“通過模擬實(shí)驗(yàn)探究膜的透性”實(shí)驗(yàn)方法的改進(jìn)

黃淑峰 朱小碗

(1 江蘇省泰州市第三高級(jí)中學(xué) 泰州 225323； 2 江蘇省口岸中學(xué) 泰州 225321)

《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》中的“教學(xué)提示”明確指出： 為幫助學(xué)生達(dá)成對(duì)概念2(細(xì)胞的生存需要能量和營養(yǎng)物質(zhì)，并通過分裂實(shí)現(xiàn)增殖)的理解，促進(jìn)學(xué)生生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的提升，應(yīng)開展多個(gè)教學(xué)活動(dòng)，其中之一為： 通過模擬實(shí)驗(yàn)探究膜的透性[1]。“通過模擬實(shí)驗(yàn)探究膜的透性”是人教版高中生物學(xué)教材必修1《分子與細(xì)胞》第4章第1節(jié)的內(nèi)容，該實(shí)驗(yàn)主要是通過模擬實(shí)驗(yàn)來探究滲透作用發(fā)生的條件，為學(xué)習(xí)下文的動(dòng)物細(xì)胞和植物細(xì)胞的失水和吸水奠定基礎(chǔ)，成為學(xué)習(xí)和理解物質(zhì)跨膜運(yùn)輸方式的鋪墊。

但是教材中此實(shí)驗(yàn)操作缺少具體詳細(xì)的步驟，并且在該實(shí)驗(yàn)中，倒扣的長頸漏斗需要固定，且固定部位難以把控，通常采用鐵架臺(tái)來固定，但是學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作技能不熟練，容易出現(xiàn)安全隱患。由于上述原因，筆者通過查閱資料，多次實(shí)驗(yàn)操作，找到一種替代方法，通過改變實(shí)驗(yàn)材料、改善實(shí)驗(yàn)方法，從而簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)操作，使實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)單易行。

1 實(shí)驗(yàn)材料

實(shí)驗(yàn)材料與儀器包括： 新鮮雞蛋、燒杯(其他相似的儀器也可以)、清水和剪刀等。

2 實(shí)驗(yàn)方法

(1) 取新鮮雞蛋2個(gè)，分別用剪刀的尖端輕輕敲破新鮮雞蛋的鈍端，形成一個(gè)小孔(破孔不能太大，以免整個(gè)雞蛋破碎)。將破孔處的蛋殼去除，可以看到殼里的氣室，氣室與蛋清之間有一層白色的薄膜，向蛋殼內(nèi)凹進(jìn)(注意： 不能將這層白色薄膜弄破了，否則實(shí)驗(yàn)前功盡棄)。

(2) 將開孔后的雞蛋水平方向放置在2個(gè)燒杯中，分別標(biāo)記為A和B。向B燒杯中注入清水，沒過雞蛋，作為實(shí)驗(yàn)組。A燒杯不加清水，作為對(duì)照組(注意不能豎直將破孔處放置在下方，避免由于重力蛋清里的營養(yǎng)物質(zhì)向下壓迫白色薄膜，白色薄膜也會(huì)向蛋殼外凸起，造成實(shí)驗(yàn)結(jié)果的假象)。

(3) 一段時(shí)間后，B組雞蛋的白色薄膜向蛋殼外明顯凸起，而作為對(duì)照的A組雞蛋的白色薄膜的形態(tài)沒有發(fā)生變化(圖1)。

圖1 對(duì)照組A： 沒有用清水處理；實(shí)驗(yàn)組B： 用清水處理后的狀態(tài)

3 思考探討，推測(cè)出滲透作用發(fā)生的條件

學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，思考探討下列問題： ①為什么B組雞蛋的薄膜向外凸起，而A組不發(fā)生變化？②如果燒杯中不是清水，而是同樣濃度的蛋清溶液，結(jié)果B組還會(huì)發(fā)生白色薄膜向外凸起嗎？通過思考，引導(dǎo)學(xué)生推斷出生物膜選擇透性等結(jié)論。

4 實(shí)驗(yàn)小結(jié)

本次教學(xué)活動(dòng)將實(shí)驗(yàn)材料生活化，且成本也較低；將實(shí)驗(yàn)方法簡(jiǎn)單化，學(xué)生容易操作，安全系數(shù)也較高，降低對(duì)實(shí)驗(yàn)條件的要求，效果較明顯，符合《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》中的要求。

經(jīng)過探究溫度對(duì)該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的影響，結(jié)果表明： 如果將實(shí)驗(yàn)組的雞蛋放進(jìn)溫水里，實(shí)驗(yàn)效果就更明顯，更快速。