实验编号

301#（高中生物，必修3）

实验名称

生物体维持pH稳定的机制

实验原理

缓冲物质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。人体内主要的缓冲对有：碳酸氢钠（NaHCO3）／碳酸（H2CO3）、磷酸氢二钠（Na2HPO4）／磷酸二氢钠（NaH2PO4）等。

当生物体细胞代谢产生许多酸性物质或碱性物质后，内环境中缓冲物质就分别对应地与之反应，加以调节，从而使内环境中酸碱度不会发生剧烈变化，维持在相对稳定的PH。

目的要求

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，

认识缓冲液对加入酸性和碱性物质后所起的缓冲作用，

并通过类比推理，推测生物体是如何维持pH稳定的。

实验材料

生物材料：需要马铃薯、黄瓜、猪肝各10g的的用量，稀释至100mL；用水5：1稀释的鸡蛋清、黄瓜匀浆）；pH=7的磷酸缓冲液。0.1mol/LHCl溶液。0.1mol/LNaOH溶液；4副防护手套、50 mL烧杯1只、50 mL量筒1只，彩色铅笔、pH计或万能pH试纸、镊子、自来水。

实验仪器

防护手套、50 mL烧杯、50 mL量筒、胶头滴管、彩色铅笔、广泛pH试纸和精密pH试纸、0.1 mol/L的HCl、0.1 mol/L的NaOH、镊子1把、表面皿、玻璃棒、天平等。

实验试剂

肝匀浆、马铃薯匀浆、稀释鸡蛋清、黄瓜匀浆、pH＝7的磷酸缓冲液

方法步骤

1.制备实验材料。

制备肝匀浆：将5 g新鲜动物肝脏切碎，用研钵研磨成糊状，然后加入50 mL蒸馏水，混匀后倒入试剂瓶中（弃渣）。

制备马铃薯匀浆：将20 g新鲜马铃薯切碎，用研钵研磨成糊状，然后加入60 mL蒸馏水，混匀后倒入试剂瓶中（弃渣）。

稀释鸡蛋清：在蛋壳两头各敲一个小孔，从一头将蛋清缓慢倒出，然后用5倍的水稀释鸡蛋清，再将稀释过的蛋清倒入试剂瓶中。

制备黄瓜匀浆：将20 g新鲜黄瓜切碎，用研钵研磨成糊状，然后加入60 mL蒸馏水，混匀后倒入试剂瓶中（弃渣）。

制备pH＝7磷酸缓冲液：可用购买的成套pH缓冲剂中的混合磷酸盐试剂配制。使用时，剪开试剂袋口，把内容物倒入250 mL容量瓶中，加蒸馏水至刻度，摇匀。

配制0.1 mol/L的NaOH：将4 g NaOH放在1 L的烧杯内，缓缓加入500 mL 蒸馏水，不停地搅拌直至溶解。然后，定容至1 000 mL。

配制0.1 mol/L的HCl：将8 mL浓盐酸加于500 mL蒸馏水中，再定容至 1 000 mL。

2.以4人为一组。在记录本中，参照教科书中相关表格画一个记录表。也可自己设计记录表。

3.取1只50 mL烧杯，用量筒量取并加入25 mL自来水。

4.测定自来水的初始pH并作记录。

5.向烧杯中滴加0.1 mol/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。

6.充分洗涤烧杯，用量筒量取并加入25 mL自来水。向烧杯中滴加0.1 mol/L 的NaOH，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。

7.充分冲洗烧杯，用缓冲液代替自来水，重复步骤3至步骤6，并记录实验结果。

8.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3至步骤6，并记录实验结果。

9.待实验完成后，根据所得数据（见表1），以加入酸和碱的滴数为横轴，以pH为纵轴，在坐标纸上画出各材料加入酸或碱的pH变化曲线。不同实验材料可用不同颜色线条加以区分。

 （四）得出结论

在某一时段内，生物材料的pH维持稳定；不同的生物材料对酸或碱的缓冲效果不同。对酸缓冲能力依次增加的是：自来水<黄瓜匀浆<马铃薯匀浆<肝匀浆<鸡蛋清<缓冲液；对碱缓冲能力依次增加的是：自来水<鸡蛋清<黄瓜匀浆<马铃薯匀浆<肝匀浆<缓冲液。

（五）表达与交流

班级内交流各组报告，比较研究结果，就发现的问题进行讨论。

（六）建议开展的课外活动

1.试分析血浆对酸性物质的缓冲作用。

2.稀释会影响缓冲溶液的pH和缓冲能力吗？

实验现象

实验结论

在某一时段内，生物材料的pH维持稳定；不同的生物材料对酸或碱的缓冲效果不同。对酸缓冲能力依次增加的是：自来水<黄瓜匀浆<马铃薯匀浆<肝匀浆<鸡蛋清<缓冲液；对碱缓冲能力依次增加的是：自来水<鸡蛋清<黄瓜匀浆<马铃薯匀浆<肝匀浆<缓冲液。