滲透作用的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新

1、 滲透實(shí)驗(yàn)新裝置及一種新半透膜海帶湖南懷化市第五中學(xué) 石淵偉 陳紅滲透作用的演示實(shí)驗(yàn)，是讓學(xué)生通過(guò)分析滲透現(xiàn)象進(jìn)而認(rèn)識(shí)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(gè)條件。為后面講述動(dòng)物細(xì)胞的細(xì)胞膜和植物細(xì)胞的原生質(zhì)層都相當(dāng)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(cè)到新課標(biāo)高中生物1分子與細(xì)胞一直沿用。教材所用的實(shí)驗(yàn)裝置如圖，在一個(gè)長(zhǎng)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(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到很多困難，也進(jìn)行了不少改進(jìn)。我們通過(guò)網(wǎng)絡(luò)搜集了發(fā)表在不同雜志中的文章，并進(jìn)行了不

2、全面的統(tǒng)計(jì)。時(shí)間、雜志標(biāo)題主要改進(jìn)03年生物學(xué)教學(xué)第9期血壓計(jì)式滲透演示儀的制作把長(zhǎng)頸漏斗的長(zhǎng)頸部拉細(xì)成1mm04年生物學(xué)教學(xué)第2期滲透作用演示實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)破損的膠頭滴管替代長(zhǎng)頸漏斗；魚鰾替代玻璃紙。04年生物學(xué)教學(xué)第5期滲透作用演示實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)長(zhǎng)頸漏斗倒轉(zhuǎn)系上雞蛋膜；雞蛋膜替代玻璃紙。06年生物學(xué)教學(xué)第8期七種半透膜材料“滲透現(xiàn)象”的實(shí)驗(yàn)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(xué)通報(bào)第12期滲透作用演示實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)變演示實(shí)驗(yàn)為探索性實(shí)驗(yàn)06年生物學(xué)通報(bào)第9期對(duì)“滲透現(xiàn)象”演示實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)長(zhǎng)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(xué)通報(bào)第1期“滲透作用”實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)長(zhǎng)頸漏斗改用一次性注射器和輸液用的針頭細(xì)管制成；雞蛋膜替代玻璃紙。通過(guò)分析我們不難看出上述改進(jìn)主要分為以下幾類：1、裝置改進(jìn)；2、半透膜的材料改進(jìn)；3、變演示實(shí)驗(yàn)為探究性實(shí)驗(yàn)；而且他們普遍認(rèn)為按課本上的滲透裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，液面上升速度非常慢，且在實(shí)驗(yàn)材料的制備上也有諸多不便；筆者通過(guò)反復(fù)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，對(duì)本實(shí)驗(yàn)從實(shí)驗(yàn)裝置和半透膜材料兩個(gè)方面進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)改進(jìn)。一、實(shí)驗(yàn)裝置分析及改進(jìn)1、教材裝置的缺陷分析缺陷一 教材裝置的長(zhǎng)頸漏斗長(zhǎng)頸內(nèi)徑一般為5mm，注入蔗糖溶液較麻煩，長(zhǎng)頸漏斗的容積為50100mL，動(dòng)作嫻熟的老師可以用燒杯直接緩慢的向長(zhǎng)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(xì)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(wèn)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(dāng)燒杯中的清水通過(guò)滲透作用進(jìn)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)時(shí)間較長(zhǎng)。通過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)，選用鴨子或雞的嗉囊做半透膜，把兩個(gè)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(gè)長(zhǎng)頸漏斗上作對(duì)比實(shí)驗(yàn)。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(gè)小時(shí)后可上升6cm高度。這說(shuō)明開始一段時(shí)間發(fā)生滲透使里面的液體增加而導(dǎo)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(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn) （如圖所示） 1.用空橡膠泥盒替代長(zhǎng)頸漏斗。實(shí)驗(yàn)室中常見的長(zhǎng)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(jìn)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(huì)漏氣，操作簡(jiǎn)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(gè)小型的長(zhǎng)頸漏斗，便于快速的注入蔗糖溶液，同時(shí)旁邊的孔一定要插入一根排氣管，讓內(nèi)部的空氣及時(shí)排除。二、半透膜材料對(duì)比及改進(jìn)1、各種半透膜材料的對(duì)比教材所用的玻璃紙實(shí)在難求，筆者所在地也是一個(gè)地級(jí)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?jiān)谑袌?chǎng)上難以購(gòu)買，有關(guān)滲透作用的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)選用了多種半透膜材料，歸納起來(lái)可大致可分為動(dòng)物材料、植物材料和化工材料三種，動(dòng)物材料有嗉囊、腸衣、魚膘、雞蛋的卵殼膜、動(dòng)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(diǎn)膜的制備化工玻璃紙無(wú)很難買到低膜面積足夠大直接使用動(dòng)物材料動(dòng)物嗉囊腸衣、魚膘無(wú)無(wú)有時(shí)較高膜面積大、彈性大需撕取、刮、清洗雞（鴨鵝）蛋膜無(wú)無(wú)低膜面積小，且容易破裂酸液浸泡較長(zhǎng)時(shí)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(jìn)材料海帶 優(yōu)點(diǎn)：1、不受地域和季節(jié)的限制，一年四季在任何偏遠(yuǎn)的農(nóng)村鄉(xiāng)鎮(zhèn)商店都能買到，且價(jià)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(zhǎng)度更長(zhǎng)，可制作直徑20多厘米的半透膜；3、海帶具有較強(qiáng)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(wú)破損部分直接使用。用完晾干留待下次使用，下次使用時(shí)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(shí)驗(yàn)步驟及結(jié)果（一）實(shí)驗(yàn)步驟1、選取海帶的尾部，較薄，無(wú)破損部分進(jìn)行固定。2、放入水中浸泡使得海帶吸水膨脹并檢查