1.2.1探究实践：模拟生物体维持pH的稳定课件-高二上学期生物人教版选择性必修1

1、1.2.1探究实践：模拟生物体维持pH的稳定通过比较自来水、缓冲液和生物材料在加入酸或碱后pH的变化，来认识缓冲液对加入酸性或碱性物质后所起的缓冲作用，并通过类比推理，得出生物材料维持pH稳定的机制内环境中含有许多对酸碱度起缓冲作用的物质。缓冲对一般由一种弱酸和相应的盐，或者一种弱碱和相应的盐组成。人体内的缓冲对有碳酸氢钠（NaHCO3）/碳酸（H2CO3）、磷酸氢二钠（Na2HPO4）/磷酸二氢钠（NaH2PO4）等。当生命活动产生大量酸或碱时，内环境中的缓冲物质就与之反应，加以调节，从而使内环境的酸碱度不会发生剧烈变化，维持在相对稳定的状态。实验原理每对缓冲对=一种弱酸+相应的强碱盐通过比

2、较自来水、缓冲液和肝匀浆在加入酸或碱后pH的变化，推测生物体是如何维持pH稳定的。目的要求材料用具防护手套、护目镜、50mL烧杯、50mL量筒、pH计或pH试纸、镊子、自来水、物质的量浓度为0.1mol/L的HC1（盛于滴瓶中）、物质的量浓度为0.1 mol/L的NaOH（盛于滴瓶中）、pH为7的磷酸盐缓冲液、肝匀浆等。材料用具材料准备：从市场购买新鲜鸡蛋、土豆、鸡肝（或者猪肝）等，可以准备两种或两种以上的生物材料，比较不同生物材料的缓冲能力和范围。肝可以冷冻后再化冻使用，更易研磨。鸡蛋清、土豆匀浆、肝匀浆可以现用现取，也可以置于密闭塑料容器中冻存冰箱。鸡蛋清使用前加入4倍体积的自来水混匀。肝

3、去除脂肪和结缔组织、称重后切块放入料理机，加入4倍质量的自来水后充分研磨，用34层纱布过滤一遍。土豆去皮后切块，将一定质量的土豆块放入料理机，分批加入4倍质量的自来水打成匀浆，用34层纱布过滤一遍。土豆研磨液容易氧化成褐色，但不影响实验结果。若要进行多次重复实验，应保证每一批实验所用的材料相同。材料用具实施建议：磷酸盐缓冲液（PBS）有不同的配方，配好后的pH也不同，在此提供一个参考（单位：mmol/L）：NaCl 137，KCl 2.7，Na2HPOa10，KH2POa2，pH 7.37.4，位于人体细胞外液pH范围，用HC1调pH至7.00即可。教师也可以查文献确定PBS配方。0.1mol

4、/LHCI：浓盐酸（12 mmol/L）稀释120倍，pH为1；0.1 mol/LNaOH：pH为13。测量pH可采用普通pH试纸、精密pH试纸（范围311）或者pH计。pH试纸的使用应按照说明书进行，避免浸入溶液太久导致色素溶解或显色不均匀。普通pH试纸可大概测出自来水的pH变化（加酸或碱后pH为311），但是对于缓冲能力很强的生物材料，加酸或碱后pH变化幅度为0.62，精密pH试纸或者pH计更加适用。pH计读数可精确到0.01。注意pH计需定期校准（按照说明书进行），pH探头是精密零件，应该小心使用、轻轻擦拭，且保证充足的保护液。pH试纸建议精度如表所示。方法步骤实验步骤：（1）在记录本中

5、，参照教材P8的表格画一个记录表。也可自己设计记录表。（2）用量筒量取25mL自来水，倒入50mL烧杯中。（3）测定自来水的初始pH并作记录。（4）向烧杯中滴加0.1mol/L的HCl，一次一滴，然后轻轻摇动。当加入到5滴、10滴、15滴、20滴、25滴、30滴时，分别测pH，并作记录。（5）充分冲洗烧杯，用量简量取并加入25mL.自来水。向烧杯中滴加0.1mol/L的NaOH，一次一滴，然后轻轻摇动。当加人到5滴、10滴、15滴、20滴、25滴、30滴时，分别测pH，并作记录。如果实验中滴加HCI或NaOH时多滴了1滴，可用酸碱中和的方法来补救，也可重新操作。方法步骤（6）充分冲洗烧杯，用缓

6、冲液代替自来水，重复步骤（2）至步骤（5），并记录实验结果。（7）充分冲洗烧杯，用几种生物材料分别代替自来水，重复上述步骤（2）至步骤（5）并记录实验结果。（8）待实验完成后，根据所得数据，以加入酸或碱的滴数为横坐标，以pH为纵坐标，在坐标纸上画出各材料加人酸或碱的pH变化曲线。不同实验材料可用不同颜色线条加以区分。方法步骤材料pH试纸精度pH试纸范围自来水0.5312PBS0.2611肝匀浆0.267土豆匀浆0.359鸡蛋清0.3711表1-1用不同材料进行实验时建议使用的pH试纸精度：方法步骤实验数据记录表：方法步骤材料（2mL）0.1 M HCl滴数0.1 M NaOH滴数自来水PBS土

7、豆匀浆鸡蛋清肝匀浆一次实验pH计读数：（参考）方法步骤材料0.1 M HCl滴数0.1 M NaOH滴数051025202530015202530自来水7.867.387.013.384.963.383.067.8710.3210.7011.0011.24PBS7.006.936.836.476.596.476.307.007.658.039.2010.25土豆匀浆6.726.426.135.475.675.475.296.677.838.258.568.78鸡蛋清9.098.838.497.467.717.467.329.109.779.9410.0910.23肝匀浆6.646.546.45

8、6.196.286.196.096.656.866.946.997.05同样实验条件下精密pH 试纸读数：（参考）方法步骤材料0.1 M HCl滴数0.1 M NaOH滴数051015202530015202530自来水6.86.56.36.05.04.13.87.09.810.010.511.0PBS7.07.06.86.66.56.46.37.07.57.88.08.2土豆匀浆6.56.56.26.05.85.55.16.57.57.88.38.5鸡蛋清8.58.38.07.26.86.66.58.39.79.810.010.0肝匀浆6.46.26.16.06.05.95.96.36.76.76.87.0学生将以上数据描绘在坐标纸上，或者输入Excel等统计软件进行分析并作图，以酸或碱的滴数为横坐标，以pH为纵坐标，画出pH变化的曲线，比较不同实验材料的缓冲作用。方法步骤HCL液滴 NaOH液滴 实验注意事项：（1）加入酸或碱时，要一滴一滴地加入，并严格控制滴数。（2）HCI和NaOH均有腐蚀性，要避免其与皮肤和眼睛接触。（3）冲洗烧杯一定要充分，否则将影响实验结果。（4）至少选两种