“渗透作用实验”设计探讨_生物论文

　　渗透作用实验是理解成熟植物细胞水分吸收原理的重要途径。人教社1990年版目前仍在使用的教材和即将启用的试验修订本新教材中，该实验采用的一直是如图1所示的实验装置。该装置中长颈漏斗下大上小，水分子透过半透膜的表面积大，上部管径细小，漏斗内蔗糖液面上升较快。因此，此设计从理论上讲具有现象明显的优点。但同时它也留给我们实践中思考和创造的空间。

　　1 半透膜材料的选择探讨

　　图1中长颈漏斗下部口径大，难寻理想的半透膜。渗透实验理想的半透膜材料，笔者认为应具备下述特点：第一，感性直观，即广大学生在日常生活中对其接触较多，易将其与生物膜联系起来；第二，简便易得，即利用材料制成半透膜的过程简单；第三，不易破裂。为筛选理想的半透膜材料，笔者对常见膜材料进行了比较分析，见表1。

　　由表1分析可知：在常见半透膜材料中鸡蛋卵壳膜为最佳半透膜材料。但它难以与图1设计中的漏斗下部大口径相匹配。

　　2 实验改进的探讨

　　为了在实验中使用理想的半透膜——鸡蛋卵壳膜。，同时保留渗透面积大、效果显著的特点，笔者对改进实验设计进行了探索。

　　2．1装置的改进尝试 见图2、图3所示的两种装置。

　　说明如下：图2（1）卵壳膜获得：将鸡蛋钝端敲开一口径约1.3cm小口，倒去蛋清蛋黄后浸入质量浓度为15％的盐酸中，溶去全部外壳得膜；（2）将玻璃管一端（约1cm）从卵壳膜开口处伸入膜内，用细线捆扎。（玻管管径不宜过小，否则注入蔗糖液时易产生气柱）；（3）试管夹固定玻璃管，搁置在烧杯口上，同时向玻璃管内灌注蔗糖液并调节起始液面与试管夹上表面平齐。

　　图3蛋壳的处理：（1）选择个大的鸡蛋将钝端敲开一蚕豆大小孔。倒去蛋清蛋黄，将尖端朝下搁置于装有适量盐酸（质量分数为15％）的小烧杯上，溶去尖端蛋壳（约1cm高），露出卵壳；（2）将蛋壳尖部朝下搁置于盛有适量清水的小烧杯上。迅速往壳内注入蔗糖液至液面几乎平钝端最低开口处为止。加入约3滴黑墨水标记。

　　2．2实验效果的探讨

　　笔者分别利用质量浓度为0.3g/ml、0.5g/ml、0.6g/ml的蔗糖液测定图2装置不同时间蔗糖液液面上升高度以及图3中壳内蔗糖液溢出的时间，结果分别见表2、表3。

　　由表2可知，图2装置在管内浓度大于或等于0.3g／ml时，渗透作用效果都比较明显，完全可用于课堂演示，尤以浓度大于或等于0.5g／ml更迅速。

　　由表3可知，图3装置也可用于课堂演示，蔗糖液浓度以0.6g／ml为佳。

　　总之，图2、图3的改进装置，只要结合使用适宜浓度的蔗糖液，就既能体现原图1“效果明显”的设计要求，又具有更强的可操作性：（1）利用学生们司空见惯的鸡蛋壳制半透膜，感性直观，方便易得；（2）装置简便。原图1设计中的长颈漏斗在实际操作中一般采取铁架台悬细线法固定，繁杂笨重。而图2仅用一木试管夹对玻璃管固定，图3甚至不需外加固定物。此外，卵壳膜的制备过程，能引导学生利用化学知识解决生物学问题，培养学生知识迁移的能力。整个实验设计的改进探索过程也有利于激发学生的创新意识，培养学生的创造能力。