“渗透作用”的实验改进

郝迎霞 乔秀芹

（1北京市顺义区第二中学 北京 101300 2北京市顺义区教育研究和教师研修中心 北京 101300）

“渗透作用”是人教版高中生物学必修1“物质跨膜运输的实例”一节设置的实验，让学生通过动手完成实验、观察和分析现象认识半透膜的作用，为学习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，进而理解水分子的跨膜运输方式打好基础。教材提供的实验方法是：首先在一个长颈漏斗的漏斗口处密封一层玻璃纸，向长颈漏斗内注入蔗糖溶液，再将长颈漏斗用铁架台固定，倒置浸没在盛有清水的烧杯中，使漏斗管内液面与清水液面持平，然后过一段时间观察漏斗内液面的高度是否发生变化。该实验在教学中一般作为演示实验，它设计简单、操作方便，但漏斗管内的液面上升速度较慢，且蔗糖溶液无色透明，在课堂上学生特别是后排的学生不易清楚观察到实验现象。因此笔者尝试从实验装置、实验条件、试剂等角度对该实验进行了改进。改进后的实验既可在短时间内观察到明显的实验结果，同时又方便设计成学生的分组实验，让学生能亲历实验的过程，体验重要概念的形成过程。

1 实验改进

1.1 改进后的材料和用具 50 mL一次性塑料注射器、一次性静脉输液针（规格为长24 cm，直径 0.7 mm）、烧杯（250 mL）、酒精灯、刀片、剪刀、直尺（长 30 cm）、橡皮筋、玻璃纸、透明胶带、45℃蒸馏水、0.4 g/mL的红色蔗糖溶液（将5滴红墨水加到100 mL蔗糖溶液中混匀）。

1.2 改进后的装置及制作 首先将50 mL一次性塑料注射器的活塞取出，用加热后的刀片沿管套40 mL处横切，留取40 mL管套（图1），然后将一次性静脉输液针软管一端的针座连接到密封的注射器管套乳头上，剪去另一端的针头，留取15 cm左右的软管（图2），以此代替原实验中的长颈漏斗。

图1 40 mL管套

图2 输液针软管

图3 装置示意图

1.3 学生分组实验的操作及结果观察

1）取250 mL烧杯，将直尺贴在烧杯的外壁垂直放置，并用橡皮筋将其与烧杯固定在一起。

2）向烧杯内注入45℃蒸馏水约150 mL，使液面距烧杯的上沿3～5 cm。

3）在塑料管套底部蒙上大小适宜的玻璃纸，用橡皮筋扎紧密封。

4）用另一只带针头的注射器吸取红色蔗糖溶液，注入密封的注射器管套内，将其加满。

5）将装满红色蔗糖溶液的渗透装置的玻璃纸一侧向下浸入蒸馏水中，通过调整其高度，使输液管中蔗糖液的液面与烧杯蒸馏水的液面齐平。

6）将输液管展平在直尺上，用胶带固定（图3），观察并记录输液管中蔗糖溶液初始液面刻度。

7）观察输液管和烧杯中液体的颜色变化；观察输液管中蔗糖溶液液面高度的变化，分别在1 min、2 min、3 min时记录输液管中蔗糖溶液液面的高度数值。

2 改进装置的优势

1）该实验装置除烧杯外，全部采用塑料制品，取材容易，操作简便安全，便于开展学生分组实验，让每个学生都能亲身体验并近距离观察实验现象。

2）将定性实验改为定量实验。将原实验装置中的铁架台换成直尺，既可固定装置也可读取数据，便于对实验结果进行分析。通过引领学生思考蔗糖溶液的体积迅速增加的原因，促使学生建立并理解渗透作用概念。

3）实验现象明显、时间缩短，由于在蔗糖溶液中滴加了红墨水，红色的液柱使实验现象更明显、数据读取更方便；此外由于输液软管直径小、蔗糖溶液浓度高、对蒸馏水进行了加热处理[2］，所以液面上升速度明显加快，实验时间缩短（表1），有利于在课堂上与教学过程融合。

表1 装置改进前、后实验结果比较