渗透作用的实验创新

PAGEPAGE4渗透实验新装置及一种新半透膜——海带湖南怀化市第五中学石渊伟陈红渗透作用的演示实验，是让学生通过分析渗透现象进而认识半透膜的作用，概括出渗透作用的概念和发生渗透作用的两个条件。为后面讲述动物细胞的细胞膜和植物细胞的原生质层都相当于一层半透膜打基础。所以从人教版的高中必修生物第一册到新课标高中生物1——《分子与细胞》一直沿用。教材所用的实验装置如图，在一个长颈漏斗的漏斗口外密封上玻璃纸，往漏斗口注入蔗糖溶液，将漏斗浸入盛有清水的烧杯中，使漏斗管内外的液面高度相等，然后观察漏斗管液面的变化。各地教师在具体操作本实验过程中遇到很多困难，也进行了不少改进。我们通过网络搜集了发表在不同杂志中的文章，并进行了不全面的统计。时间、杂志标题主要改进03年生物学教学第9期血压计式渗透演示仪的制作把长颈漏斗的长颈部拉细成1mm04年生物学教学第2期渗透作用演示实验的改进破损的胶头滴管替代长颈漏斗；鱼鳔替代玻璃纸。04年生物学教学第5期渗透作用演示实验的改进长颈漏斗倒转系上鸡蛋膜；鸡蛋膜替代玻璃纸。06年生物学教学第8期七种半透膜材料“渗透现象”的实验研究卵壳膜>膀胧膜>植物叶片>鱼缥膜；玻璃纸>纤维滤纸>蜡纸。01年生物学通报第12期渗透作用演示实验的改进变演示实验为探索性实验06年生物学通报第9期对“渗透现象”演示实验的改进长颈漏斗倒转系上鸡蛋膜；鸡蛋膜替代玻璃纸。07年生物学通报第1期“渗透作用”实验的改进长颈漏斗改用一次性注射器和输液用的针头细管制成；鸡蛋膜替代玻璃纸。通过分析我们不难看出上述改进主要分为以下几类：1、装置改进；2、半透膜的材料改进；3、变演示实验为探究性实验；而且他们普遍认为按课本上的渗透装置进行实验，液面上升速度非常慢，且在实验材料的制备上也有诸多不便；笔者通过反复地进行实验，对本实验从实验装置和半透膜材料两个方面进行了实验改进。一、实验装置分析及改进1、教材装置的缺陷分析缺陷一教材装置的长颈漏斗长颈内径一般为5mm，注入蔗糖溶液较麻烦，长颈漏斗的容积为50—100mL，动作娴熟的老师可以用烧杯直接缓慢的向长颈漏斗倒入蔗糖溶液（易溢出），一般老师只能用滴管一管一管的注入，大概需40—80滴管。缺陷二用细线或橡皮筋固定半透膜后，气密性不好，有的老师先涂凡士林再固定，解决气密性问题。缺陷三教材装置中最大的缺陷是半透膜有一定弹性，且随半透膜面积增大其弹性表现得越发明显。在注入蔗糖溶液后，因膜有弹性而下坠，浸入盛有清水的烧杯中后又受水浮力的影响，一是很难控制漏斗管内外的液面平衡，二是当烧杯中的清水通过渗透作用进入漏斗，由于膜的弹性致使漏斗管液面很难出现上升现象，即使实验前将膜绷紧也还是受其弹性的影响，上升现象不明显且所用实验时间较长。通过反复实验，选用鸭子或鸡的嗉囊做半透膜，把两个基本一样半透膜材料季节限制地域限制成本材料特点膜的制备化工玻璃纸无很难买到低膜面积足够大直接使用动物材料动物嗉囊肠衣、鱼膘无无有时较高膜面积大、弹性大需撕取、刮、清洗鸡（鸭鹅）蛋膜无无低膜面积小，且容易破裂酸液浸泡较长时间植物材料洋葱内表皮农村有限制，但城市超市四季有卖低膜面积小、易破裂需小心撕取阔叶植物叶片有有低膜面积较大，但韧性较差易破裂水煮2、半透膜的改进材料——海带优点：1、不受地域和季节的限制，一年四季在任何偏远的农村乡镇商店都能买到，且价格低廉；2、海带取材方便，不需任何处理就可直接使用，且其膜面积大，宽叶海带的宽度一般在26cm左右，长度更长，可制作直径20多厘米的半透膜；3、海带具有较强的韧性，不容易破裂，可反复使用多次。使用方法：选择海带的尾部，较薄，无破损部分直接使用。用完晾干留待下次使用，下次使用时先用清水浸泡1分钟，待海带变柔软且比较薄即可。三、新装置、新半透膜的实验步骤及结果（一）实验步骤1、选取海带的尾部，较薄，无破损部分进行固定。2、放入水中浸泡使得海带吸水膨胀并检查气密性。3、灌注蔗糖（红糖）溶液，灌注完毕后密封排气口。