巧用雞蛋改良滲透實驗及膜的透性實驗

摘 要：　本文選用雞蛋內膜作為半透膜進行滲透實驗，在滲透實驗過程中發(fā)現學生對膜的選擇透過性這一概念的錯誤認知，進而設計實驗驗證膜對離子和大分子的選擇透過性，層層遞進使學生在理解滲透作用的基礎上從深層次理解膜的選擇透過性。

關鍵詞：　滲透作用 雞蛋內膜 選擇透過性 高中生物教學

高中生物“滲透實驗教學”中，教材采用在一個長頸漏斗的漏斗口處密封一層玻璃紙，往漏斗內注入蔗糖溶液，然后將漏斗浸入到盛有清水的燒杯中，使漏斗管內外的液面高度相等，經過一段時間后觀察到漏斗內的液面上升了。在教學實踐中我發(fā)現裝置較復雜，可操作性差，現象也不明顯，學生對玻璃紙不熟悉用做半透膜模型與原型的相似性低。

本著生活化和簡單化原則，我用雞蛋的內膜作為半透膜，以蛋殼作為容器進行滲透實驗，實踐證明這一改進不僅能引起學生的興趣而且現象明顯。學生對滲透作用的理解程度較以往有了很大的改善。

半透膜是滲透作用發(fā)生的條件之一，這一概念的處理一般采用講授式，學生對于膜的選擇透過性不能深入地理解，甚至有學生認為只要分子量足夠小，就能通過半透膜。而《高中生物課程標準》活動建議中也包括“通過模擬實驗探究膜的透性”。鑒于此我在教學中加入了用雞蛋作為裝置，利用特定化學物質可發(fā)生顏色和沉淀反應原理設計了驗證膜的選擇透過性實驗。通過這兩個實驗學生可以更好地理解滲透作用和膜的選擇透過性。以下是兩個實驗：

1.滲透作用演示實驗

1.1實驗原理

雞蛋的膜為雙層結構，蛋膜中含有蛋白質90%左右，脂質體3%左右，糖類2%左右。它的蛋白質主要有膠原蛋白（大部分為I、V、X型）。雞蛋膜的特定組成和結構決定了它是一種很好的半透膜。雞蛋大端兩層膜分開形成氣室。把氣室部分的雞蛋殼連同外膜剪去，留下內膜就為實驗用的半透膜。用雞蛋來模擬細胞，把雞蛋內膜浸入水中來演示滲透實驗。

1.2實驗材料

雞蛋、50mL小燒杯、蒸餾水

1.3實驗步驟

①取一個大的雞蛋（鈍端直徑略大于小燒杯口），輕輕將鈍端的殼敲碎，剝掉蛋殼，露出一個直徑0.5～1cm的小孔，注意不要破壞內膜。

②將雞蛋鈍端放入盛有清水的燒杯中，使水面沒過小孔，靜置，并觀察。

1.4實驗結果與討論

三十分鐘后，膜被撐破并有蛋清流出。

通過這一實驗現象學生會得出是水進入雞蛋內部導致膜被撐破，這是為什么呢？引導學生思考是因為膜外部是純水，即水的濃度是100%，而雞蛋內部水的濃度低于100%，這就在雞蛋膜的兩側形成了水的濃度梯度，膜外純水中的水分子透過半透膜擴散雞蛋內的數量，比雞蛋內部水分子擴散到膜外的數量多，因而雞蛋內的液量增加，直至漲破。

設問：如果雞蛋膜上有破損的小縫，那么還會看到實驗現象嗎？引導學生思考半透膜的存在是發(fā)生滲透作用的關鍵，從而引導學生總結發(fā)生滲透作用的條件是半透膜和半透膜兩側溶液存在濃度差。

以上是滲透作用實驗演示，得出的結論是：水可以自由通過雞蛋內膜，通過的條件是膜內外有濃度差。為了讓學生真正理解半透膜的概念，設計了探究離子能否透過半透膜的實驗。

2.膜的選擇透過性實驗

2.1實驗原理

大分子物質不能透過半透膜，小分子的物質如離子可以選擇性地透過半透膜。

2.2實驗材料

雞蛋兩個、50mL小燒杯兩個、試管兩個、膠頭滴管若干、質量分數為0.1g/mL的AgNO溶液、質量分數為0.1g/mL的NaCl溶液、I-KI溶液、新鮮的淀粉溶液。

2.3實驗步驟

①取一個直徑大于燒杯口的雞蛋，把雞蛋的尖端輕輕敲破，剪出一個直徑1cm的小孔，然后將蛋黃和蛋清倒出并用清水將內部沖洗干凈，再將大頭端的蛋殼敲碎，輕輕將蛋殼和內膜剝離，露出直徑為1cm的小孔，注意不要破壞內膜。

②將兩枚蛋殼編號1、2，分別注入質量分數為0.1g/mL的NaCl溶液和新鮮淀粉溶液各5mL，注意不要把溶液撒在蛋殼外。

③取兩個燒杯分別編號A、B，在A燒杯中加入30mL質量分數為0.1g/mL的AgNO溶液；在B燒杯中加入30mLI-KI溶液。將1、2兩枚蛋殼分別放入A、B兩個燒杯中（液面要沒過小孔），放置10分鐘。

④觀察并分析實驗結果。

2.4實驗結果與討論

A燒杯中有白色沉淀生成，1號蛋殼內溶液無明顯變化。B燒杯中溶液無變化，2號蛋殼內的溶液呈現藍色。

膜的選擇透過性知識有進一步的理解，同時可以反思對滲透作用的理解是否準確。

3.反思

通過滲透作用演示實驗學生歸納出了滲透作用發(fā)生的條件：半透膜及半透膜兩側存在濃度差。其他物質的選擇透過性實驗是在滲透作用演示中遺留下來的問題，這一問題解決之后學生才能真正地理解滲透作用。

本實驗也存在一些不足之處和需要注意的地方：一是學生容易把雞蛋內膜作為雞蛋的細胞膜，事實上只是細胞膜的模擬材料，因此要向學生說明這點，并強調膜的選擇透過性與膜上的蛋白質載體有關；二是利用蛋的鈍端內殼膜與外殼膜二者分離去除蛋殼和外殼膜露出內膜，這種處理難度較大容易造成內膜損傷，因此在選擇雞蛋時要選放置了一段時間的不新鮮的雞蛋，這樣雞蛋內水分蒸發(fā)使內外膜分離大一些，便于操作。通過以上兩個實驗學生對膜的選擇透過性和滲透作用有一個全面直觀的認識，在實驗結束時還可以進一步引導學生進行探究實驗，設計并驗證其他物質能否通過膜，并分析原因，達到拓展學生思維的目的。

參考文獻：

［1］吳慶余.基礎生物命科學.北京：高等教育出版社，2010：47-48.

［1］潘建勛.滲透作用演示實驗的改進及拓展.生物學教學，2009（24）：39.