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[转载]在内环境中NaHCO3和H2CO3为什么是一对缓冲物质?

(2011-08-26 23:02:47)
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从“醋罐子”到“酒后驾车”看生物体维持pH稳定的机制

     众所周知山西人好吃醋,可是这些“醋罐子”内环境液体的pH并没有呈酸性,而实际上即使吃再多的醋,机体都能使pH稳定在一定范围内不会发生太大的变化。可是好喝酒的人就没有那么幸运了,一个人喝醉了酒后就会满嘴酒气,如果再去酒后驾车,很容易被交警发现,这是因为人的机体没有调节酒精的机制。
那么生物体是如何维持内环境pH会稳定在一定范围内不发生大的变化呢?机体又是如何维持内环境pH稳定的呢?生物机体维持pH稳定的机理是什么?
1、生物体维持内环境pH稳定的机理探究
1)向自来水中加入酸或碱,会使pH降低或升高。
2) 向缓冲液(含有NaH2PO4、Na2HPO4)中加入酸或碱,pH变化不大。
(3)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NaHlO3/H2CO3;NaH2PO4Na2HPO ,因而其pH变化不大。
可见磷酸缓冲液中含有弱酸性的NaH2PO4和弱酸性的Na2HPO4,它们构成了一对缓冲物质。当向其中加入少量NaOH时,可以和酸碱性NaH2PO4生成Na2HPO4和水,强碱成为弱碱;当加入少量HCL时,可以中和碱性的Na2HPO4,生成中性的NaCL和弱酸性的H2PO4。水溶液则不同,因而加入酸碱后,PH变化明显。
血浆中含有许多对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的,如H2CO3/NaHCO3  , NaH2PO4/Na2HPO4等。当酸性或碱性物质进入血浆后,可以与缓冲物质反应,反应产物可以经过肺或肾脏排出体外,从而使血浆的酸碱度始终维持在7.357.45之间。
2、人体维持内环境pH稳定的原理解读  
(1)缓冲物质:NaHlO3/H2CO3;NaH2PO4Na2HPO4
(2)剧烈运动产生大量乳酸,会导致pH升高的pH调节
乳酸+NaHCO3→乳酸钠
刺激神经促使呼吸系统、循环系统加速。
参与调节的系统:神经系统、呼吸系统、循环系统
(3)吃了碱性食物
肾排出体外
参与调节的系统:消化系统、循环系统、泌尿系统
生物体内含有缓冲对NaH2PO4/ Na2HPO4、H2CO3/ NaHCO3等,它们能够对酸碱度的变化起缓冲作用。此外,机体还可以通过对生理活动进行调节来维持PH稳定。


关键点:下面以缓冲对H2CO3/NaHCO3为例讲述血浆酸碱度相对稳定的维持过程。

1、当酸性物质增加时(如乳酸[HL]过多时)

   HL  +  NaHCO3                 NaL +  H2CO3

   H2CO3           H2O  +  CO2

CO2可以由肺排出体外,从而缓冲体内过多的酸。

2、当碱性物质增多时(Na2CO3过多)

   Na2CO3 +  H2CO3           2NaHCO3   

体内过多的 NaHCO3可以通过肾脏排出体外,从而缓冲体内过多的碱性物质。

在弱酸和弱酸盐(也就是缓冲对)的体系中,外加的碱(酸)被弱酸(弱酸盐)反应掉,不致使pH发生很大的变化。

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