探究鱼鳔膜是否是研究渗透作用的好材料

王景景

【内容摘要】如何能够找到渗透作用的最为合适的材料，这慢慢成为很多生物教师探究的一个教学问题。鱼鳔膜一直以来都是被人们忽视的一个材质，过往的教学中教师很少会想到将这种材质作为渗透作用的实验材料，并且对其效用产生质疑。鱼鳔膜究竟能否成为研究渗透作用的好材料，本文将尝试对这个问题展开相应剖析。

【关键词】探究 鱼鳔膜 渗透作用 材料

对于渗透作用及其原理的学习是高中生物课程教学中非常重要的一个课题，在展开对于这个课题的探究中，让学生清晰直观的观察半透膜的作用，透过有效的实验模式让学生对于整个渗透的过程有直观获知，这往往会实现更好的教学效果。然而，让很多教师困惑的一个教学难题在于，半透膜不容易获取，不少可以作为半透膜的材质自身又存在各种各样的缺陷，使得实验过程总是难以收获预期的实验成果。

一、问题的提出

在组织学生进行渗透作用的实验观察过程中，教师首先需要对于实验有合理的设计，尤其是要选取合适的实验材料，这是决定这个实验成败的关键。准备实验初期，我们希望用现成的半透膜，但通过多方求购未果。我们只好根据教参中的介绍，采用鸡卵的卵壳膜作为半透膜。实践证明，从鸡卵中取卵壳膜需要花较长的时间，而且卵壳膜非常脆弱，很容易破裂，给实验操作带来不便。教参介绍的其他半透膜材料在使用上也有诸多不便。我们还试验了多种食品包装的玻璃纸，均不理想。

在这样的前提下，对于如何能够选取渗透作用实验中合适的半透膜材质，这就成为影响这个实验效果，甚至决定实验过程能否有效展开的一个取决因素。一直以来，鱼鳔膜都不会作为这个实验的实验材质的备选，一方面在于针对鱼鳔膜性质以及渗透作用的理论研究并不多，我们对于鱼鳔膜在渗透作用中能否充分发挥渗透效果并没有十足把握。另一方面，这种材质和我们常规认识中对于半透膜的认识还是存在差异，所以很少有教学过程乃至科研过程会将这一材料作为渗透作用的实验材质。鱼鳔膜究竟能否成为渗透作用的材料，这个需要在具体的研究中加以论证。

二、对于鱼鳔膜作半透膜材料的适用性分析

1.从操作层面的分析

我们首先设定鱼鳔膜可以成为研究渗透作用的材质，然后，可以在实验中对其适用性展开分析。首先，可以从操作层面来验证这一问题。在制作实验装置时，将鱼鳔的一个气室套在玻璃管的一端，用皮筋捆扎结实。从玻璃管的另一端导入50%-60%的蔗糖溶液，将鱼鳔中充满蔗糖液，并在玻璃管上用彩线绕数圈（便于移动），作为蔗糖溶液高度标记。用铁架台固定玻璃管，使鱼鳔悬在装满清水的大烧杯上。从整个实验装置的安装中我们看到，鱼鳔膜在引入这个实验中操作起来并没有什么障碍。

在演示实验开始时，将装好蔗糖溶液的鱼鳔浸入装清水的烧杯中，玻璃管上蔗糖溶液高度标记正好与烧杯水面平齐。大约5min-8min后，学生能观察到蔗糖溶液液面从标记处已经有比较明显的上升（1.5cm左右）。约30min后，水面上升可达6cm-8cm，随着时间的推移，蔗糖溶液甚至从玻璃管上端管口溢出。从实验的操作过程中我们能够非常清晰的看到，鱼鳔膜完全发挥了半透膜的功效，整个渗透作用的效果也体现的非常明显。

2.从科学层面的分析

鱼鳔膜能否真正起到半透膜的效果，并且成为渗透作用研究的良好材料，这同样可以从科学层面展开分析。鱼鳔的结构是由纵横交错的双层胶原纤维组成，离开活体以后它成为带有许多微孔的膜状结构，相当于天然的分子筛结构，只允许小分子物质通过，蔗糖等有机物大分子不能通过，是符合我们要求的典型的半透膜。

3.从取材便捷层面的分析

我们还可以从取材便捷性的层面对于鱼鳔膜作为渗透作用研究的材料的可行性展开分析。和当下各种常规的半透膜材质相比，鱼鳔膜的取材便捷的多，很多鱼类的鱼鳔都可以使用。不仅如此，鱼鳔膜的价格也较为低廉，采用这种材质还能够很好的降低整个实验的成本。

三、实验中的注意事项

1.选取合适的蔗糖溶液浓度

在选取鱼鳔膜作为渗透作用研究的材质的实验过程中，对于蔗糖溶液的浓度要有合理的设定。透过多次实践后我们发现，如果将蔗糖溶液的浓度控制在50%到60%间时，试管内液面的上升最为明显，实验的效果也最为突出。

2.操作中存在的相关问题

在实验操作中也有一些需要注意的问题，最为明显的一个就是当我们将鱼鳔膜放入清水中后，玻璃管中蔗糖液面会有一个明显上升，这个现象很容易引发学生的疑问。这一现象的产生其实主要是由于水对于鱼鳔产生一定压强而造成的，这个现象也较为自然。处理这一问题的合适方法在于，可以在鱼鳔沉入清水中再次形成液面平衡后及时做一个标记，这样问题就能够得到化解。

3.对于半透膜与选择性透过膜的区分

从前面的学习中学生已经有了一定的背景知识，他们已经了解了细胞是一种选择性透过膜。在这个实验的展开中学生会好奇，为什么鱼鳔在离开鱼体，细胞已经死亡的前提下还能够发挥选择性透过的功能呢。这个问题很值得学生探究，探究的核心就在于对于半透膜和选择性透过膜的性能的区别。教师要让学生明白，鱼鳔在没有生存状态的前提下不再是选择性透过膜，但这并不阻碍其半透膜的特征，这样梳理后就能够很好的化解学生的疑问。

【参考文献】

[1] 陈维. “渗透现象”演示实验的改进[J]. 教学仪器与实验，2006年04期.

[2] 陈维. 七种半透膜材料“渗透现象”的实验研究[J]. 生物学教学，2006年08期.

（作者单位：江苏省盐城中学）