滲透作用的實驗創(chuàng)新

1、 滲透實驗新裝置及一種新半透膜海帶湖南懷化市第五中學 石淵偉 陳紅滲透作用的演示實驗，是讓學生通過分析滲透現(xiàn)象進而認識半透膜的作用，概括出滲透作用的概念和發(fā)生滲透作用的兩個條件。為后面講述動物細胞的細胞膜和植物細胞的原生質(zhì)層都相當于一層半透膜打基礎(chǔ)。所以從人教版的高中必修生物第一冊到新課標高中生物1分子與細胞一直沿用。教材所用的實驗裝置如圖，在一個長頸漏斗的漏斗口外密封上玻璃紙，往漏斗口注入蔗糖溶液，將漏斗浸入盛有清水的燒杯中，使漏斗管內(nèi)外的液面高度相等，然后觀察漏斗管液面的變化。各地教師在具體操作本實驗過程中遇到很多困難，也進行了不少改進。我們通過網(wǎng)絡(luò)搜集了發(fā)表在不同雜志中的文章，并進行了不

2、全面的統(tǒng)計。時間、雜志標題主要改進03年生物學教學第9期血壓計式滲透演示儀的制作把長頸漏斗的長頸部拉細成1mm04年生物學教學第2期滲透作用演示實驗的改進破損的膠頭滴管替代長頸漏斗；魚鰾替代玻璃紙。04年生物學教學第5期滲透作用演示實驗的改進長頸漏斗倒轉(zhuǎn)系上雞蛋膜；雞蛋膜替代玻璃紙。06年生物學教學第8期七種半透膜材料“滲透現(xiàn)象”的實驗研究卵殼膜>膀朧膜>植物葉片>魚縹膜；玻璃紙>纖維濾紙>蠟紙。01年生物學通報第12期滲透作用演示實驗的改進變演示實驗為探索性實驗06年生物學通報第9期對“滲透現(xiàn)象”演示實驗的改進長頸漏斗倒轉(zhuǎn)系上雞蛋膜；雞蛋膜替代玻璃紙。07年生物

3、學通報第1期“滲透作用”實驗的改進長頸漏斗改用一次性注射器和輸液用的針頭細管制成；雞蛋膜替代玻璃紙。通過分析我們不難看出上述改進主要分為以下幾類：1、裝置改進；2、半透膜的材料改進；3、變演示實驗為探究性實驗；而且他們普遍認為按課本上的滲透裝置進行實驗，液面上升速度非常慢，且在實驗材料的制備上也有諸多不便；筆者通過反復(fù)地進行實驗，對本實驗從實驗裝置和半透膜材料兩個方面進行了實驗改進。一、實驗裝置分析及改進1、教材裝置的缺陷分析缺陷一 教材裝置的長頸漏斗長頸內(nèi)徑一般為5mm，注入蔗糖溶液較麻煩，長頸漏斗的容積為50100mL，動作嫻熟的老師可以用燒杯直接緩慢的向長頸漏斗倒入蔗糖溶液（易溢出），一

4、般老師只能用滴管一管一管的注入，大概需4080滴管。 缺陷二 用細線或橡皮筋固定半透膜后，氣密性不好，有的老師先涂凡士林再固定，解決氣密性問題。缺陷三 教材裝置中最大的缺陷是半透膜有一定彈性，且隨半透膜面積增大其彈性表現(xiàn)得越發(fā)明顯。在注入蔗糖溶液后，因膜有彈性而下墜，浸入盛有清水的燒杯中后又受水浮力的影響，一是很難控制漏斗管內(nèi)外的液面平衡，二是當燒杯中的清水通過滲透作用進入漏斗，由于膜的彈性致使漏斗管液面很難出現(xiàn)上升現(xiàn)象，即使實驗前將膜繃緊也還是受其彈性的影響，上升現(xiàn)象不明顯且所用實驗時間較長。通過反復(fù)實驗，選用鴨子或雞的嗉囊做半透膜，把兩個基本一樣的處理好的嗉囊固定在漏斗口徑分別為4cm和5

5、cm的兩個長頸漏斗上作對比實驗。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，開始的30分鐘內(nèi)，液面都基本不上升，30分鐘后開始緩慢上升，2個小時后可上升6cm高度。這說明開始一段時間發(fā)生滲透使里面的液體增加而導致半透膜下墜，液面基本不上升，造成不發(fā)生滲透作用的假象。2、實驗裝置的改進 （如圖所示） 1.用空橡膠泥盒替代長頸漏斗。實驗室中常見的長頸漏斗的漏斗口徑為4cm 5cm，而空橡膠泥盒的直徑有7.5cm，可進一步增大半透膜的面積。 2.空橡膠泥盒蓋氣密性好。將半透膜覆蓋在盒口后，蓋上蓋子就不會漏氣，操作簡單方便。 3.空橡膠泥盒蓋上打許多密集的小孔，保證清水與半透膜接觸，蓋子很好的解決內(nèi)部裝入蔗糖溶液后半透膜下墜的現(xiàn)象。4

6、. 空橡膠泥盒的底部打兩孔，中央的倒插入一個小型的長頸漏斗，便于快速的注入蔗糖溶液，同時旁邊的孔一定要插入一根排氣管，讓內(nèi)部的空氣及時排除。二、半透膜材料對比及改進1、各種半透膜材料的對比教材所用的玻璃紙實在難求，筆者所在地也是一個地級市，但跑了所有化工店都沒有買到，聯(lián)系了幾家專門供應(yīng)打印紙商家也沒有，只是在網(wǎng)上能搜索到。各種資料也反映玻璃紙在市場上難以購買，有關(guān)滲透作用的實驗改進選用了多種半透膜材料，歸納起來可大致可分為動物材料、植物材料和化工材料三種，動物材料有嗉囊、腸衣、魚膘、雞蛋的卵殼膜、動物的膀朧等，植物材料有闊葉植物的葉片、洋蔥表皮等，化工材料像火棉膠、玻璃紙等。半透膜材料季節(jié)限制

7、地域限制成本材料特點膜的制備化工玻璃紙無很難買到低膜面積足夠大直接使用動物材料動物嗉囊腸衣、魚膘無無有時較高膜面積大、彈性大需撕取、刮、清洗雞（鴨鵝）蛋膜無無低膜面積小，且容易破裂酸液浸泡較長時間植物材料洋蔥內(nèi)表皮農(nóng)村有限制，但城市超市四季有賣低膜面積小、易破裂需小心撕取闊葉植物葉片有有低膜面積較大，但韌性較差易破裂水煮2、半透膜的改進材料海帶 優(yōu)點：1、不受地域和季節(jié)的限制，一年四季在任何偏遠的農(nóng)村鄉(xiāng)鎮(zhèn)商店都能買到，且價格低廉；2、海帶取材方便，不需任何處理就可直接使用，且其膜面積大，寬葉海帶的寬度一般在26cm左右，長度更長，可制作直徑20多厘米的半透膜；3、海帶具有較強的韌性，不容易破裂，可反復(fù)使用多次。 使用方法：選擇海帶的尾部，較薄，無破損部分直接使用。用完晾干留待下次使用，下次使用時先用清水浸泡1分鐘，待海帶變?nèi)彳浨冶容^薄即可。三、新裝置、新半透膜的實驗步驟及結(jié)果（一）實驗步驟1、選取海帶的尾部，較薄，無破損部分進行固定。2、放入水中浸泡使得海帶吸水膨脹并檢查