“滲透作用”演示實驗的改進

范建新

摘要：“滲透作用”演示實驗可有效幫助學生理解植物吸水和失水的知識。本文的“滲透作用”演示實驗利用蛋殼內膜作為半透膜，改變蔗糖濃度和溶液溫度作為新條件，同時改進實驗裝置。這樣，不僅拓寬了高中生物學半透膜材料的選擇范圍，而且方法便捷，實驗成功率高，現象明顯，所用的時間縮短。

關鍵詞：滲透作用;半透膜;新實驗條件;實驗裝置

“滲透作用”實驗在人教版高中《生物》（第一冊）中是一個比較重要的演示實驗，是教師進行“滲透作用”原理教學時不可缺少的演示實驗。但該實驗若按照教材來進行，半透膜很難找到（該實驗教材中以玻璃紙又叫賽璐玢，是一種半透膜），而經常使用的一些半透膜材料，實驗現象不明顯，難以制作，比較費時、繁鎖，且實驗現象在下課以后才能出現，這樣就不能體現演示實驗在課堂教學中的重要作用。

1“滲透作用”演示實驗原理

水分從水勢高的系統通過半透膜向水勢低的系統移動的現象，稱為滲透作用。漏斗內的蔗糖溶液稱為內液，把燒杯內的溶液稱為外液，這樣整個裝置就由內液、半透膜、外液構成了一個完整的滲透系統。在這個滲透系統中，由于半透膜的兩側的溶液存在著濃度差，而兩邊的水分子是可以自由通過半透膜的，水分向哪邊移動，決定于半透膜兩邊溶液中能夠自由運動的水分子數目多少，即水勢的高低。在單位表面積上，純水能進行自由運動的水分子數比蔗糖溶液的多，因此，在單位時間、單位面積上，從外液通過半透膜進入內液的水分子數，顯然比從內液通過半透膜進入外液的水分子數要多，一段時間后，內液的液面就會明顯的上升，上升的最后高度為這個高度產生的靜水壓等于兩邊溶液的水勢差。

2實驗條件的選擇

從上述實驗原理可以看出只要提高蔗糖溶液的濃度，就可以使滲透作用加快，從而使內液的液面上升速度加快，內液的液面上升高度提高。在教材中以蔗糖溶液濃度為0.3g/mL，進行實驗，內液的液面上升速度很慢，內液的液面上升高度很矮。本人在相同的溫度下，應用相同的實驗裝置，利用不相同的蔗糖溶液的濃度進行了該實驗。結果顯示蔗糖溶液的濃度越高，內液的液面上升的迅度越快，上升的高度也越高。當然蔗糖溶液的濃度不是越高越好，因為蔗糖溶液的濃度越高溶液的粘性越強，蔗糖溶液就越難放入長頸漏斗內，因此，在實驗中我選擇了0.5g/mL的蔗糖溶液，作為改進的一個新實驗條件。

在常溫下，該實驗的內液液面上升速度很慢。因此，本人還在不同的溫度下，利用相同的蔗糖溶液濃度，相同的實驗裝置，做了該實驗。結果顯示適當地提高實驗溫度，如采用溫水，可以使內液的液面上升的迅度加快，而且可以使蔗糖溶液的粘性降低，蔗糖溶液也就很容易放入長頸漏斗內。所以適當的提高實驗裝置的溫度，也可以作為改進的另一個新實驗條件。

3“滲透作用”演示實驗的半透膜制作

3.1半透膜的定義和種類

半透膜是指一類可以讓小分子物質透過而大分子物質不能通過的一類薄膜的總稱。小分子和大分子的界定依膜的種類不同而劃分范圍不同。

3.2半透膜制作

半透膜制作是該實驗的重要環節，半透膜的好壞是該實驗成功的關鍵。而該實驗，教材中以玻璃紙又叫賽璐玢，作為半透膜。而在實驗室中又沒有配備，市場上也買不到。因此本人作了以下償式來制作半透膜，并選擇出方便制作，經濟實用的一種來制作半透膜。

3.2.1用大魚的鰾制作半透膜

大魚的鰾是制作半透膜最理想的滲透材料。此材料的優點是：材料現成、易取，經濟實惠。使用也較方便，實驗成功率高達100%。

3.2.2用豬膀胱制作半透膜

膀胱膜是指用豬的膀胱制成的半透膜。制作方法：取新鮮膀胱一只，先將膀胱內外用自來水沖洗干凈，在250ml燒杯中倒入食用醋，再將膀胱放入燒杯中，浸泡5分鐘左右取出，放入清水中將食用醋沖洗干凈，將水分滴干后，把膀胱內面翻到外面，用竹筷把膀胱刮到只剩下薄薄一層膀胱膜為止，再用清水沖洗干凈。最后，用打氣筒打氣，使薄膜鼓起，用棉線扎緊，放在室內晾干，這樣，就可以使用了。

3.2.3用蛋殼內膜制作半透膜

蛋殼內膜也是較理想的滲透材料，制作方法較簡單，經濟實用。使用方法也較簡單，把蛋殼內膜封在長頸漏斗口上，用橡皮筋扎緊，這樣就可以做滲透實驗了。該方法的優點是：取材方便，材料易得，成功率高達100%。缺點：不易保存，需要現做，而且容易破損。

4“滲透作用”演示實驗裝置的改進

“滲透作用”原實驗裝置，長頸漏斗的斗口向下，致使裝置中半透膜的面積是固定，半透膜在捆扎到長頸漏斗的斗口時很難將其捆牢，即使捆牢了也容易將半透膜弄破;庶糖溶液從長頸漏斗的頸方向長頸漏斗內注入，而長頸漏斗頸方向口很小，這樣就很難將庶糖溶液注入長頸漏斗內。

因此本人將“滲透作用”演示實驗裝置進行改進，將半透膜捆扎在長頸漏斗上的部位改在入長頸漏斗長頸上，長頸漏斗的斗口向上，長頸漏斗的頸在下方。

5改進后的優點

第一，所用時間明顯縮短，做完實驗大約需要5分鐘。為課堂節約了時間，提高了課堂效率。

第二，實驗材料本著實用、高效、經濟、合理的原則，因時因地選擇。我選擇用蛋殼內膜制成的半透膜。既克服了豬的膀胱和大魚的鰾過厚水不易透過的缺點，又發揚了蛋殼內膜容易制作的優點。

第三，捆扎半透膜變得比較容易，而且捆扎得較為牢固，半透膜不容易脫落和破損。

第四，整個實驗設計的改進探索過程也有利于激發學生的創新意識，培養學生的創造能力。

總之本文中新的實驗條件，新的半透膜膜材料，可以使該演示實驗取材容易、操作簡單、容易準備，而且實驗時間短、見效快、成功率高、現象明顯，符合演示實驗在教學中所占的時間和比例，真正體現了演示實驗為教學服務宗旨。

參考文獻

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