使用pH传感器改进“生物体维持pH稳态的机制”实验

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇使用pH传感器改进“生物体维持pH稳态的机制”实验范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

使用朗威DISLab的ph传感器改进“生物体维持ph稳态的机制” 实验，能够克服原来实验数据不精确、实验过程烦琐耗时等缺点，具有实时显示数据曲线、快速得出实验结论等优点。

一、实验原理

体液由细胞内液和细胞外液组成，虽然我们的细胞代谢会产生许多酸性、碱性物质，例如细胞呼吸产生碳酸等，但是体液的化学成分和理化特征是相对稳定的，这是机体进行正常生命活动的必要条件。本实验探究肝脏匀浆、马铃薯匀浆、化学缓冲液、自来水对酸碱变化的反应，以便帮助学生理解体液也是个缓冲系统，对维持机体的稳态起重要作用。

二、实验器材及试剂

朗威DISLab6.0pH传感器，朗威DISLab6.0数据采集器，0.1 mol/L HCl，0.1 mol/L NaOH，肝脏匀浆，马铃薯匀浆，自来水，pH=7的磷酸缓冲液，50 mL小烧杯，50 mL 量筒，玻璃棒。

实验装置如图1所示。

三、实验过程

（1）按要求准备好各种器材和试剂。

（2）连接计算机、数据采集器、pH传感器和pH电极。然后打开计算机，进入V6.0实验软件系统。点击“通用软件”，系统自动识别所接入的传感器，并显示pH数值。点击“计算表格”，并将窗口平铺。

（3）取25 mL自来水倒入50 mL小烧杯中。

（4）将pH复合电极放入烧杯中，不要接触烧杯，测量起始pH值，点击表格左侧的“点击记录”，并记录数据。

（5）往烧杯中滴加5滴0.1 mol/L NaOH，并用玻璃棒搅拌，待读数稳定后读取pH数值，点击表格左侧的“点击记录”，并记录数据。不可用pH复合电极搅拌。

（6）依次向烧杯中滴加5滴0.1 mol/L NaOH，测量溶液的pH值，直至30滴。

（7）在表格中添加变量“滴数”，依次输入数值0，5，10，15，20，25，30。

（8）以滴数为横轴，pH值为纵轴，绘制曲线1（如图2所示，以下曲线均见图2）。点击左侧“锁定”，将曲线1锁定。

（9）取25 mL自来水倒入50 mL小烧杯中。将0.1 mol/LNaOH换成0.1 mol/LHCl，重复步骤4～8，绘制曲线2。

（10）分别量取磷酸缓冲液25 mL，倒入2个50 mL烧杯中，分别利用0.1 mol/LNaOH和0.1 mol/LHCl，重复步骤4～8，绘制曲线3和曲线4。

（11）分别量取马铃薯匀浆25 mL，倒入2个50 mL烧杯中，分别利用0.1 mol/L NaOH和0.1 mol/L HCl，重复步骤4～8，绘制曲线5和曲线6。

（12）分别量取肝脏匀浆25 mL，倒入2个50 mL烧杯中，分别利用0.1 mol/LNaOH和0.1 mol/LHCl，重复步骤4～8，绘制曲线7和曲线8。

四、实验结果与分析

从图2中可以看出曲线1和曲线2的变化最大，即水溶液在加入0.1 mol/L HCl或0.1 mol/L NaOH之后其pH值变化最大；而曲线3和曲线4表明磷酸缓冲液的pH值变化最小，而马铃薯匀浆（曲线5和曲线6）和肝脏匀浆（曲线7和曲线8）的pH值变化介于水和磷酸缓冲液之间，且更像磷酸缓冲液。这说明在生物材料中存在某种缓冲液，能够有效阻止生物材料溶液pH值发生较大的变化。

五、实验改进反思

“生物体维持pH稳态的机制”实验是人教版高中生物教材必修3第1章第2节中的实验，该实验用常规方法进行时有以下弊端：（1）用pH试纸粗略测定pH值的变化，缺少实验过程数据的收集，而且数据不精确；（2）实验后学生要花大量时间去整理数据画出曲线，过程烦琐耗时；（3）不同学生对pH试纸使用的熟练程度有差异，所得到的pH值变化曲线图差异较大。

利用朗威DISLab的pH传感器改进实验具有以下优点：（1）实验数据获得快速、准确、直观；（2）实时显示的曲线使结果一目了然，也便于实验分析得出结论；（3）实验速度快，时间充裕，有利于学生多方位、多层次地进行探究实验；（4）实验过程中，学生分工协作共同完成实验，不仅培养了学生的动手能力，也培养了学生的团队合作精神；（5）实验曲线的获得和分析，可以培养学生获取信息、分析问题并最终得出实验结论的能力。

参考文献

[1] 李茜腴.传感器在生物学新课程实验教学中的案例研究[J].生物学通报，2013（1）：42-43.

[2] 黄婷.使用PASPORT传感器探究“生物体维持pH稳态的机制” [J].中学生物教学，2007（6）：60-61.

（方淳，本科，中教高级。陈媛媛，本科，实验员。汪祝兵，硕士，中教一级。浙江省杭州第十四中学，310006）