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1、2023届高考生物考前梳理-选择性必修1 稳态与调节实验1.模拟生物体维持pH的稳定在溶液中加入酸或碱,缓冲对(如HPO42-/H2PO4-)能使溶液pH的变化减弱;与自来水相比,生物组织匀浆更类似于缓冲液。目的要求通过比较自来水、缓冲液(如NaH2PO4、KH2PO4等的溶液,加入酸或碱时,能使pH的变化减弱)和生物材料在加入酸或碱后pH的变化,推测生物体是如何维持pH稳定的。材料用具防护手套、护目镜、50 mL烧杯1个,50 mL量筒1个,pH计或万用pH试纸、镊子1把、自来水、物质的量浓度为0.1 mol/L的HCL(盛于滴瓶中)、物质的量浓度为0.1 mol/L的NaOH(盛于滴瓶中)
2、、生物材料(肝匀浆、马铃薯匀浆、用5倍的水稀释的鸡蛋清、黄瓜匀浆)、pH=7的磷酸缓冲液。方法步骤1.以4人为一组。在记录本中,画一个如下表所示的记录表。材料加入0.1 mol/LHCl加入0.1 mol/L NaO加入不同数量液滴后的pH加入不同数量液滴后的pH051015202530051015202530自来水缓冲液生物材料生物材料2生物材料32.将25 mL自来水倒入50 mL烧杯中。3.用pH计或pH试纸测试起始的pH,并作记录。4.一次加入一滴0.1 mol/L HCl,然后轻轻摇动。加入5滴后再测pH。重复这一步骤直到加入了30滴为止。将pH测定结果记入表中。5.充分冲洗烧杯并向
3、其中倒入25 mL自来水测定并记录起始的pH。再如步骤4,一滴一滴地加入0.1 mol/L NaO,测定并记录pH。6.充分冲洗烧杯,用缓冲液代替自来水,重复步骤2至步骤5,记录结果。7.充分冲洗烧杯,选两种生物材料分别代替自来水,重复步骤2至步骤5,记录结果。8.根据所得数据,以酸或碱的滴数为横轴,以pH为纵轴,画出自来水pH变化的曲线。以实线表示加入酸后的变化,虚线表示加入碱后的变化。再用其他颜色的线条分别表示生物材料、缓冲液pH的变化情况,也同样以实线和虚线分别表示加入酸和碱的变化。9.尝试用不同生物材料(如动物血浆、用2-5倍水稀释的鸡蛋清或马铃薯匀浆)代替肝匀浆完成实验。注意:氢氧化
4、钠和盐酸均有腐蚀性。应避免它与皮肤和眼睛接触,也不要入口。若有碱或酸洒落或溅出,要立即用水冲洗15 min,并告诉老师。讨论1.就加入HCl或NaOH后的pH的变化来说,肝匀浆更像自来水还是更像缓冲液?提示:肝匀浆加入HCl或NaOH后的pH的变化更像缓冲液。2.缓冲液的pH变化为什么与自来水的不同?提示:缓冲液加入少量酸或碱后,pH变化不明显,原因是磷酸缓冲液中含有NaH2PO4/Na2HP4,其中NaH2PO4呈酸性,当加入少量NaOH 时,可以中和OH-;Na2HPO4呈碱性,当加入少量HCl时,可以中和H+。水溶液则不同,加入酸或碱后,pH变化明显。3.方法步骤9中所用到的生物材料与肝
5、匀浆的实验结果类似吗?提示:类似。4.请根据模拟实验结果,尝试对机体维持pH稳定的机制进行解释。提示:机体内环境中含有缓冲对NaHCO3/H2CO3、Na2HPO4/NaH2PO4等,它们能够对酸和碱起缓冲作用。除此以外,机体还可以通过对生理活动进行调节来维持pH稳定。例如,当剧烈运动时,肌肉中会产生大量的乳酸和H2CO3。乳酸进入血液后,可与血液中的NaHCO3发生作用,生成乳酸钠和H2CO3。H2CO3是一种弱酸,可以分解成H2O和CO2。血液中的CO2增多会刺激呼吸中枢,使呼吸运动增强,增加通气量,从而将CO2排出体外,所以对血液的pH影响不大。当乳酸钠进入血液后,与血液中的H2CO3发生作用,形成碳酸氢盐,过多的碳酸氢盐可以由肾脏排出。这样由于血液中缓冲物质及机体的调节作用,血液的酸碱度不会发生很大的变化。