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實驗生物體維持pH穩(wěn)定的機(jī)制：

一、材料用具
防護(hù)手套、50ml燒杯、50ml量筒、彩色鉛筆、廣泛pH試紙和精密pH試紙、0.1mol/LHCL、0.1mol/L NaOH、鑷子1把、表面皿、玻璃棒、天平等。需要提前準(zhǔn)備的實驗材料有：肝勻漿、馬鈴薯勻漿、稀釋雞蛋清、黃瓜勻漿、pH＝7磷酸緩沖液。
二、方法步驟
（1）以4人為一組。在記錄本中，畫一個記錄表。

	加入0.1mol/LHCl							加入0.1mol/LNaOH
	加入不同數(shù)量液滴后的pH							加入不同數(shù)量液滴后的pH
	0	5	10	15	20	25	30	0	5	10	15	20	25	30
自來水
緩沖液
生物材料1
生物材料2

（2）取1只50ml燒杯，用量筒量取并加入25ml自來水。
（3）測定自來水的初始pH。
（4）分別向燒杯中滴加0.1mol/LHCl，一次一滴，然后輕輕搖動。當(dāng)加入到5滴、10滴、15滴、20滴、25滴、30滴時，分別測pH，并作記錄。
（5）充分洗滌燒杯，重復(fù)上述步驟，不同的是，這次滴加的是0.1mol/LNaOH，作好記錄。
（6）充分沖洗燒壞，用緩沖液代替自來水，重復(fù)步驟2至步驟5，記錄結(jié)果。
（7）充分沖洗燒壞，用幾種生物材料分別代替自來水，重復(fù)步驟2至步驟5，記錄結(jié)果。
三、實驗結(jié)果與結(jié)論：
1、實驗結(jié)果：
（1）對自來水的處理：

結(jié)果：滴加鹽酸后，自來水pH逐漸減��；滴加NaOH溶液后，自來水pH逐漸增大。
（2）對緩沖液的處理：

結(jié)果：無論滴加鹽酸還是氫氧化鈉溶液，緩沖液的pH均保持相對穩(wěn)定。
（3）對生物材料的處理：

結(jié)果：無論滴加鹽酸還是氫氧化鈉溶液，生物材料的pH均保持相對穩(wěn)定。
2、實驗結(jié)論：比較以上幾條曲線的變化規(guī)律可知，生物材料的性質(zhì)類似于緩沖液而不同于自來水，說明生物材料內(nèi)含緩沖物質(zhì)，能夠維持pH的相對穩(wěn)定。


知識點(diǎn)撥：

1、緩沖物質(zhì)
①概念：血液中含有許多對對酸堿度起緩沖作用的物質(zhì)，也叫緩沖對，如NaHCO₃/H₂CO₃、Na₂HP0₄/NaH₂PO。
②組成：每一對緩沖物質(zhì)都是由一種弱酸和相應(yīng)的一種強(qiáng)堿鹽組成的。
③作用：使血液的酸堿度不會發(fā)生很大的變化，從而維持在相對穩(wěn)定的狀態(tài)。
(2)調(diào)節(jié)機(jī)制


知識拓展：

1、人體血液中的NaHCO₃為緩沖物質(zhì)，維持人體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定。
2、植物進(jìn)行光合作用時，需在一密閉容器內(nèi)放一盛有NaHCO₃溶液的小燒杯，NaHCO₃溶液的作用是為植物提供穩(wěn)定的C0₂，并非調(diào)節(jié)pH。


相關(guān)高中生物知識點(diǎn)：內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)

內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)：

1、內(nèi)環(huán)境的動態(tài)變化

(2)具體表現(xiàn)：內(nèi)環(huán)境各種化學(xué)成分和理化性質(zhì)都處于動態(tài)平衡中。
2、內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的概念、內(nèi)容與基礎(chǔ)
(1)概念：正常機(jī)體通過調(diào)節(jié)作用，使各個器官、系統(tǒng)協(xié)調(diào)活動，共同維持內(nèi)環(huán)境的相對穩(wěn)定狀態(tài)。
(2)內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的內(nèi)容與意義：

(3)維持基礎(chǔ)：人體各器官、系統(tǒng)協(xié)調(diào)一致地正常運(yùn)行是維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的基礎(chǔ)。
(4)直接參與的器官與系統(tǒng)： ①消化系統(tǒng)②呼吸系統(tǒng)③泌尿系統(tǒng)④循環(huán)系統(tǒng)
3、內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)機(jī)制現(xiàn)代觀點(diǎn)：神經(jīng)一體液一免疫調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)
4、內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)與消化、吸收、循環(huán)、排泄系統(tǒng)的功能聯(lián)系：

5、意義：內(nèi)環(huán)境中血糖含量、溫度、pH等保持在適宜的范圍內(nèi)，細(xì)胞代謝正常進(jìn)行。是機(jī)體進(jìn)行正常生命活動的必要條件。

穩(wěn)態(tài)失調(diào)與相關(guān)疾�。�

病狀名稱	內(nèi)環(huán)境理化性質(zhì)變化	引起疾病的癥狀
尿毒癥	尿素等代謝廢物在體內(nèi)積累	自身中毒和綜合病癥
糖尿病	血液中葡萄糖含量過高	多食、多飲、多尿、口渴、饑餓感強(qiáng)烈，身體消瘦
高原反應(yīng)	體內(nèi)缺氧，血氧過低	頭痛、乏力、心跳加快
感冒發(fā)燒	體溫過高，影響酶的活性	食欲不振、四肢無力
嚴(yán)重腹瀉	丟失大量的水和無機(jī)鹽	疲倦、周身不適、惡心

知識點(diǎn)撥：

1、血液Na+、K+、pH的穩(wěn)定性：血液的pH通常在7.35～7.45之間，變化范圍很小。原因是血漿中含有HCO^3-、HPO₄^2-等離子，可起到緩沖作用。
2、內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)失調(diào)：長期營養(yǎng)不良，會出現(xiàn)組織水腫。人體發(fā)生花粉等過敏反應(yīng)時，引起毛細(xì)血管壁的通透性增加，血漿蛋白滲出，會造成局部組織液增加。淋巴管阻塞會引起組織液中的大分子蛋白質(zhì)回流到血漿從而使組織液增加。腎小管腎炎也會使組織液增加而水腫。細(xì)胞代謝旺盛使代謝產(chǎn)物增多，組織液濃度增加使組織液增多而水腫。
3、人體維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的具體表現(xiàn)：飲水不足時，抗利尿激素釋放增加；劇烈運(yùn)動時，人體會大量出汗；接受抗原刺激后，B淋巴細(xì)胞增殖分化。
4、體液各成分間的轉(zhuǎn)化與判斷方法
①相互轉(zhuǎn)化關(guān)系：

②判斷方法：

5、不存在于內(nèi)環(huán)境中的物質(zhì)
①只存在于細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)：血紅蛋白及與細(xì)胞呼吸、DNA分子復(fù)制、DNA分子轉(zhuǎn)錄、mRNA翻譯有關(guān)的酶等。
②在細(xì)胞內(nèi)合成后直接分泌到體外的物質(zhì)：消化酶等。
③不能被吸收的物質(zhì)：纖維素等。
6、不發(fā)生于內(nèi)環(huán)境中的生理過程
①細(xì)胞呼吸的各階段反應(yīng)。
②細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)、遞質(zhì)和激素等物質(zhì)的合成。
③消化道等外界環(huán)境所發(fā)生淀粉、脂質(zhì)和蛋白質(zhì)的消化水解過程。

知識拓展：

1、人體維持穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)能力是有一定限度的。出現(xiàn)下列情形，穩(wěn)態(tài)會遭到破壞：
①外界環(huán)境變化過于劇烈；
②人體自身的調(diào)節(jié)功能出現(xiàn)障礙。
2、神經(jīng)一體液一免疫調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)是內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的主要調(diào)節(jié)機(jī)制。
①神經(jīng)調(diào)節(jié)：調(diào)節(jié)的主要方式，如體溫調(diào)節(jié)中樞在下丘腦。
②體液調(diào)節(jié)：某些化學(xué)物質(zhì)，如激素、CO2、H+等通過俸液傳送對機(jī)體進(jìn)行凋節(jié)，其中主要是激素調(diào)節(jié)。 ③免疫調(diào)節(jié)：免疫系統(tǒng)通過清除異物、外來病原微生物等對內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)起調(diào)節(jié)作用。
3、內(nèi)環(huán)境成分的位置關(guān)泵分析

(l)圖中①為細(xì)胞內(nèi)液，②為血漿，③為組織液，④ 為淋巴，②③④共同組成了內(nèi)環(huán)境。
(2)A端若為動脈的上端，則A處的氧分壓要高于 B處，A處的營養(yǎng)物質(zhì)含量高于B處，但B處CO2和代謝廢物的含量均高于A處。
(3)由圖中可知：毛細(xì)血管壁細(xì)胞的生活環(huán)境為血漿、組織液，毛細(xì)淋巴管壁細(xì)胞的生活環(huán)境為淋巴、組織液，血細(xì)胞的生活環(huán)境為血漿，組織細(xì)胞的生活環(huán)境為組織液。
4、內(nèi)環(huán)境與外界環(huán)境的物質(zhì)交換分析

I是體內(nèi)外進(jìn)行物質(zhì)交換的系統(tǒng)，并能為內(nèi)環(huán)境提供0₂并排出CO₂，這說明I是呼吸系統(tǒng)，內(nèi)環(huán)境與 I交換氣體必須通過肺泡壁和毛細(xì)血管壁；如果Ⅱ內(nèi)的葡萄糖通過①只能進(jìn)入血液，那么Ⅱ為消化道，①表示主動運(yùn)輸；Ⅲ是泌尿系統(tǒng)，②表示重吸收作用；皮膚有保護(hù)的作崩，皮膚中的汗腺通過分泌汗液來排出代謝廢物，Ⅳ表示的器官是皮膚。



相關(guān)高中生物知識點(diǎn)：科學(xué)研究方法

科學(xué)研究方法：

1、假說——演繹法
①提出假設(shè)
②演繹就是推理
③實驗驗證假設(shè)和推理
④得出結(jié)論
2、同位素示蹤法：同位素示蹤法是利用放射性核素或稀有穩(wěn)定核素作為示蹤劑對研究對象進(jìn)行標(biāo)記的微量分析方法
3、科學(xué)的研究方法包括：歸納法、類比推理法、實驗法和演繹法。
①歸納法：是從個別性知識，引出一般性知識的推理，是由已知真的前提，引出可能真的結(jié)論。它把特性或關(guān)系歸結(jié)到基于對特殊的代表（token）的有限觀察的類型；或公式表達(dá)基于對反復(fù)再現(xiàn)的現(xiàn)象的模式（pattern）的有限觀察的規(guī)律。
②類比推理法：類比推理這是科學(xué)研究中常用的方法之一。類比推理是根據(jù)兩個或兩類對象有部分屬性相同，從而推出它們的其他屬性也相同的推理。簡稱類推、類比。它是以關(guān)于兩個事物某些屬性相同的判斷為前提，推出兩個事物的其他屬性相同的結(jié)論的推理。
③實驗法：通過試驗的論證得出所需數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析后得出結(jié)論。分為：化學(xué)物質(zhì)的檢測方法；實驗結(jié)果的顯示方法；實驗條件的控制方法；實驗中控制溫度的方法
④演繹法：從普遍性結(jié)論或一般性事理推導(dǎo)出個別性結(jié)論的論證方法。演繹法得出的結(jié)論正確與否，有待于實踐檢驗。它只能從邏輯上保證其結(jié)論的有效性，而不能從內(nèi)容上確保其結(jié)論的真理性。也可以從邏輯思維，逆向思維和想象思維延伸到其結(jié)論該以反證明。
4、實驗必須遵守的原則：
①設(shè)置對照原則：空白對照；條件對照；相互對照；自身對照。
②單一變量原則；
③平行重復(fù)原則
5、實驗的特性：對照，統(tǒng)一性質(zhì)。提出問題；設(shè)計方案；討論結(jié)果；分析問題。分為科學(xué)實驗；驗證性實驗；對照實驗等。

知識拓展：

1、生物學(xué)的歷史研究進(jìn)展和相關(guān)實驗的敘述。
（1）孟德爾的假說——演繹法敘述
①提出假設(shè)（如孟德爾根據(jù)親本雜交實驗，得到F₁，Aa這對基因是獨(dú)立的，在產(chǎn)生配子時相互分離。這里假設(shè)的是一對等位基因的情況）；
②演繹就是推理（如果這個假說是正確的，這樣F₁會產(chǎn)生兩種數(shù)量相等的配子，這樣測交后代應(yīng)該會產(chǎn)生兩種數(shù)量相等的類型）；
③最后實驗驗證假設(shè)和推理（測交實驗驗證，結(jié)果確實產(chǎn)生了兩種數(shù)量相等的類型）；
④最后得出結(jié)論（就是分離定律）
（2）遺傳物質(zhì)驗證的三個實驗：肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗；噬菌體侵染細(xì)菌的實驗；煙草花葉病毒的重組實驗
（3）酶發(fā)現(xiàn)過程中的實驗：
①1777年，蘇格蘭醫(yī)生史蒂文斯從胃里分離一種液體（胃液），并證明了食物的分解過程可以在體外進(jìn)行。
②1834年，德國博物學(xué)家施旺把氯化汞加到胃液里，沉淀出一種白色粉末。除去粉末中的汞化合物，把剩下的粉末溶解，得到了一種濃度非常高的消化液，他把這粉末叫作“胃蛋白酶”（希臘語中的消化之意）。同時，兩位法國化學(xué)家帕揚(yáng)和佩索菲發(fā)現(xiàn)，麥芽提取物中有一種物質(zhì)，能使淀粉變成糖，變化的速度超過了酸的作用，他們稱這種物質(zhì)為“淀粉酶制劑”（希臘語的“分離”）�？茖W(xué)家們把酵母細(xì)胞一類的活動體酵素和像胃蛋白酶一類的非活體酵素作了明確的區(qū)分。
③1878年，德國生理學(xué)家?guī)於魈岢霭押笳呓凶鳌懊浮薄?BR>④1897年，德國化學(xué)家畢希納用砂粒研磨酵細(xì)胞，把所有的細(xì)胞全部研碎，并成功地提取出一種液體。他發(fā)現(xiàn)，這種液體依然能夠像酵母細(xì)胞一樣完成發(fā)酵任務(wù)。這個實驗證明了活體酵素與非活體酵素的功能是一樣的。因此，“酶”這個詞現(xiàn)在適用于所有的酵素，而且是使生化反應(yīng)的催化劑。由于這項發(fā)現(xiàn)，畢希納獲得了1907年諾貝爾化學(xué)獎
（4）生長素的發(fā)現(xiàn)實驗：植物的向光生長和胚芽鞘實驗
2、同位素示蹤方法的應(yīng)用，使人們可以從分子水平動態(tài)地觀察生物體內(nèi)或細(xì)胞內(nèi)生理、生化過程，認(rèn)識生命活動的物質(zhì)基礎(chǔ)。例如，用C、O等同位素研究光合作用，可以詳細(xì)地闡明葉綠素如何利用二氧化碳和水，什么是從這些簡單分子形成糖類等大分子的中間物，以及影響每步生物合成反應(yīng)的條件等。
3、放射性同位素示蹤技術(shù)，是分子生物學(xué)研究中的重要手段之一，對蛋白質(zhì)生物合成的研究，從DNA復(fù)制、RNA轉(zhuǎn)錄到蛋白質(zhì)翻譯均起了很大的作用。最近鄰序列分析法應(yīng)用同位素示蹤技術(shù)結(jié)合酶切理論和統(tǒng)計學(xué)理論，研究證實了DNA分子中堿基排列規(guī)律，在體外作合成DNA的實驗：分四批進(jìn)行，每批用一種不同的³²P標(biāo)記脫氧核苷三磷酸，³²P標(biāo)記在戊糖5'C的位置上，在完全條件下合成后，用特定的酶打開5'C－P鍵，使原堿基上通過戊糖5'C相連的³²P移到最鄰近的另一單核苷酸的3'C上。用最近鄰序列分析法首次提出了DNA復(fù)制與RNA轉(zhuǎn)錄的分子生物學(xué)基礎(chǔ)，從而建立了分子雜交技術(shù)，例如以噬體T₂-DNA為模板制成[³²P]RNA，取一定量T₂-DNA和其它一些DNA加入此[³²P]RNA中，經(jīng)加熱使DNA雙鏈打開，并溫育，用密度梯度離心或微孔膜分離出DNA-[³²P]RNA復(fù)合體測其放射性，實驗結(jié)果只有菌體T₂的DNA能與該[³²P]RNA形成放射性復(fù)合體。從而證明了RNA與DNA模板的堿基呈特殊配對的互補(bǔ)關(guān)系，用分子雜交技術(shù)還證實了從RNA到DNA的逆轉(zhuǎn)錄現(xiàn)象。
4、放射性同位素示蹤技術(shù)對分子生物學(xué)的貢獻(xiàn)還表現(xiàn)在：
a、對蛋白質(zhì)合成過程中三個連續(xù)階段，即肽鏈的起始、延伸和終止的研究；
b、核酸的分離和純化；
c、核酸末端核苷酸分析，序列測定；
d、核酸結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系；
e、RNA中的遺傳信息如何通過核苷酸的排列順序向蛋質(zhì)中氨基酸傳遞的研究等等。
為了更好地應(yīng)用放射性同位素示蹤技術(shù)，除了有賴于示蹤劑的高質(zhì)量和核探測器的高靈敏度外，關(guān)鍵還在于有科學(xué)根據(jù)的設(shè)想和創(chuàng)造性的實驗設(shè)計以及各種新技術(shù)的綜合應(yīng)用。


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