内容正文:
第2节 内环境的稳态
学习任务目标
1.说明内环境稳态及其生理意义。
2.以内环境某种成分变化为例,讨论各系统如何协同维持稳态,阐明维持稳态的基础。
3.基于稳态的学习,认同并采纳健康的生活方式和饮食习惯。
一、模拟生物体维持pH的稳定
1.实验原理:通过比较自来水、缓冲液和肝匀浆中加入酸或碱后pH的变化,说明生物组织匀浆与缓冲液更类似,而与自来水不同,从而推测生物体是如何维持pH稳定的。
2.方法步骤
二、内环境的动态变化
1.原因
(1)外因:外界环境的变化。
(2)内因:体内细胞代谢活动的进行。
2.实例——体温变化
(1)正常情况下,不同人的体温,会因年龄、性别等的不同而存在微小差异。
(2)同一个人的体温在一日内也有变化,但变化幅度一般不超过1 ℃。
3.稳态
(1)概念: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:健康人内环境的每一种成分和理化性质都是不断变化的,但都处于一定的范围内。
三、对稳态调节机制的认识
1.调节机制的发现历程
2.内环境稳态
3.人体维持稳态的调节能力特点:有一定限度。
4.稳态遭破坏的原因
(1)外界环境的变化过于剧烈;
(2)人体自身的调节功能出现障碍。
四、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
内环境成分或理化性质
意义
渗透压正常
维持组织细胞正常形态与功能
内环境成分或理化性质
意义
温度和pH相对稳定
酶活性正常,保证酶促反应正常进行
血糖浓度、氧气含量稳定
保证机体正常的能量供应
模拟生物体维持pH的稳定
为了探究血浆pH维持稳定的机制,设计实验比较①蒸馏水、②人工配制的缓冲液、③血浆三种液体分别滴加0.1 mol/L NaOH和0.1 mol/L HCl后pH变化的情况。思考回答关于实验设计及评价的问题:
探究1.①蒸馏水中加入酸或碱后pH为什么变化明显?
提示:①蒸馏水中没有缓冲物质,因此加入酸或碱后pH变化明显。
探究2.每组中所加酸或碱的浓度和量是否相同?为什么?
提示:相同。探究实验需要遵循单一变量原则,该实验的自变量为是否含有缓冲物质,每组中所加酸或碱的浓度和量都属于无关变量,都需相同。
探究3.血浆在加入酸或碱后pH不发生很大变化,为什么?
提示:因为血浆中含有缓冲物质。
图1表示向清水中分别滴加HCl、NaOH后,清水pH的变化;图2表示向血浆中分别滴加HCl、NaOH后,血浆pH的变化(图中HCl、NaOH的浓度均为0.1 mol/L)。据图分析,下列相关叙述错误的是( )
A.实验所用HCl、NaOH的浓度为无关变量
B.本实验的因变量为清水和血浆pH的变化
C.本实验需严格控制自变量,无关变量保证加入的各物质等量即可
D.实验结果表明,血浆对pH的变化具有缓冲作用
C 解析:实验中所用HCl、NaOH的浓度为无关变量,A正确;本实验的因变量为清水和血浆pH的变化,B正确;实验设计应遵循单一变量原则,无关变量要保证相同且适宜,C错误;对比图1和图2可知,一定范围内血浆对pH的变化具有缓冲作用,D正确。
【题后反思】人在剧烈运动后会感到肌肉酸痛,但休息一段时间后,酸痛会消失。酸痛的变化与运动前后血浆中pH变化有关,尝试在下图中绘出血浆pH变化曲线。
答案:如图所示
1.在剧烈运动时,血浆中乳酸大量增加而pH基本不变。对此现象的解释,不正确的是( )
A.血浆是一种缓冲溶液体系
B.乳酸与NaHCO3反应生成弱酸H2CO3
C.H2CO3分解生成的CO2可经呼吸系统排出
D.大量乳酸进入血液后,马上被稀释或被彻底分解
D 解析:血浆是一种缓冲溶液体系,含有缓冲物质,A正确;过多的乳酸与NaHCO3反应生成弱酸H2CO3,B正确;H2CO3是弱酸,可分解生成H2O和CO2,CO2可经呼吸系统排出,C正确;大量乳酸进入血液后与血液中的NaHCO3发生反应,产生乳酸钠和H2CO3,而不是马上被稀释或被彻底分解,D错误。
2.某同学分别以清水、缓冲液和血浆为实验材料进行探究血浆是否具有维持pH稳定的功能的实验,实验结果如下图所示。下列相关叙述不正确的是( )
A.本实验中起对照作用的是清水组和缓冲液组
B.图示实验结果说明血浆中缓冲物质的缓冲能力是有限的
C.图示实验结果表明缓冲液维持pH稳定的能力比血浆弱
D.图示三条曲线所示结果均是科学合理的
D 解析:本实验是要探究血浆是否具有维持pH稳定的功能,清水组和缓冲液组属于对照组,A正确;由图可知,血浆组中加入HCl的量较少时,溶液的pH可基本保持不变,当超过一定限度时,随着加入HCl的量增多,溶液的pH不断下降,因此图示实验结果说明血浆中缓冲物质的缓冲能力是有限的,B正确;通过对照实验可