血浆,进而进入组织液。(4)据图可知,由于水的消耗和Cl-的进入,红细胞内渗透压升高。
答案(1)细胞的呼吸作用(有氧呼吸、细胞呼吸)
(2)增加 协助扩散 选择透过
(3)空间结构 组织液(血浆、内环境)
(4)水分子 Cl-(离子)(共43张PPT)
第2节 内环境的稳态
一
二
三
一、内环境的稳态与调节机制
1.内环境稳态
(1)含义:正常机体通过调节作用,使各个器官、系统协调活动,共同维持内环境的相对稳定状态。
(2)实质:内环境的组成成分和理化性质的动态平衡。
(3)原因:外界环境的变化和体内细胞代谢活动的进行,使内环境的各种化学成分和理化性质不断变化。
(4)内环境稳态的实例:人体体温的日变化
正常情况下,不同人的体温,会因年龄、性别等的不同而存在着微小差异;同一个人的体温在一日内也有变化,但一般不超过1
℃;健康人的体温始终接近37
℃。
四
一
二
三
2.对稳态调节机制的认识
四
一
二
三
二、内环境稳态的重要意义
(1)意义:内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。
(2)实例
①体温、pH相对稳定——保证酶活性、细胞代谢的正常进行。
②渗透压相对稳定——维持细胞的正常形态和功能。
③内环境成分
a.血糖含量和含氧量相对稳定——保证机体能量的供应。
b.代谢废物的及时排出——防止机体中毒。
[思考]
内环境稳态遭到破坏后,一定会发生代谢紊乱吗?
答案:一定,因为内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。
四
一
二
三
预习反馈
1.判断
(1)内环境保持相对稳定有利于机体适应外界环境的变化。(
√
)
(2)内环境稳态有利于新陈代谢过程中酶促反应的正常进行。(
√
)
(3)血浆中的
参与维持血浆pH的稳定。(
√
)
(4)血浆的成分稳定时,机体达到稳态。(
×
)
四
一
二
三
2.人体内环境相对稳定是健康的保障。由人体内环境成分发生明显变化而引起的病症是( )
①小腿抽搐 ②镰状细胞贫血 ③尿毒症 ④组织水肿
A.①②③
B.①③④
C.①②④
D.②③④
解析:镰状细胞贫血是由基因突变而导致的细胞形态的变化,细胞及细胞结构均不属于内环境的成分;小腿抽筋是由于血浆中Ca+浓度降低所致;尿毒症是由于肾脏病变,导致内环境中尿素等超标;组织水肿是组织液大量增加所致。
答案:B
四
一
二
三
3.人体稳态的调节能力是有一定限度的,下列现象属于内环境稳态失调的是( )
A.寒冷时出现寒战
B.从平原到高原,有的人出现肺水肿症状
C.体内有轻微病原体感染时,白细胞数量增多
D.干渴时,尿量明显减少
解析:内环境稳态是指内环境的各种成分和理化性质保持相对稳定的状态。A、C、D三项中的现象均为人体正常生理现象,出现肺水肿是病理表现,说明内环境中渗透压平衡被破坏,组织液水分增多,内环境稳态被破坏,故B项正确。
答案:B
四
一
二
三
三、实验:模拟生物体维持pH的稳定
1.实验目的:通过比较自来水、缓冲液和肝匀浆在加入酸或碱后pH的变化,推测生物体是如何维持pH稳定的。
2.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、肝匀浆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,从而说明生物体具有维持pH相对稳定的机制。
四
一
二
三
3.实验流程
mol/L的盐酸或NaOH溶液测定并记录一次pH,直至滴入30滴→以pH为纵轴、酸或碱的滴数为横轴将记录数据作图→比较并得出结论。
四
一
二
三
4.实验结果
(1)对自来水的处理
自来水组
曲线①②分别表示用物质的量浓度都为0.1
mol/L的NaOH溶液和盐酸对自来水的处理。
结果:滴加盐酸后,自来水的pH逐渐减小,滴加NaOH溶液后,自来水的pH逐渐增大。
四
一
二
三
(2)对缓冲液的处理
缓冲液组
结果:在一定范围内无论滴加盐酸或NaOH溶液,缓冲液的pH均保持相对稳定。
四
一
二
三
(3)对肝匀浆的处理
生物材料组
结果:在一定范围内无论滴加盐酸或NaOH溶液,生物材料的pH均保持相对稳定。
四
一
二
三
5.结论
滴加盐酸后,自来水的pH逐渐减小;滴加NaOH溶液后,自来水的pH逐渐增大。无论滴加盐酸还是NaOH溶液,缓冲液和肝匀浆的pH均保持相对稳定。说明在一定范围内,生物材料的性质类似于缓冲液而不同于自来水,肝匀浆内含有缓冲物质,能够维持pH的相对稳定。
四
一
二
三
预习反馈
1.判断
(1)加入酸或碱时,要一滴一滴地加入,并严格控制滴数。(
√
)
(2)HCl和NaOH均有腐蚀性,要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)随便选取一种生物材料进行实验即可。(
×
)
(5)加入酸、碱后要立即测定pH。(
×
)
(6)绘制pH变化曲线时可用不同颜色的笔或实虚线标明。(
√
)
(7)绘制坐标曲线时要注明横轴、纵轴所代表的意义及相应单位。(
√
)
四
一
二
三
2.取甲、乙两支试管,向甲内加入血浆,乙内加入等量蒸馏水,用pH试纸检测。然后,向甲、乙内各滴入等量的几滴盐酸或NaOH溶液。摇匀后,再用pH试纸检测。下列关于此实验的过程和结果的判断分析,不正确的是
( )
A.“等量”是对照实验中对无关变量的要求,在这种条件下,实验结果才可靠
B.“摇匀”使酸性或碱性物质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.可见血浆中有缓冲物质,pH恒定不变
解析:血浆中有缓冲物质,加入少量的酸或碱后,可以使pH保持相对稳定,但不是恒定不变,而且缓冲物质的缓冲能力是有一定限度的。
答案:D
四
一
二
三
四
四、稳态概念的发展
在生命系统的各个层次上都普遍存在着稳态,稳态已成为生命科学的一大基本概念。
分子水平→基因表达的稳态、激素分泌的稳态、酶活性的稳态等
↓
细胞水平→细胞分裂和分化的稳态等
↓
器官水平→心脏活动(血压、心率)的稳态、消化腺分泌消化液的稳态等
↓
群体水平→种群数量变化的稳态、生态系统的结构和功能的稳态
探究点一
探究点二
内环境稳态的调节机制及意义
情境导引
结合下列两则资料,讨论解决下列问题。
资料1:下图是某正常人与其父母的体温日变化曲线。
探究点一
探究点二
资料2:下表是某人血液生化六项的检查化验单。
探究点一
探究点二
1.通过资料1你能得出哪些结论?
答案:(1)正常人的体温并不是一个固定值,而是一个温度范围,一般不超过1
℃;而且,同一个人的体温随昼夜变化也不同。(2)不同年龄的人的体温有微小的差异,一般青年人高于老年人;不同性别的人的体温也有微小的差异,一般女性高于男性。
2.为什么资料2中每一项成分的正常参考值都是一个范围?
答案:内环境中的各种化学成分不是固定不变的,而是在一定范围内波动,且不同个体存在一定的差异。
探究点一
探究点二
3.结合人体的各种系统理解内环境稳态的调节机制。
答案:与内环境稳态直接相关的系统是呼吸系统、消化系统、泌尿系统和循环系统;起调节作用的系统是神经系统、内分泌系统和免疫系统;各个器官、系统协调一致地正常运行是维持内环境稳态的基础。因此,维持稳态的主要调节机制是神经—体液—免疫调节网络。
4.举例说明内环境稳态的意义。
答案:(1)细胞代谢需要依靠氧化分解葡萄糖来提供能量,只有血糖浓度和血液中的含氧量保持在正常范围内,才能为这一反应提供充足的反应物。(2)细胞代谢的进行离不开酶,酶的活性又受温度、pH等因素的影响。只有温度、pH等都在适宜的范围内,酶才能正常地发挥催化作用。因此内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。
探究点一
探究点二
归纳提升
1.内环境的动态变化
(1)内环境的温度、渗透压、酸碱度等理化性质及其各种成分都不是恒定不变的,而是处于一种动态平衡之中。
(2)影响内环境稳态的因素
①外因:外界环境的变化。
②内因:体内细胞不断进行的代谢活动。
(3)稳态的实质
①是内环境成分和理化性质的稳态。
②是一种动态平衡。
探究点一
探究点二
2.内环境稳态的调节机制
(1)人体各个器官、系统协调一致地正常运行是维持内环境稳态的基础。
①直接参与物质交换的器官与系统
d.循环系统:血液是所有生命活动的“中转站”,它的成分能充分反映机体的健康状况。
探究点一
探究点二
②参与调节稳态的系统
神经系统、内分泌系统和免疫系统,能及时感知内环境的变化,并做出反应加以调整,维持内环境稳定。
(2)神经—体液—免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制。
探究点一
探究点二
知识拓展内环境稳态失调与相关疾病
探究点一
探究点二
典例剖析
下列有关内环境和稳态的叙述,正确的是( )
A.若②为脑细胞,则a处的氧气浓度高于b处;若②为肌肉细胞,则a处的葡萄糖浓度高于b处
B.内环境的稳态就是指①③④中温度、渗透压及pH的相对稳定
C.①中的蛋白质含量高于④,其最终汇入血浆参与血液循环,若淋巴管阻塞会引起组织水肿
D.在人体中,稳态的维持只需要神经系统和内分泌系统的调节
探究点一
探究点二
解析:若②为脑细胞,脑细胞会消耗氧气,故a处的氧气浓度高于b处,若②为肌肉细胞,血液流经肌肉会合成肌糖原,故a处的葡萄糖浓度高于b处,A项正确;内环境的稳态不仅包括内环境理化性质的稳定,也包括内环境成分和含量的稳定,B项错误;①淋巴液中的蛋白质含量低于④血浆,C项错误;人体稳态的维持需要神经系统、内分泌系统和免疫系统的调节,D项错误。
答案:A
探究点一
探究点二
活学活练
1.内环境稳态的维持要依靠机体的调节,但外界环境也会影响稳态,下列事实哪一项不是外界环境因素变化引起的?( )
A.夏天长期待在空调房间容易引起“空调病”
B.有人到青藏高原后会头疼乏力、血压升高
C.人屏息一段时间后,呼吸运动会明显加强
D.长期处于高温环境可能会引起“中暑”
探究点一
探究点二
解析:由于空调房间温度较低,使汗腺毛孔收缩,影响排汗等生理过程,同时与外界有较大温差,会引起内环境发生较大变化。青藏高原上空气稀薄,O2浓度较低,使大脑等组织细胞缺氧,提供的能量减少,而出现头昏乏力等症状。人屏住呼吸时,不与外界环境发生气体交换,从而使CO2大量积聚在血浆中,刺激呼吸中枢,进而使呼吸加快,但它不是外界环境变化引起的。由于外界温度过高,使人体代谢紊乱,从而引起“中暑”。
答案:C
探究点一
探究点二
2.下列关于内环境稳态的相关叙述,正确的是( )
A.神经—激素—免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制
B.血浆渗透压与蛋白质含量有关,与无机离子含量无关
C.冬季有暖气的房间的温度过高影响体内酶的活性,导致稳态失衡,易患“暖气病”
D.内环境的理化性质保持相对稳定仅是内环境稳态的一部分
答案:D
探究点一
探究点二
3.内环境稳态是维持机体正常生命活动的必要条件,下列叙述错误的是( )
A.内环境保持相对稳定有利于机体适应外界环境的变化
B.内环境稳态有利于新陈代谢过程中酶促反应的正常进行
C.维持内环境中Na+、K+浓度的相对稳定是机体进行正常生命活动所必需的
D.内环境保持相对稳定状态,机体就能保持健康状态
探究点一
探究点二
解析:机体通过调节,保持内环境的相对稳定,以适应外界环境的变化,A项正确;新陈代谢过程中酶促反应的正常进行依赖于内环境的稳态,B项正确;维持内环境中Na+、K+浓度的相对稳定是内环境理化性质保持相对稳定的一个方面,内环境稳态是维持机体正常生命活动的必要条件,C项正确;内环境稳态是维持机体正常生命活动的必要条件,但机体出现健康问题并不都是内环境失调引起的,D项错误。
答案:D
探究点一
探究点二
实验:模拟生物体维持pH的稳定
情境导引
分析实验“模拟生物体维持pH的稳定”,找出实验注意事项,分析实验现象及原因。
1.该实验有误差吗?误差产生的原因是什么?
答案:有误差。
产生原因:(1)烧杯清洗不干净;(2)加入酸或碱后不摇动或摇动不均匀、不彻底;(3)加入酸或碱后不待其稳定就立即测pH等。
探究点一
探究点二
2.实验过程中,出现了很多次的“充分冲洗烧杯”,请你分析这样做的目的。
答案:第一次“充分冲洗烧杯”是为了避免酸性物质(HCl)与碱性物质(NaOH)发生中和反应,使实验现象不明显,减少误差。
第二次“充分冲洗烧杯”是为了避免残留的NaOH影响实验结果。
第三次“充分冲洗烧杯”是为了防止不同的材料混合,影响实验效果。
3.实验过程中腐蚀性物质使用注意事项及解决措施。
答案:HCl和NaOH都有腐蚀性,应避免它与皮肤和眼睛接触,更不要入口。若有洒落或溅出,要立即用水冲洗,并告诉老师。
探究点一
探究点二
4.该实验中,缓冲液的pH变化为什么与自来水的不同?尝试对肝匀浆维持pH稳定的机制进行解释。
答案:缓冲液中加入少量酸或碱后,pH变化不明显,原因是磷酸缓冲液中含有Na2HPO4和KH2PO4,其中KH2PO4溶液呈酸性,当加入少量NaOH时,
可以中和OH-;Na2HPO4呈碱性,当加入少量HCl时,
可中和H+。自来水则不含缓冲物质,因而加入酸、碱后pH变化明显。
肝匀浆中含有缓冲对NaH2PO4/Na2HPO4、H2CO3/NaHCO3等,它们能够对酸碱度的变化起缓冲作用,此外,机体还可通过对生理活动进行调节来维持pH稳定。
探究点一
探究点二
归纳提升
1.实验结论
在一定范围内,肝匀浆的性质类似于缓冲液,不同于自来水,说明肝匀浆内含缓冲物质,因而能维持pH的相对稳定。
2.注意事项
(1)加入酸或碱时,要一滴一滴地加入,并严格控制滴数。
(2)盐酸和NaOH溶液均有腐蚀性,应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。
探究点一
探究点二
3.机体维持pH相对稳定的原理
机体维持pH相对稳定的主要原因是体液中含有缓冲物质,如NaH2PO4/Na2HPO4、H2CO3/NaHCO3等,它们能够对pH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。(以H2CO3/NaHCO3缓冲对为例)
(1)当酸性物质增加时
探究点一
探究点二
(2)当碱性物质(如Na2CO3)增加时
由此可以看出,血浆pH的相对稳定是在神经调节和体液调节的共同作用下,通过循环、呼吸、泌尿等系统协调完成的,不是简单的“酸碱中和”反应。
探究点一
探究点二
典例剖析
为了研究血浆能否维持pH稳定,某同学将血浆等量分装到2支洁净的试管甲、乙中,分别测定pH并记录;再向甲管中滴1滴质量分数为5%的HCl,乙管中滴1滴质量分数为1%的NaOH溶液,振荡1
min,再分别测定pH并记录。
(1)试评价并完善此方案。?
。?
(2)有同学猜想血浆通过缓冲作用来维持pH的相对稳定,他需要的实验证据是??
。?
探究点一
探究点二
解析:设计实验步骤时要遵循对照和单一变量的基本原则。本实验的目的是探究血浆能否维持pH稳定,探究思路是先测定血浆的pH,再分别滴加HCl和NaOH溶液,一段时间后测定pH的变化,若pH变化不大,则血浆能维持pH稳定,若pH变化较大,则血浆不能维持pH稳定。研究是否能维持pH稳定还应增设以蒸馏水为实验对象的对照组;若研究是否通过缓冲作用来维持pH的稳定,需增设一个以缓冲液为实验对象的对照组。
答案:(1)缺少对照。应再增设一个以蒸馏水为实验对象的对照组,处理方法同甲、乙两组
(2)增设一个以缓冲液为实验对象的对照组,处理方法同甲、乙两组,结果是加入HCl、NaOH溶液前后的pH也基本不变
探究点一
探究点二
活学活练
1.下列关于人体内环境中pH调节的叙述,不正确的是( )
A.人体血液pH通常在6~7之间
B.血液中乳酸过多时,就与NaHCO3发生反应,生成乳酸钠和H2CO3
C.血液中Na2CO3过多时,就与H2CO3结合形成NaHCO3
D.血液中CO2过多会刺激神经中枢,促进呼吸活动将CO2排出
答案:A
探究点一
探究点二
2.为了探究“人体内环境中pH的相对稳定是否是由于血浆中存在着缓冲物质”,请你设计一个探究实验,并回答下列问题。
(1)实验材料及用具: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。模拟人体血浆内导致pH变化的主要物质是 。此外,还必须以
作为实验用具。?
(2)实验步骤:
①设置A、B两个实验组,每组取3支试管,并分别标记为1、2、3;
②先向A组中的1、2、3试管分别加入 ,再依次滴入等量的 ,测量pH并记录填表;?
③B组:??
。?
(3)结果预测:
A组:?
。?B组:?
。?
(4)从以上两组实验结果的分析,可以得出的结论是??
?。?
探究点一
探究点二
答案:(1)Na2CO3、乳酸 pH试纸、滴管
(2)②等量的蒸馏水、缓冲液、家兔血浆 乳酸(或Na2CO3) ③3支试管按A组操作依次加入等量的3种物质后,再滴加等量的Na2CO3(或乳酸)
(3)1试管pH变化明显,pH明显降低(或升高),2、3试管pH变化不明显 1试管pH变化明显,pH明显升高(或降低),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
