滲透實(shí)驗(yàn)新裝置及一種新半透膜──海帶

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中生物 來(lái)源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)

滲透作用的演示實(shí)驗(yàn),是讓學(xué)生通過(guò)分析滲透現(xiàn)象進(jìn)而認(rèn)識(shí)半透膜的作用,概括出滲透作用的概念和發(fā)生滲透作用的兩個(gè)條件。為后面講述動(dòng)物細(xì)胞的細(xì)胞膜和植物細(xì)胞的原生質(zhì)層都相當(dāng)于一層半透膜打基礎(chǔ)。所以從人教版的高中必修生物第一冊(cè)到新課標(biāo)高中生物1——《分子與細(xì)胞》一直沿用。教材所用的實(shí)驗(yàn)裝置如圖,在一個(gè)長(zhǎng)頸漏斗的漏斗口外密封上玻璃紙,往漏斗口注入蔗糖溶液,將漏斗浸入盛有清水的燒杯中,使漏斗管內(nèi)外的液面高度相等,然后觀察漏斗管液面的變化。

 

各地教師在具體操作本實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到很多困難,也進(jìn)行了不少改進(jìn)。我們通過(guò)網(wǎng)絡(luò)搜集了發(fā)表在不同雜志中的文章,并進(jìn)行了不全面的統(tǒng)計(jì)。

 

 

 

 

時(shí)間、雜志

標(biāo)題

主要改進(jìn)

03年生物學(xué)教學(xué)第9期

血壓計(jì)式滲透演示儀的制作

把長(zhǎng)頸漏斗的長(zhǎng)頸部拉細(xì)成1mm

04年生物學(xué)教學(xué)第2期

滲透作用演示實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)

破損的膠頭滴管替代長(zhǎng)頸漏斗;魚(yú)鰾替代玻璃紙。

04年生物學(xué)教學(xué)第5期

滲透作用演示實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)

長(zhǎng)頸漏斗倒轉(zhuǎn)系上雞蛋膜;雞蛋膜替代玻璃紙。

06年生物學(xué)教學(xué)第8期

七種半透膜材料“滲透現(xiàn)象”的實(shí)驗(yàn)研究

卵殼膜>膀朧膜>植物葉片>魚(yú)縹膜;玻璃紙>纖維濾紙>蠟紙。

01年生物學(xué)通報(bào)第12期

滲透作用演示實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)

變演示實(shí)驗(yàn)為探索性實(shí)驗(yàn)

06年生物學(xué)通報(bào)第9期

對(duì)“滲透現(xiàn)象”演示實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)

長(zhǎng)頸漏斗倒轉(zhuǎn)系上雞蛋膜;雞蛋膜替代玻璃紙。

07年生物學(xué)通報(bào)第1期

“滲透作用”實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)

長(zhǎng)頸漏斗改用一次性注射器和輸液用的針頭細(xì)管制成;雞蛋膜替代玻璃紙。

 

通過(guò)分析我們不難看出上述改進(jìn)主要分為以下幾類:1、裝置改進(jìn);2、半透膜的材料改進(jìn);3、變演示實(shí)驗(yàn)為探究性實(shí)驗(yàn);而且他們普遍認(rèn)為按課本上的滲透裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),液面上升速度非常慢,且在實(shí)驗(yàn)材料的制備上也有諸多不便;筆者通過(guò)反復(fù)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn),對(duì)本實(shí)驗(yàn)從實(shí)驗(yàn)裝置和半透膜材料兩個(gè)方面進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)改進(jìn)。

 

一、實(shí)驗(yàn)裝置分析及改進(jìn)

 

1、教材裝置的缺陷分析

 

缺陷一 教材裝置的長(zhǎng)頸漏斗長(zhǎng)頸內(nèi)徑一般為5mm,注入蔗糖溶液較麻煩,長(zhǎng)頸漏斗的容積為50—100mL,動(dòng)作嫻熟的老師可以用燒杯直接緩慢的向長(zhǎng)頸漏斗倒入蔗糖溶液(易溢出),一般老師只能用滴管一管一管的注入,大概需40—80滴管。   

 

缺陷二 用細(xì)線或橡皮筋固定半透膜后,氣密性不好,有的老師先涂凡士林再固定,解決氣密性問(wèn)題。

 

缺陷三 教材裝置中最大的缺陷是半透膜有一定彈性,且隨半透膜面積增大其彈性表現(xiàn)得越發(fā)明顯。在注入蔗糖溶液后,因膜有彈性而下墜,浸入盛有清水的燒杯中后又受水浮力的影響,一是很難控制漏斗管內(nèi)外的液面平衡,二是當(dāng)燒杯中的清水通過(guò)滲透作用進(jìn)入漏斗,由于膜的彈性致使漏斗管液面很難出現(xiàn)上升現(xiàn)象,即使實(shí)驗(yàn)前將膜繃緊也還是受其彈性的影響,上升現(xiàn)象不明顯且所用實(shí)驗(yàn)時(shí)間較長(zhǎng)。

 

通過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn),選用鴨子或雞的嗉囊做半透膜,把兩個(gè)基本一樣的處理好的嗉囊固定在漏斗口徑分別為4cm和5cm的兩個(gè)長(zhǎng)頸漏斗上作對(duì)比實(shí)驗(yàn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn),開(kāi)始的30 min內(nèi),液面都基本不上升,30 min后開(kāi)始緩慢上升,2個(gè)小時(shí)后可上升6cm高度。這說(shuō)明開(kāi)始一段時(shí)間發(fā)生滲透使里面的液體增加而導(dǎo)致半透膜下墜,液面基本不上升,造成不發(fā)生滲透作用的假象。

 

2、實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)  (如圖所示)

 

 

  

1.用空橡膠泥盒替代長(zhǎng)頸漏斗。實(shí)驗(yàn)室中常見(jiàn)的長(zhǎng)頸漏斗的漏斗口徑為4cm  5cm,而空橡膠泥盒的直徑有7.5cm,可進(jìn)一步增大半透膜的面積。

 

2.空橡膠泥盒蓋氣密性好。將半透膜覆蓋在盒口后,蓋上蓋子就不會(huì)漏氣,操作簡(jiǎn)單方便。

 

3.空橡膠泥盒蓋上打許多密集的小孔,保證清水與半透膜接觸,蓋子很好的解決內(nèi)部裝入蔗糖溶液后半透膜下墜的現(xiàn)象。

 

4.空橡膠泥盒的底部打兩孔,中央的孔用膠塞固定一個(gè)小型的長(zhǎng)頸漏斗,便于快速的注入蔗糖溶液,同時(shí)旁邊的孔設(shè)置排氣管,讓內(nèi)部的空氣及時(shí)排除,排氣口上設(shè)置密封蓋。

 

二、半透膜材料對(duì)比及改進(jìn)

 

1、各種半透膜材料的對(duì)比

 

教材所用的玻璃紙實(shí)在難求,筆者所在地也是一個(gè)地級(jí)市,但跑了所有化工店都沒(méi)有買到,聯(lián)系了幾家專門供應(yīng)打印紙商家也沒(méi)有,只是在網(wǎng)上能搜索到。各種資料也反映玻璃紙?jiān)谑袌?chǎng)上難以購(gòu)買,有關(guān)滲透作用的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)選用了多種半透膜材料,歸納起來(lái)可大致可分為動(dòng)物材料、植物材料和化工材料三種,動(dòng)物材料有嗉囊、腸衣、魚(yú)膘、雞蛋的卵殼膜、動(dòng)物的膀朧等,植物材料有闊葉植物的葉片、洋蔥表皮等,化工材料像火棉膠、玻璃紙等。

 

半透膜材料

季節(jié)
限制

地域
限制

成本

材料特點(diǎn)

膜的制備

化工

玻璃紙

無(wú)

很難買到

膜面積足夠大

直接使用

動(dòng)物材料

動(dòng)物嗉囊

腸衣、魚(yú)膘

無(wú)

無(wú)

有時(shí)較高

膜面積大、彈性大

需撕取、刮、清洗

雞(鴨鵝)

蛋膜

無(wú)

無(wú)

膜面積小,且容易破裂

酸液浸泡較長(zhǎng)時(shí)間

植物材料

洋蔥內(nèi)表皮

農(nóng)村有限制,但城市超市四季有賣

膜面積小、易破裂

需小心撕取

闊葉植物葉片

膜面積較大,但韌性較差易破裂

水煮

 

2、半透膜的改進(jìn)材料──海帶

 

優(yōu)點(diǎn):

 

1、不受地域和季節(jié)的限制,一年四季在任何偏遠(yuǎn)的農(nóng)村鄉(xiāng)鎮(zhèn)商店都能買到,且價(jià)格低廉;

 

2、海帶取材方便,不需任何處理就可直接使用,且其膜面積大,寬葉海帶的寬度一般在26cm左右,長(zhǎng)度更長(zhǎng),可制作直徑20多 cm的半透膜;

 

3、海帶具有較強(qiáng)的韌性,不容易破裂,可反復(fù)使用多次。

 

使用方法:選擇海帶的尾部,較薄,無(wú)破損部分直接使用。用完晾干留待下次使用,下次使用時(shí)先用清水浸泡1 min,待海帶變?nèi)彳浨冶容^薄即可。

 

三、新裝置、新半透膜的實(shí)驗(yàn)步驟及結(jié)果

 

(一)實(shí)驗(yàn)步驟

 

1、選取海帶的尾部,較薄,無(wú)破損部分進(jìn)行固定。

 

 

2、放入水中浸泡使得海帶吸水膨脹并檢查氣密性。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3、灌注蔗糖(紅糖)溶液,灌注完畢后密封排氣口。

 

 

4、觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

 

5、打開(kāi)排氣口的密封蓋,倒置裝置回收蔗糖溶液。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 (二)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)果分析

 

 

 

 

 結(jié)果分析:從圖1的2:21到圖6的6:54總歷時(shí)4分33秒,液面上升高度約為1.3 cm,學(xué)生在5 min以內(nèi)就可以觀察到明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,適合課堂上向?qū)W生當(dāng)堂演示。


本文來(lái)自:逍遙右腦記憶 http://yy-art.cn/gaozhong/174534.html

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