渗透作用和吸胀作用探究性实验.doc

渗透作用和吸胀作用探究性实验刘振锋(广东省广州市番禺区大岗中学，511470)生物学教学2003年(第28卷)第1期高二生物课本提到植物吸收水分的形式有两种：未成熟植物细胞通过吸胀作用吸收水分，成熟植物细胞通过渗透作用吸收水分。渗透作用和吸胀作用的原理是什么?怎样验证这两个原理?用什么实验方法和实验材料做实验效果最好?针对这些问题，我们组织学生讨论，设计了一系列的探究性实验，开展了一系列的探究活动，具体做法如下。初步探究阶段(自由发挥阶段)：布置学生利用课余时间阅读教材，查阅资料，自己设计实验方案，筛选实验材料，自由结合实验小组，然后开放实验室，提供仪器、药品供学生选择，让学生充分发挥自己的创造能力去进行实验探究。然后，组织学生进行交流、讨论，纠正学生在实验过程中出现的各种错误，筛选出较理想的实验方案、实验材料和组织形式。深入探究阶段(精细化操作阶段)：再次开放实验室，让学生按照自己筛选出的实验方案进行更深入的实验探究，然后在上水分代谢一节时让各实验小组在课堂上一起演示各自的实验，交流、讨论，推导出渗透作用和吸胀作用的原理，筛选出最佳的实验材料和实验方案。在整个探究实验过程中，教师要在恰当的时候指导学生在实验小组内、实验大组内、班内和级内着重围绕实验方案、实验技能和实验结果三方面的内容进行交流讨论，及时纠正学生的偏差，推广好的经验和方法。1具体实施经过反复探究和交流讨论，最后确定每班分四大组，别用鸡蛋、鱼鳔、猪肠和猪膀胱做实验材料，每大组分四个实验小组，分别采用不同的实验方案来进行实验探究。1.1第一大组：实验材料为鸡蛋(1)实验方案与结果预期如下表：表中的“淀粉”均加入少量清水并搅拌均匀。凡是在实验过程中吸管内的红墨水上升的实验装置，在实验前只让吸管的下端吸入红墨水；而在实验过程中红墨水下降的实验装置，则在实验前使整支吸管都吸满红墨水。(2)实验过程先以第一小组为例来说明。如图1所示，在鸡蛋处把鸡蛋的外壳敲碎剥落，露出鸡蛋的内膜，注意不要弄穿内膜。在处用解剖针把鸡蛋刺穿，倒出蛋白、蛋黄，洗净鸡蛋空壳后注满饱和蔗糖溶液，插上吸管(为了使实验效果更明显，在吸管的底部吸入红墨水)，用蜡封好，然后把鸡蛋的端浸入到烧杯里的清水中(思考：蛋黄和蛋清能否取代蔗糖溶液?)。图1是用鸡蛋作实验材料，验证渗透作用原理的实验装置图。另三个小组的实验操作与上述方法基本相同，只需按上述表中所列方案更换实验材料内容物和烧杯内容物即可。1.2其余三大组的实验方案其余三大组分别用新鲜的鱼鳔、猪肠、猪膀胱取代鸡蛋作实验材料，每大组同样分成四小组，其实验方法与第一大组相同。在做实验前，先把鱼鳔、猪肠、猪膀胱的外膜撕掉，保留完整的内膜，然后进行实验。图2是以猪肠为实验材料，做渗透作用和吸胀作用实验的装置图。(思考：用什么方法能加快以上十六个实验的速度，并使实验效果更明显?)2交流总结，反馈调控在探究实验的过程中，学生在设计实验方案、开展实验探究、讨论实验结果等方面难免会出现偏差，教师应及时组织学生进行交流讨论，反馈调控，纠正偏差，推广好的经验和方法，这样才能确保探究实验取得成功。2.1关于实验方案和材料各实验组分别设计实验方案，选择实验材料，进行实验探究，然后交流分析讨论，筛选出最佳的实验方案和材料。例如，在初步探究阶段，有些实验组选用萝卜皮、西瓜皮、蜡肠衣等材料做实验，但是由于实验效果不明显或难以操作，都全被淘汰了。再如第一大组第一小组用鸡蛋来做渗透作用实验，开始的时候，他们的实验方案与第一大组的实验方案基本相同，不同之处是把蛋黄和蛋清看成是一种溶液，并用以取代了蔗糖溶液，即不把蛋黄和蛋清倒出，直接插入吸管，封好开口后把鸡蛋的端浸入烧杯的清水里，由于鸡蛋内的蛋黄和蛋清从烧杯里吸收大量的水分，导致鸡蛋内压上升，把蛋黄和蛋清由吸管的底部压到吸管的顶部。整个实验过程只需要5分钟时间，实验速度快，效果明显。该小组的同学认为该实验能很好地验证渗透作用的原理，非常高兴。但是在第一大组的内部交流讨论的过程中，其他小组有些同学指出该实验同时存在着渗透作用吸胀作用，其理由如下：渗透装置必须具备两个条件：第一，必须具备半透膜；第二，半透膜两侧的溶液必须具有浓度差。鸡蛋内膜是半透膜，所以第一个条件是符合要求的；但是第二个条件不符合要求，虽然烧杯里的清水可以看成为浓度接近0的溶液，但是蛋黄和蛋清就不能把它看成是单纯的溶液，因为蛋黄和蛋清里含有大量难溶于水的蛋白质，这些蛋白质分子只是悬浮于鸡蛋里的水分子中，并没有真正溶解于水。蛋白质是亲水性物质，从烧杯里吸收大量的水分，这属于吸胀作用实验。同时，蛋黄和蛋清还含有无机盐等易溶于水的物质，导致蛋黄和蛋清的浓度高于烧杯里的清水的浓度，在同一单位时间内穿过鸡蛋内膜进入鸡蛋内的水分子数多于穿过鸡蛋内膜进入烧杯的水分子数，这又属于渗透作用实验。如果用蔗糖溶液取代蛋黄和蛋清，便是渗透作用实验；如果用淀粉取代蛋黄和蛋清，就变成吸胀作用实验。最后学生们决定把该实验改革成第一大组的实验方案和，通过这两个实验分别验证渗透作用和吸胀作用的原理，同时设立对照实验和，从正反两个方面来验证这两个原理。第一大组所设计的实验方案得到了其他大组的赞赏，并被其他各大组所采纳。2.2关于实验技能在实验过程中，会碰到一定的困难，例如实验速度过于缓慢，实验效果不明显，甚至失败。但学生们并不气馁，他们通过查阅资料，交流讨论，反复尝试，突破难关，终于使实验取得成功。例如，第三大组选用猪肠作实验材料，由于猪扬的内壁较厚， 所以实验速度较慢，约经过30分钟才能看到吸管内的红墨水上升12厘米。后来，这些小组的同学通过提高清水和蔗糖溶液的温度这一方法来加快实验速度，取得了明显的效果。其原理有两方面：第一，温度提高了，分子的运动速度就会加快，渗透作用的速度也随之加快。但是温度过高就会导致猪肠收缩，影响实验效果。控制在什么温度范围内较为适合呢?恒温动物的体温一般在摄氏37左右，水温控制在这一范围内一般不会引起猪肠的收缩。最后，第三实验大组的学生决定把水温控制在摄氏37左右，并把温度计插入到水中以便能随时监测温度是否符合要求。经过这一改进，实验的速度大大提高，在实验过程中大约只需要4分钟时间吸管底部的红墨水就能上升到吸管的顶部(吸管长约15)。该实验组的成功经验很快就被其他各大组借鉴应用，大大地加快了各大组的实验速度， 最后，各实验组都能在5分钟内完成整个实验过程。为了进一步加快实验速度，学生们用毛细玻璃管取代平时用于喝饮料的塑料吸管，由于毛细玻璃管的直径小，所以明显加快了实验速度。为了使实验效果更明显，在实验前学生们先让吸管吸入红墨水，然后再进行实验，实验过程中红墨水的升降便能清晰地反应出是否出现渗透作用或吸胀作用，以及实验速度的快慢。2.3关于实验结果在上水分代谢这节课时，各实验小组在课堂上一起演示各自的实验，然后一起交流讨论，共同归纳出渗作用和吸胀作用的原理，并且筛选出最佳的实验材料和方案。3课外延伸探究渗透作用和吸胀作用还有哪些较好的实验方案和材料?我的大学爱情观1、什么是大学爱情：大学是一个相对宽松，时间自由，自己支配的环境，也正因为这样，培植爱情之花最肥沃的土地。大学生恋爱一直是大学校园的热门话题，恋爱和学业也就自然成为了大学生在校期间面对的两个主要问题。恋爱关系处理得好、正确，健康，可以成为学习和事业的催化剂，使人学习努力、成绩上升；恋爱关系处理的不当，不健康，可能分散精力、浪费时间、情绪波动、成绩下降。因此，大学生的恋爱观必须树立在健康之上，并且树立正确的恋爱观是十分有必要的。因此我从下面几方面谈谈自己的对大学爱情观。2、什么是健康的爱情：1) 尊重对方，不显示对爱情的占有欲，不把爱情放第一位，不痴情过分；2) 理解对方，互相关心，互相支持，互相鼓励，并以对方的幸福为自己的满足; 3) 是彼此独立的前提下结合；3、什么是不健康的爱情：1)盲目的约会，忽视了学业;2)过于痴情，一味地要求对方表露爱的情怀，这种爱情常有病态的夸张;3)缺乏体贴怜爱之心，只表现自己强烈的占有欲;4)偏重于外表的追求;4、大学生处理两人的在爱情观需要三思：1. 不影响学习：大学恋爱可以说是一种必要的经历，学习是大学的基本和主要任务，这两者之间有错综复杂的关系，有的学生因为爱情，过分的忽视了学习，把感情放在第一位；学习的时候就认真的去学，不要去想爱情中的事，谈恋爱的时候用心去谈，也可以交流下学习，互相鼓励，共同进步。2. 有足够的精力：大学生活，说忙也会很忙，但说轻松也是相对会轻松的！大学生恋爱必须合理安排自身的精力，忙于学习的同时不能因为感情的事情分心，不能在学习期间，放弃学习而去谈感情，把握合理的精力，分配好学习和感情。3、 有合理的时间；大学时间可以分为学习和生活时间，合理把握好学习时间和生活时间的“度”很重要；学习的时候，不能分配学习时间去安排两人的在一起的事情，应该以学习为第一；生活时间，两人可以相互谈谈恋爱，用心去谈，也可以交流下学习，互相鼓励，共同进步。5、大学生对爱情需要认识与理解，主要涉及到以下几个方面：（1） 明确学生的主要任务“放弃时间的人，时间也会放弃他。”大学时代是吸纳知识、增长才干的时期。作为当代大学生，要认识到现在的任务是学习学习做人、学习知识、学习为人民服务的本领。在校大学生要集中精力，投入到学习和社会实践中，而不是因把过多的精力、时间用于谈情说爱浪费宝贵的青春年华。因此，明确自己的目标，规划自己的学习道路，合理分配好学习和恋爱的地位。（2） 树林正确的恋爱观提倡志同道合、有默契、相互喜欢的爱情：在恋人的选择上最重要的条件应该是志同道合，思想品德、事业理想和生活情趣等大体一致。摆正爱情与学习、事业的关系：大学生应该把学习、事业放在首位，摆正爱情与学习、事业的关系，不能把宝贵的大学时间，锻炼自身的时间都用于谈情说有爱而放松了学习。 相互理解、相互信任，是一份责任和奉献。爱情是奉献而不时索取，是拥有而不是占有。身边的人与事时刻为我们敲响警钟，不再让悲剧重演。生命只有一次，不会重来，大学生一定要树立正确的爱情观。（3） 发展健康的恋爱行为 在当今大学校园，情侣成双入对已司空见惯。抑制大学生恋爱是不实际的，大学生一定要发展健康的恋爱行为。与恋人多谈谈学习与工作，把恋爱行为限制在社会规范内，不致越轨，要使爱情沿着健康的道路发展。正如马克思所说：“在我看来，真正的爱情是表现在恋人对他的偶像采取含蓄、谦恭甚至羞涩的态度，而绝不是表现在随意流露热情和过早的亲昵。”（4） 爱情不是一件跟风的事儿。很多大学生的爱情实际上是跟风的结果，是看到别人有了爱情，看到别人幸福的样子（注意，只是看上去很美），产生了羊群心理，也就花了大把的时间和精力去寻找爱情（5） 距离才是保持爱情之花常开不败的法宝。爱情到底需要花多少时间，这是一个很大的问题。有的大学生爱情失败，不是因为男女双方在一起的时间太少，而是因为他们在一起的时间太多。相反，很多大学生恋爱成功，不是因为男女双方在一起的时间太少，而是因为他们准确地把握了在一起的时间的多少程度。（6） 爱情不是自我封闭的二人世界。很多人过分的活在两人世界，对身边的同学，身边好友渐渐的失去联系，失去了对话，生活中只有彼此两人；班级活动也不参加，社外活动也不参加，每天除了对方还