“滲透作用”的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

郝迎霞 喬秀芹

（1北京市順義區(qū)第二中學(xué) 北京 101300 2北京市順義區(qū)教育研究和教師研修中心 北京 101300）

“滲透作用”是人教版高中生物學(xué)必修1“物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例”一節(jié)設(shè)置的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生通過動手完成實(shí)驗(yàn)、觀察和分析現(xiàn)象認(rèn)識半透膜的作用，為學(xué)習(xí)動物細(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，進(jìn)而理解水分子的跨膜運(yùn)輸方式打好基礎(chǔ)。教材提供的實(shí)驗(yàn)方法是：首先在一個長頸漏斗的漏斗口處密封一層玻璃紙，向長頸漏斗內(nèi)注入蔗糖溶液，再將長頸漏斗用鐵架臺固定，倒置浸沒在盛有清水的燒杯中，使漏斗管內(nèi)液面與清水液面持平，然后過一段時間觀察漏斗內(nèi)液面的高度是否發(fā)生變化。該實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中一般作為演示實(shí)驗(yàn)，它設(shè)計(jì)簡單、操作方便，但漏斗管內(nèi)的液面上升速度較慢，且蔗糖溶液無色透明，在課堂上學(xué)生特別是后排的學(xué)生不易清楚觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。因此筆者嘗試從實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)條件、試劑等角度對該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn)。改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)既可在短時間內(nèi)觀察到明顯的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，同時又方便設(shè)計(jì)成學(xué)生的分組實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生能親歷實(shí)驗(yàn)的過程，體驗(yàn)重要概念的形成過程。

1 實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

1.1 改進(jìn)后的材料和用具 50 mL一次性塑料注射器、一次性靜脈輸液針（規(guī)格為長24 cm，直徑 0.7 mm）、燒杯（250 mL）、酒精燈、刀片、剪刀、直尺（長 30 cm）、橡皮筋、玻璃紙、透明膠帶、45℃蒸餾水、0.4 g/mL的紅色蔗糖溶液（將5滴紅墨水加到100 mL蔗糖溶液中混勻）。

1.2 改進(jìn)后的裝置及制作 首先將50 mL一次性塑料注射器的活塞取出，用加熱后的刀片沿管套40 mL處橫切，留取40 mL管套（圖1），然后將一次性靜脈輸液針軟管一端的針座連接到密封的注射器管套乳頭上，剪去另一端的針頭，留取15 cm左右的軟管（圖2），以此代替原實(shí)驗(yàn)中的長頸漏斗。

圖1 40 mL管套

圖2 輸液針軟管

圖3 裝置示意圖

1.3 學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)的操作及結(jié)果觀察

1）取250 mL燒杯，將直尺貼在燒杯的外壁垂直放置，并用橡皮筋將其與燒杯固定在一起。

2）向燒杯內(nèi)注入45℃蒸餾水約150 mL，使液面距燒杯的上沿3～5 cm。

3）在塑料管套底部蒙上大小適宜的玻璃紙，用橡皮筋扎緊密封。

4）用另一只帶針頭的注射器吸取紅色蔗糖溶液，注入密封的注射器管套內(nèi)，將其加滿。

5）將裝滿紅色蔗糖溶液的滲透裝置的玻璃紙一側(cè)向下浸入蒸餾水中，通過調(diào)整其高度，使輸液管中蔗糖液的液面與燒杯蒸餾水的液面齊平。

6）將輸液管展平在直尺上，用膠帶固定（圖3），觀察并記錄輸液管中蔗糖溶液初始液面刻度。

7）觀察輸液管和燒杯中液體的顏色變化；觀察輸液管中蔗糖溶液液面高度的變化，分別在1 min、2 min、3 min時記錄輸液管中蔗糖溶液液面的高度數(shù)值。

2 改進(jìn)裝置的優(yōu)勢

1）該實(shí)驗(yàn)裝置除燒杯外，全部采用塑料制品，取材容易，操作簡便安全，便于開展學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，讓每個學(xué)生都能親身體驗(yàn)并近距離觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

2）將定性實(shí)驗(yàn)改為定量實(shí)驗(yàn)。將原實(shí)驗(yàn)裝置中的鐵架臺換成直尺，既可固定裝置也可讀取數(shù)據(jù)，便于對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。通過引領(lǐng)學(xué)生思考蔗糖溶液的體積迅速增加的原因，促使學(xué)生建立并理解滲透作用概念。

3）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯、時間縮短，由于在蔗糖溶液中滴加了紅墨水，紅色的液柱使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯、數(shù)據(jù)讀取更方便；此外由于輸液軟管直徑小、蔗糖溶液濃度高、對蒸餾水進(jìn)行了加熱處理[2］，所以液面上升速度明顯加快，實(shí)驗(yàn)時間縮短（表1），有利于在課堂上與教學(xué)過程融合。

表1 裝置改進(jìn)前、后實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較