“腎小球的濾過作用”演示實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案

周帥帥

摘 要：在查閱了大量現(xiàn)行初中生物教材后，發(fā)現(xiàn)在“尿的形成和排出”這一章節(jié)中，教材在處理腎小球的濾過作用知識(shí)點(diǎn)上，只有腎單位的圖片，教材沒有設(shè)計(jì)演示實(shí)驗(yàn)。通過利用動(dòng)物腸衣的半透性特點(diǎn)模擬腎小球的選擇透過性，選用塑料飲料瓶和醫(yī)療廢棄物品（輸液器）自制腎小球過濾裝置，過濾裝置中打眼的培養(yǎng)皿和塑料漏斗下方形成的空隙，模擬的是腎小囊腔，從腸衣壁流出的過濾液體（代表原尿）。通過設(shè)計(jì)兩組模擬實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)輸液瓶中裝有碘液的一組實(shí)驗(yàn)，下方接收濾液的容器中提前放置的淀粉變藍(lán)了；而輸液瓶中裝有淀粉溶液的一組實(shí)驗(yàn)，下面接收濾液的容器中的碘液顏色沒有發(fā)生變化。實(shí)驗(yàn)說明碘離子可以通過半透膜，而淀粉不能通過半透膜，很好地模擬了腎小球只允許小分子物質(zhì)通過，而不允許大分子蛋白質(zhì)和血細(xì)胞通過的現(xiàn)象。

關(guān)鍵詞：腎小球；濾過作用；半透膜；方案設(shè)計(jì)

一、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的目的及原理

在查閱了大量現(xiàn)行初中生物教材后，發(fā)現(xiàn)在“尿的形成和排出”一章節(jié)中，處理腎小球的濾過作用知識(shí)點(diǎn)上，只有腎單位的圖片，教材沒有設(shè)計(jì)演示實(shí)驗(yàn)，大多在課本后面有關(guān)于人工腎的介紹，而人工腎與初中生的認(rèn)知差距較大，教材缺少直觀演示實(shí)驗(yàn)，結(jié)合腎小球?yàn)V過作用的原理，進(jìn)行了腎小球?yàn)V過作用模型的設(shè)計(jì)和制作。

構(gòu)成腎臟的基本結(jié)構(gòu)單位和功能單位是腎單位，每個(gè)腎單位包括腎小體和腎小管。腎小體由腎小球和腎小囊構(gòu)成，腎臟對血液的濾過作用主要在腎小球內(nèi)完成。當(dāng)血液流經(jīng)腎小球時(shí)，除血細(xì)胞和大分子蛋白質(zhì)外，其余一切水溶性小分子物質(zhì)都可以通過濾過作用進(jìn)入腎小囊，形成原尿。因?yàn)槿肭蛐?dòng)脈口徑較粗，而出球小動(dòng)脈口徑較細(xì)，使腎小球內(nèi)毛細(xì)血管血壓升高，而且腎小球還提供了較大的濾過面積，這些都有利于腎小球的濾過作用。

利用動(dòng)物腸衣的半透性特點(diǎn)模擬腎小球的選擇透過性，選用塑料飲料瓶和醫(yī)療廢棄物品，自制腎小球過濾裝置，過濾裝置中打眼的培養(yǎng)皿和塑料的漏斗下方形成的空隙，模擬的是腎小囊腔，從腸衣壁流出的過濾液體（代表原尿）。通過輸液器連接動(dòng)物腸衣，較粗的輸液管（代表入球小動(dòng)脈）連接腸衣的一端，腸衣的另一端連接較細(xì)的輸液管（代表出球小動(dòng)脈）。

二、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

在甲組裝置輸液瓶中裝有淀粉溶液（代表大分子物質(zhì)和血細(xì)胞），通過輸液管流入腸衣處（模擬腎小球），從腸衣流出的過濾液（代表原尿），下方接收過濾液的容器中對應(yīng)放入碘液，通過容器中溶液顏色的變化，確定淀粉能否通過腸衣半透膜。

在乙組裝置輸液瓶中裝上碘液（代表小分子物質(zhì)），通過輸液管流入腸衣處（模擬腎小球），從腸衣流出的過濾液（代表原尿），下方接收過濾液的容器中放入淀粉溶液，觀察容器中溶液顏色的變化，確定碘離子能否通過腸衣半透膜。

三、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論

通過兩組模擬實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)輸液瓶中裝有碘液的一組實(shí)驗(yàn)，下方接收容器中提前放置的淀粉變藍(lán)了；而輸液瓶中裝有淀粉溶液的一組實(shí)驗(yàn)，下面容器中的碘液顏色沒有發(fā)生變化。本實(shí)驗(yàn)說明碘離子可以通過半透膜，而淀粉不能通過半透膜，很好地模擬了腎小球只允許小分子物質(zhì)通過，而不允許大分子蛋白質(zhì)和血細(xì)胞通過的現(xiàn)象。

通過這個(gè)演示實(shí)驗(yàn)，將課本上學(xué)生不易理解的知識(shí)形象化、具體化，能夠讓學(xué)生更好地獲取感性認(rèn)識(shí)。

參考文獻(xiàn)：

張成軍.中學(xué)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)[M].北京：科學(xué)出版社，2009：32-33.

編輯 王夢玉