高中生物必修三《稳定与环境》教学案.doc

高中生物必修 稳态与环境教学案江苏省阜宁中学 伏书俊课题第1章人体的内环境与稳态，第3课时实验生物体维持pH稳定的机制本节聚焦1、生物体为什么能使pH稳定在一定范围内？2、根据实验结果，说明不同实验材料pH变化有什么特点？自主学习1、实验原理 会产生许多酸性物质，如碳酸等， 食物中有时会含有一些 或 物质，这些 或 物质进入内环境，常使 发生偏移，但一般情况下，由于血液中 的调节作用，机体能使pH稳定在 。2、目的要求通过比较 、 （如Na2HPO4、KH2PO4等的溶液，在加入 或 时，能使 的变化减弱）和生物材料在加入 后 的变化，推测 。3、材料用具 防护手套，50mL 1个，50mL 1个， ，pH计或万用pH试纸，镊子1把，自来水0.1mol/LnaOH( )，生物材料（肝匀浆、 、用水5:1稀释的 、黄瓜匀浆），pH=7的 。4、方法步骤将25mL 倒入50mL烧杯中。用pH计或pH试纸测试 ，并做记录。一次加一滴 ，然后轻轻摇动。加入5滴后再测 。重复这一步骤直到加入了 为止。将pH测定结果记入表中。加入0.1mol/L HCl加入0.1mol/L NaOH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充分冲洗烧杯并向其中倒入 。测定并记录起始的 。再如步骤3，一滴一滴地加入 ，测定并记录pH。充分冲洗烧杯，用缓冲液代替 ，重复步骤1至4，记录结果。充分冲洗烧杯，选两种生物材料分别代替 ，重复步骤1至4，记录结果。根据所得数据，以 为横轴，以 为纵轴，画出自来水pH变化的曲线。以实线表示加入 的变化，虚线表示加入 的变化。再用其他颜色的线条分别表示 、 的变化情况，也同样以实线和虚线分别表示加入 、 的变化。合作探究1、就加入HCl或NaOH后pH的变化来说，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。3、剧烈运动时会产生大量乳酸并进入血液，但血液的pH并没有明显下降，为什么？规律总结向自来水中加入酸或碱，会使pH降低或升高，如图所示。向缓冲液(Na2HPO4、KH2PO4)中加入酸或碱，会发生如下反应：HPO42-+H+H2PO4-，H2PO4-+OH-HPO42-H2O因而其pH变化不大，如图所示。向生物材料中加入酸或碱，因为生物材料中含有缓冲物质如NaH2PO4/Na2HPO4、H2CO3/NaHCO3，会发生如下反应：HPO42-+H+H2PO4-和H2PO4-+OH-HPO42-+H2OH2CO3+OH-HCO3-+H2O和HCO3-+H+H2CO3H2O+CO2因而其pH亦变化水大，如图所示。通过对照比较，揭示生物体维持pH稳定的机制：含有缓冲物质。 典题讨论1、关于人体内环境中pH调节的叙述，不正确的是（ ）A、人体血液的pH通常在77.53之间B、血液中乳酸过多时，就与NaHCO3发生反应，生成乳酸钠和H2CO3C、血液中Na2CO3过多时，就与H2CO3结合形成NaHCO3D、血液中CO2过多会刺激神经中枢，促进呼吸活动将CO2排出解析人体在新陈代谢过程中，会产生许多酸性物质，如乳酸、碳酸；人的食物（如蔬菜和水果）中往往含有一些碱性物质，如碳酸钠，这些物质进入血液，都会使血液pH发生变化。但血液的pH却不会变化过大，而通常在7.357.45之间，原因是血液中的缓冲物质在起作用。B、C、D三项所述不会使pH升高。答案A。2、下图表示运动前后血液中乳酸浓度的变化曲线，你认为对曲线BC段的变化解释正确的是（ ）A、乳酸与NaHCO3反应生成CO2B、乳酸与Na2CO3反应生成CO2C、乳酸与NaH2PO4反应生成H3PO4D、乳酸与Na2HPO4反应生成NaH2PO4解析在血液中含有许多对酸碱度起缓冲作用的物质缓冲物质，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，如H2CO3/NaHCO3、NaH2PO4/Na2HPO4等。当机体剧烈运动时，肌肉中产生大量的乳酸、碳酸等物质，并且进入血液。乳酸进入血液后，就与血液中的NaHCO3发生作用，生成乳酸纳和H2CO3，H2CO3是一种弱酸，而且不稳定，易分解成CO2和H2O，所以对血液的pH值影响不大。血液中增加的CO2会刺激呼吸活动的神经中枢，增强呼吸运动，增加通气量，从而将CO2排出体外。当Na2CO3进入血液后。就与血液中的H2CO3发生作用，生成碳酸氢盐，而过多的碳酸氢盐可以由肾脏排出。这样由于血液中缓冲物质的调节作用，可以使血液的pH值不会发生大的变化，通常稳定在7.357.45之间。答案B。3、学生甲在进行1500m比赛时，刚跑至100m左右，感觉腿部肌肉酸痛难忍，欲放弃比赛，老师安慰说：坚持一下，过一会儿就会感觉好点了。学生甲遂继续比赛，过了一会儿，果然感觉又有劲儿了。试问，引起学生甲肌肉酸痛的物质是什么（ ）A、碳酸B、乳酸C、二氧化碳D、胃酸答案D。4、一名运动员正在进行长跑锻炼，从他的大腿的肌细胞中检测到了3种化学物质，其浓度变化如图所示。在O2、CO2、乳酸三种化学物质中，甲、乙、丙分别表示_、_、_。一般情况下，乳酸进入血液后，对血液的pH值影响不大，为什么？_运动结束后，通过适当的休息，可消除肌肉中积存的乳酸从而消除肌肉的酸痛，请说明消除乳酸的两条途径_。研究发现皮肤的汗腺也能分泌乳酸，而乳酸可抑制皮肤表面病菌的活动。这是一种_免疫。解析在长跑锻炼中，由于供氧不足，肌细胞要进行无氧呼吸补充供能的不足，乳酸是无氧呼吸的产物，会暂时积累在肌细胞中，因此其浓度逐渐升高。CO2是有氧呼吸的代谢产物，当肌细胞转为以无氧呼吸方式供能时，CO2含量不再升高，且随血液循环运走细胞内的CO2，改善细胞供氧状况。答案乳酸 CO2 O2因为血液中存在H2CO3/NaHCO3，当乳酸进入血液后，乳酸与NaHCO3反应生成乳酸钠和碳酸，碳酸分解成CO2经呼吸排出，而乳酸钠由尿排出。部分乳酸进入肝脏后重新被利用。氧化分解 合成葡萄糖和糖元。非特异性。 课堂巩固1、健康人的血液的pH总是维持在7.357.45之间，这是由于（ ）A、人体内含有大量水分B、血液中NaCl的含量保持恒定不变C、人体排出的酸性物质与碱性物质部分溶解在血液中D、血液中HCO3-和H2CO3只允许在一定的范围内2、维持血液pH恒定的缓冲物质是（ ）A、强酸和相应的强碱盐B、强酸和相应的弱碱盐C、弱酸和相应的强碱盐D、弱酸和相应的弱碱盐3、人剧烈运动后，释放大量乳酸，但pH变化不大，主要原因不是（ ）A、乳酸在血浆中很快被分解生成CO2和H2O，并排出CO2B、NaHCO3与乳酸反应，调节pHC、H2CO3抑制乳酸的酸性，并通过呼吸系统排出CO2D、乳酸酸性弱，不易引起酸中毒4、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：碳酸钠与血液中的_缓冲对发生作用，相应的反应式：_。所形成的_通过_（器官）以_的形式排出体外。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。课后检测一、选择题（每题5分，共40分）1、人体剧烈运动时，肌肉产生大量乳酸进入血液，但不会引起血浆pH发生剧烈的变化。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2、人体剧烈运动后，血浆的pH会明显下降，其原因是（ ）A、血浆中乳酸增多B、血浆中磷酸肌酸增多C、血浆中碳酸增多D、血浆中丙酮酸增多3、人体血液的pH维持在7.357.45，适量的CO2对维持这个pH变化范围起主要作用，其原理可用化学方程式表示：H2O+CO2H+HCO3-。又知人体在正常情况下呼出的气体中CO2的体积分数约为5%，下列说法正确的是（ ）A、人在安静状态下长时间太快而且太深的呼吸可以使呼出气体中CO2的体积分数大于5%B、人在痛苦中，长时间太深的呼吸可导致血液pH降低C、人在安静状态下，长时间太浅的呼吸可以导致血液pH降低D、窒息而死的人血淮pH高于7.454、当人体进行深呼吸时，血液中的pH与平静呼吸时相比，暂时会（ ）A、增大B、减小C、不变D、趋于酸性5、血液中的每一对缓冲物质的组成都是（ ）A、一种强酸和相应的一种强碱盐B、一种强酸和相应的一种弱碱盐C、一种弱酸和相应的一种弱碱盐D、一种弱酸和相应的一种强碱盐6、人体在剧烈运动以后，你预测血浆中的pH将会发生什么变化？并解释其原因（ ）A、pH略有下降，原因是骨骼肌无氧呼吸时产生乳酸进入血浆，乳酸是酸性物质B、pH不变，原因是骨骼肌无氧呼吸时产生的乳酸不会进入血浆C、pH会升高，原因是骨骼肌产生的乳酸进入血浆后与血浆中的Na+结合形成乳酸钠，乳酸钠是碱性的D、pH会略有下降，原因是骨骼肌无氧呼吸的中间产物丙酮酸进入血浆后造成的7、（多选）下列物质中，哪些能组成人体血液的缓冲对（ ）A、H2CO3B、NaOHC、NaHCO3D、NaCl8、（多选）高等动物细胞内产生的CO2排出体外的途径不正确的是（ ）A、细胞内环境循环系统呼吸系统体外B、细胞内环境呼吸系统循环系统体外C、细胞循环系统内环境呼吸系统体外D、细胞循环系统呼吸系统内环境体外二、简答题：(每空5分，共60分)9、有一类疾病属于呼吸性酸中毒，是由于呼吸道阻塞、肺膨胀不全或肺炎等导致体内二氧化碳排出受阻。请运用有关知识回答下列问题。血液的pH通常在_之间，当血中CO2大量积累时，它就与水反应形成_，该物质在血中的积累会使血液pH低于_，但总的影响不会太大，因为该物质又会很快被分解成_。病人因呼吸受阻，肌细胞中会产生大量的乳酸，乳酸进入血液后，会使血液pH_，但乳酸可与血液中的_发生反应，生成_，这样，血液pH就相对稳定。病人从水果中摄入的碳酸钠进入血液后，与碳酸反应，生成_，该物质通过_排出体外，因此血液pH不会升高。由上述看出，血液中的_和_是一对重要的缓冲物质，它对于维持血液_的相对稳定有重要作用。参考答案一、自主学习细胞代谢 人和动物吃的 酸性 碱性 酸性 碱性 pH 缓冲物质 一定范围内自来水缓冲液酸减pH酸或碱pH生物体是如何维持pH稳定的 4副烧杯量筒彩色铅笔盛于滴瓶中盛于滴瓶中马铃萝匀浆鸡蛋清磷酸缓冲液自来水测度起始的pH0.1mol/LHCl pH 30滴