高中生物必修三《穩(wěn)定與環(huán)境》教學(xué)案.doc

高中生物必修 穩(wěn)態(tài)與環(huán)境教學(xué)案江蘇省阜寧中學(xué) 伏書俊課題第1章人體的內(nèi)環(huán)境與穩(wěn)態(tài)，第3課時實驗生物體維持pH穩(wěn)定的機制本節(jié)聚焦1、生物體為什么能使pH穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)？2、根據(jù)實驗結(jié)果，說明不同實驗材料pH變化有什么特點？自主學(xué)習(xí)1、實驗原理 會產(chǎn)生許多酸性物質(zhì)，如碳酸等， 食物中有時會含有一些 或 物質(zhì)，這些 或 物質(zhì)進入內(nèi)環(huán)境，常使 發(fā)生偏移，但一般情況下，由于血液中 的調(diào)節(jié)作用，機體能使pH穩(wěn)定在 。2、目的要求通過比較 、 （如Na2HPO4、KH2PO4等的溶液，在加入 或 時，能使 的變化減弱）和生物材料在加入 后 的變化，推測 。3、材料用具 防護手套，50mL 1個，50mL 1個， ，pH計或萬用pH試紙，鑷子1把，自來水0.1mol/LnaOH( )，生物材料（肝勻漿、 、用水5:1稀釋的 、黃瓜勻漿），pH=7的 。4、方法步驟將25mL 倒入50mL燒杯中。用pH計或pH試紙測試 ，并做記錄。一次加一滴 ，然后輕輕搖動。加入5滴后再測 。重復(fù)這一步驟直到加入了 為止。將pH測定結(jié)果記入表中。加入0.1mol/L HCl加入0.1mol/L NaOH加入不同數(shù)量液滴后的pH加入不同數(shù)量液滴后的pH051015202530051015202530自來水緩沖液生物材料1生物材料2充分沖洗燒杯并向其中倒入 。測定并記錄起始的 。再如步驟3，一滴一滴地加入 ，測定并記錄pH。充分沖洗燒杯，用緩沖液代替 ，重復(fù)步驟1至4，記錄結(jié)果。充分沖洗燒杯，選兩種生物材料分別代替 ，重復(fù)步驟1至4，記錄結(jié)果。根據(jù)所得數(shù)據(jù)，以 為橫軸，以 為縱軸，畫出自來水pH變化的曲線。以實線表示加入 的變化，虛線表示加入 的變化。再用其他顏色的線條分別表示 、 的變化情況，也同樣以實線和虛線分別表示加入 、 的變化。合作探究1、就加入HCl或NaOH后pH的變化來說，生物材料是更像自來水，還是更像緩沖液？2、分析緩沖液的pH變化情況為什么與自來水的不同。3、劇烈運動時會產(chǎn)生大量乳酸并進入血液，但血液的pH并沒有明顯下降，為什么？規(guī)律總結(jié)向自來水中加入酸或堿，會使pH降低或升高，如圖所示。向緩沖液(Na2HPO4、KH2PO4)中加入酸或堿，會發(fā)生如下反應(yīng)：HPO42-+H+H2PO4-，H2PO4-+OH-HPO42-H2O因而其pH變化不大，如圖所示。向生物材料中加入酸或堿，因為生物材料中含有緩沖物質(zhì)如NaH2PO4/Na2HPO4、H2CO3/NaHCO3，會發(fā)生如下反應(yīng)：HPO42-+H+H2PO4-和H2PO4-+OH-HPO42-+H2OH2CO3+OH-HCO3-+H2O和HCO3-+H+H2CO3H2O+CO2因而其pH亦變化水大，如圖所示。通過對照比較，揭示生物體維持pH穩(wěn)定的機制：含有緩沖物質(zhì)。 典題討論1、關(guān)于人體內(nèi)環(huán)境中pH調(diào)節(jié)的敘述，不正確的是（ ）A、人體血液的pH通常在77.53之間B、血液中乳酸過多時，就與NaHCO3發(fā)生反應(yīng)，生成乳酸鈉和H2CO3C、血液中Na2CO3過多時，就與H2CO3結(jié)合形成NaHCO3D、血液中CO2過多會刺激神經(jīng)中樞，促進呼吸活動將CO2排出解析人體在新陳代謝過程中，會產(chǎn)生許多酸性物質(zhì)，如乳酸、碳酸；人的食物（如蔬菜和水果）中往往含有一些堿性物質(zhì)，如碳酸鈉，這些物質(zhì)進入血液，都會使血液pH發(fā)生變化。但血液的pH卻不會變化過大，而通常在7.357.45之間，原因是血液中的緩沖物質(zhì)在起作用。B、C、D三項所述不會使pH升高。答案A。2、下圖表示運動前后血液中乳酸濃度的變化曲線，你認為對曲線BC段的變化解釋正確的是（ ）A、乳酸與NaHCO3反應(yīng)生成CO2B、乳酸與Na2CO3反應(yīng)生成CO2C、乳酸與NaH2PO4反應(yīng)生成H3PO4D、乳酸與Na2HPO4反應(yīng)生成NaH2PO4解析在血液中含有許多對酸堿度起緩沖作用的物質(zhì)緩沖物質(zhì)，每一對緩沖物質(zhì)都是由一種弱酸和相應(yīng)的一種強堿鹽組成，如H2CO3/NaHCO3、NaH2PO4/Na2HPO4等。當(dāng)機體劇烈運動時，肌肉中產(chǎn)生大量的乳酸、碳酸等物質(zhì)，并且進入血液。乳酸進入血液后，就與血液中的NaHCO3發(fā)生作用，生成乳酸納和H2CO3，H2CO3是一種弱酸，而且不穩(wěn)定，易分解成CO2和H2O，所以對血液的pH值影響不大。血液中增加的CO2會刺激呼吸活動的神經(jīng)中樞，增強呼吸運動，增加通氣量，從而將CO2排出體外。當(dāng)Na2CO3進入血液后。就與血液中的H2CO3發(fā)生作用，生成碳酸氫鹽，而過多的碳酸氫鹽可以由腎臟排出。這樣由于血液中緩沖物質(zhì)的調(diào)節(jié)作用，可以使血液的pH值不會發(fā)生大的變化，通常穩(wěn)定在7.357.45之間。答案B。3、學(xué)生甲在進行1500m比賽時，剛跑至100m左右，感覺腿部肌肉酸痛難忍，欲放棄比賽，老師安慰說：堅持一下，過一會兒就會感覺好點了。學(xué)生甲遂繼續(xù)比賽，過了一會兒，果然感覺又有勁兒了。試問，引起學(xué)生甲肌肉酸痛的物質(zhì)是什么（ ）A、碳酸B、乳酸C、二氧化碳D、胃酸答案D。4、一名運動員正在進行長跑鍛煉，從他的大腿的肌細胞中檢測到了3種化學(xué)物質(zhì)，其濃度變化如圖所示。在O2、CO2、乳酸三種化學(xué)物質(zhì)中，甲、乙、丙分別表示_、_、_。一般情況下，乳酸進入血液后，對血液的pH值影響不大，為什么？_運動結(jié)束后，通過適當(dāng)?shù)男菹?，可消除肌肉中積存的乳酸從而消除肌肉的酸痛，請說明消除乳酸的兩條途徑_。研究發(fā)現(xiàn)皮膚的汗腺也能分泌乳酸，而乳酸可抑制皮膚表面病菌的活動。這是一種_免疫。解析在長跑鍛煉中，由于供氧不足，肌細胞要進行無氧呼吸補充供能的不足，乳酸是無氧呼吸的產(chǎn)物，會暫時積累在肌細胞中，因此其濃度逐漸升高。CO2是有氧呼吸的代謝產(chǎn)物，當(dāng)肌細胞轉(zhuǎn)為以無氧呼吸方式供能時，CO2含量不再升高，且隨血液循環(huán)運走細胞內(nèi)的CO2，改善細胞供氧狀況。答案乳酸 CO2 O2因為血液中存在H2CO3/NaHCO3，當(dāng)乳酸進入血液后，乳酸與NaHCO3反應(yīng)生成乳酸鈉和碳酸，碳酸分解成CO2經(jīng)呼吸排出，而乳酸鈉由尿排出。部分乳酸進入肝臟后重新被利用。氧化分解 合成葡萄糖和糖元。非特異性。 課堂鞏固1、健康人的血液的pH總是維持在7.357.45之間，這是由于（ ）A、人體內(nèi)含有大量水分B、血液中NaCl的含量保持恒定不變C、人體排出的酸性物質(zhì)與堿性物質(zhì)部分溶解在血液中D、血液中HCO3-和H2CO3只允許在一定的范圍內(nèi)2、維持血液pH恒定的緩沖物質(zhì)是（ ）A、強酸和相應(yīng)的強堿鹽B、強酸和相應(yīng)的弱堿鹽C、弱酸和相應(yīng)的強堿鹽D、弱酸和相應(yīng)的弱堿鹽3、人劇烈運動后，釋放大量乳酸，但pH變化不大，主要原因不是（ ）A、乳酸在血漿中很快被分解生成CO2和H2O，并排出CO2B、NaHCO3與乳酸反應(yīng)，調(diào)節(jié)pHC、H2CO3抑制乳酸的酸性，并通過呼吸系統(tǒng)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堿性物質(zhì)如碳酸鈉。當(dāng)食用這些食物時，碳酸鈉進入血液后，人體的即時反應(yīng)是：碳酸鈉與血液中的_緩沖對發(fā)生作用，相應(yīng)的反應(yīng)式：_。所形成的_通過_（器官）以_的形式排出體外。因此，通過血液中緩沖物質(zhì)的作用，使血液中的_維持在相對穩(wěn)定狀態(tài)。課后檢測一、選擇題（每題5分，共40分）1、人體劇烈運動時，肌肉產(chǎn)生大量乳酸進入血液，但不會引起血漿pH發(fā)生劇烈的變化。其中發(fā)揮緩沖作用的物質(zhì)主要是（ ）A、碳酸氫鈉B、碳酸C、三磷酸腺苷D、鉀離子2、人體劇烈運動后，血漿的pH會明顯下降，其原因是（ ）A、血漿中乳酸增多B、血漿中磷酸肌酸增多C、血漿中碳酸增多D、血漿中丙酮酸增多3、人體血液的pH維持在7.357.45，適量的CO2對維持這個pH變化范圍起主要作用，其原理可用化學(xué)方程式表示：H2O+CO2H+HCO3-。又知人體在正常情況下呼出的氣體中CO2的體積分?jǐn)?shù)約為5%，下列說法正確的是（ ）A、人在安靜狀態(tài)下長時間太快而且太深的呼吸可以使呼出氣體中CO2的體積分?jǐn)?shù)大于5%B、人在痛苦中，長時間太深的呼吸可導(dǎo)致血液pH降低C、人在安靜狀態(tài)下，長時間太淺的呼吸可以導(dǎo)致血液pH降低D、窒息而死的人血淮pH高于7.454、當(dāng)人體進行深呼吸時，血液中的pH與平靜呼吸時相比，暫時會（ ）A、增大B、減小C、不變D、趨于酸性5、血液中的每一對緩沖物質(zhì)的組成都是（ ）A、一種強酸和相應(yīng)的一種強堿鹽B、一種強酸和相應(yīng)的一種弱堿鹽C、一種弱酸和相應(yīng)的一種弱堿鹽D、一種弱酸和相應(yīng)的一種強堿鹽6、人體在劇烈運動以后，你預(yù)測血漿中的pH將會發(fā)生什么變化？并解釋其原因（ ）A、pH略有下降，原因是骨骼肌無氧呼吸時產(chǎn)生乳酸進入血漿，乳酸是酸性物質(zhì)B、pH不變，原因是骨骼肌無氧呼吸時產(chǎn)生的乳酸不會進入血漿C、pH會升高，原因是骨骼肌產(chǎn)生的乳酸進入血漿后與血漿中的Na+結(jié)合形成乳酸鈉，乳酸鈉是堿性的D、pH會略有下降，原因是骨骼肌無氧呼吸的中間產(chǎn)物丙酮酸進入血漿后造成的7、（多選）下列物質(zhì)中，哪些能組成人體血液的緩沖對（ ）A、H2CO3B、NaOHC、NaHCO3D、NaCl8、（多選）高等動物細胞內(nèi)產(chǎn)生的CO2排出體外的途徑不正確的是（ ）A、細胞內(nèi)環(huán)境循環(huán)系統(tǒng)呼吸系統(tǒng)體外B、細胞內(nèi)環(huán)境呼吸系統(tǒng)循環(huán)系統(tǒng)體外C、細胞循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)環(huán)境呼吸系統(tǒng)體外D、細胞循環(huán)系統(tǒng)呼吸系統(tǒng)內(nèi)環(huán)境體外二、簡答題：(每空5分，共60分)9、有一類疾病屬于呼吸性酸中毒，是由于呼吸道阻塞、肺膨脹不全或肺炎等導(dǎo)致體內(nèi)二氧化碳排出受阻。請運用有關(guān)知識回答下列問題。血液的pH通常在_之間，當(dāng)血中CO2大量積累時，它就與水反應(yīng)形成_，該物質(zhì)在血中的積累會使血液pH低于_，但總的影響不會太大，因為該物質(zhì)又會很快被分解成_。病人因呼吸受阻，肌細胞中會產(chǎn)生大量的乳酸，乳酸進入血液后，會使血液pH_，但乳酸可與血液中的_發(fā)生反應(yīng)，生成_，這樣，血液pH就相對穩(wěn)定。病人從水果中攝入的碳酸鈉進入血液后，與碳酸反應(yīng)，生成_，該物質(zhì)通過_排出體外，因此血液pH不會升高。由上述看出，血液中的_和_是一對重要的緩沖物質(zhì)，它對于維持血液_的相對穩(wěn)定有重要作用。參考答案一、自主學(xué)習(xí)細胞代謝 人和動物吃的 酸性 堿性 酸性 堿性 pH 緩沖物質(zhì) 一定范圍內(nèi)自來水緩沖液酸減pH酸或堿pH生物體是如何維持pH穩(wěn)定的 4副燒杯量筒彩色鉛筆盛于滴瓶中盛于滴瓶中馬鈴蘿勻漿雞蛋清磷酸緩沖液自來水測度起始的pH0.1mol/LHCl pH 30滴