姚嵐
摘 要:鹽酸即氯化氫的水溶液,無色透明的一元強酸,是生物實驗中常見的試劑。在高中生物實驗中,不同濃度的鹽酸在不同實驗中的作用不同,學生容易混淆。因此,文章以人教版高中生物實驗為研究范圍,系統(tǒng)介紹了鹽酸在高中生物實驗中的作用、原理和應用。
關鍵詞:鹽酸;高中生物;急救措施
中圖分類號:G642 文獻標志碼:A 文章編號:1008-3561(2015)24-0095-01
一、質(zhì)量分數(shù)為5%的鹽酸
(1)作用:模擬人體胃內(nèi)的酸性環(huán)境,設置pH梯度。
(2)原理:人體內(nèi)的胃液主要成分是鹽酸,質(zhì)量分數(shù)約為5%,它能使胃液保持激活胃蛋白酶所需要的最適合的pH值,還能使食鹽中的蛋白質(zhì)變性而易于水解,以及殺死同食物一起進入胃里的細菌。
(3)應用:影響酶活性的條件(人教版生物必修一)。該實驗目的是探究高溫、低溫、強酸和強堿不同條件分別對酶活性的影響,其中,強酸這一條件是利用鹽酸來調(diào)節(jié)的。在探究強酸對酶活性的影響實驗時,首先要排除溫度對酶活性的影響。在實驗操作過程中,添加試劑的順序也同樣重要,操作時先將酶置于鹽酸中,然后再加入淀粉,檢驗酶的活性;如果先在酶溶液中加入淀粉,后添加鹽酸,則無法判斷強酸對酶活性的影響(在加入鹽酸之前,酶變將淀粉水解為麥芽糖)。探究pH對酶活性的影響(人教版生物選修一)。制備蘋果泥;將分別裝有蘋果泥和果膠酶的試管放到恒溫箱中保溫;準備一組試管,將每個試管中的反應混合物調(diào)節(jié)至不同的pH;加入果膠酶反應一段時間;過濾果汁,濾出蘋果汁越多,果膠酶活性越強。
二、質(zhì)量分數(shù)為8%的鹽酸
(1)作用:鹽酸能夠改變細胞膜的通透性,加速染色劑進入細胞;同時使染色質(zhì)中的DNA與蛋白質(zhì)分離,有利于DNA與染色劑的結合。
(2)原理:在質(zhì)量分數(shù)為8%的鹽酸溶液中,細胞死亡,細胞膜失去選擇透過性的功能,染色劑更易進入細胞中;同時,鹽酸可以使蛋白質(zhì)變性,使DNA與蛋白質(zhì)分離,利于染色劑與DNA結合,排除蛋白質(zhì)對實驗觀察的干擾,使DNA在細胞中的分布區(qū)域觀察效果更加清晰、具體。
(3)應用:觀察DNA和RNA在細胞中的分布(人教版生物必修一)。在該實驗中,取口腔上皮細胞制片后進行水解,在小燒杯中加入30mL質(zhì)量分數(shù)為8%的鹽酸,將烘干的載玻片放入小燒杯中,可以改變細胞膜的通透性,使染色質(zhì)中的DNA和蛋白質(zhì)分離。
三、質(zhì)量分數(shù)為15%的鹽酸
(1)作用:解離。質(zhì)量分數(shù)為15%的鹽酸和體積分數(shù)為95%的酒精,1∶1混合。
(2)原理:鹽酸和酒精的混合液可將組織中的細胞殺死,從而使細胞相互分離;再者,所有的高等植物均具有胞間連絲,主要成分是蛋白質(zhì)、磷脂和結合水,鹽酸可使蛋白質(zhì)變性,破壞植物細胞間的胞間連絲,使得細胞間更易分離。
(3)應用:1)觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂(人教版生物必修一)。鹽酸和酒精的混合液可使組織中的細胞相互分離開來,并殺死細胞,抑制細胞分裂。2)低溫誘導植物染色體數(shù)目的變化(人教版生物必修二)。同1)。
四、質(zhì)量分數(shù)為37%的鹽酸
(1)作用:調(diào)節(jié)溶液酸堿度。
(2)原理:質(zhì)量分數(shù)為37%的鹽酸便是人們俗稱的濃鹽酸,用于調(diào)節(jié)溶液的pH值。
(3)應用:測定亞硝酸鹽含量的操作(人教版生物選修一)。實驗中,為提高亞硝酸鹽的溶解度,需要配置提取劑,其方法是:稱取50g氯化鎘和50g氯化鋇,溶解于1000ml蒸餾水中,用濃鹽酸調(diào)節(jié)pH至1。
五、0.1mol/L的鹽酸
(1)作用:調(diào)節(jié)溶液的pH值。
(2)原理:因氫離子的作用呈酸性反應,通過一次加一滴0.1mol/L HCl,設置不同酸性的溶液梯度。
(3)應用:生物體維持pH穩(wěn)定的機制(人教版生物必修三)。正常人的血漿近中性,pH為7.35~7.45,細胞代謝或人和動物吃的食物經(jīng)過消化吸收代謝后產(chǎn)生許多酸性物質(zhì),這些酸性物質(zhì)進入內(nèi)環(huán)境中會改變pH值,但機體卻能使pH維持在一定范圍內(nèi)。該實驗通過比較自來水、緩沖液和生物材料在加入酸或堿后pH的變化,推測生物體是如何維持pH穩(wěn)定的。實驗步驟第一組將25ml自來水倒入50ml燒杯中,用pH試紙測試自來水的pH,記錄;一次加一滴0.1mol/L HCl,輕輕搖動,加入5滴后測pH,重復這一步驟直到加到30滴為止,分別記錄pH。第二組和第三組分別將自來水替換為緩沖液和生物材料,具體操作同第一組。最后,觀察自來水、緩沖液和生物材料在加入不同滴數(shù)的鹽酸后,能否將溶液中較低的pH值恢復到先前的pH值,如果能,證明生物體是通過緩沖對與機體內(nèi)酸或堿反應,以維持pH的穩(wěn)定的。
六、體積分數(shù)為20%的鹽酸
(1)作用:對氨基苯磺酸的保存。
(2)原理:對氨基苯磺酸又稱4-苯胺磺酸,在空氣中吸收水分后變?yōu)榘咨w,受熱分解,放出氮、硫的氧化物等毒性氣體,溶于沸水,微溶于冷水,以及乙醇、乙醚和苯,有明顯的酸性,能溶于氫氧化鈉溶液和碳酸鈉溶液。所以,使用和存放時要避光保存。對氨基苯磺酸的鹽酸溶液穩(wěn)定性較好,在酸性條件下穩(wěn)定。
(3)應用:測定亞硝酸鹽含量的操作(人教版生物選修一)。配制質(zhì)量濃度為4mg/ml的對氨基苯磺酸溶液中的第一個步驟,就是稱取0.4g對氨基苯磺酸,溶解于100ml體積分數(shù)為20%的鹽酸中,避光保存。
參考文獻:
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[2]杜娟.“鹽酸的性質(zhì)”[J].化學教育,2010(02).