“肾小球的滤过作用”演示实验设计方案

周帅帅

摘 要：在查阅了大量现行初中生物教材后，发现在“尿的形成和排出”这一章节中，教材在处理肾小球的滤过作用知识点上，只有肾单位的图片，教材没有设计演示实验。通过利用动物肠衣的半透性特点模拟肾小球的选择透过性，选用塑料饮料瓶和医疗废弃物品（输液器）自制肾小球过滤装置，过滤装置中打眼的培养皿和塑料漏斗下方形成的空隙，模拟的是肾小囊腔，从肠衣壁流出的过滤液体（代表原尿）。通过设计两组模拟实验，发现输液瓶中装有碘液的一组实验，下方接收滤液的容器中提前放置的淀粉变蓝了；而输液瓶中装有淀粉溶液的一组实验，下面接收滤液的容器中的碘液颜色没有发生变化。实验说明碘离子可以通过半透膜，而淀粉不能通过半透膜，很好地模拟了肾小球只允许小分子物质通过，而不允许大分子蛋白质和血细胞通过的现象。

关键词：肾小球；滤过作用；半透膜；方案设计

一、实验设计的目的及原理

在查阅了大量现行初中生物教材后，发现在“尿的形成和排出”一章节中，处理肾小球的滤过作用知识点上，只有肾单位的图片，教材没有设计演示实验，大多在课本后面有关于人工肾的介绍，而人工肾与初中生的认知差距较大，教材缺少直观演示实验，结合肾小球滤过作用的原理，进行了肾小球滤过作用模型的设计和制作。

构成肾脏的基本结构单位和功能单位是肾单位，每个肾单位包括肾小体和肾小管。肾小体由肾小球和肾小囊构成，肾脏对血液的滤过作用主要在肾小球内完成。当血液流经肾小球时，除血细胞和大分子蛋白质外，其余一切水溶性小分子物质都可以通过滤过作用进入肾小囊，形成原尿。因为入球小动脉口径较粗，而出球小动脉口径较细，使肾小球内毛细血管血压升高，而且肾小球还提供了较大的滤过面积，这些都有利于肾小球的滤过作用。

利用动物肠衣的半透性特点模拟肾小球的选择透过性，选用塑料饮料瓶和医疗废弃物品，自制肾小球过滤装置，过滤装置中打眼的培养皿和塑料的漏斗下方形成的空隙，模拟的是肾小囊腔，从肠衣壁流出的过滤液体（代表原尿）。通过输液器连接动物肠衣，较粗的输液管（代表入球小动脉）连接肠衣的一端，肠衣的另一端连接较细的输液管（代表出球小动脉）。

二、实验方案设计

在甲组装置输液瓶中装有淀粉溶液（代表大分子物质和血细胞），通过输液管流入肠衣处（模拟肾小球），从肠衣流出的过滤液（代表原尿），下方接收过滤液的容器中对应放入碘液，通过容器中溶液颜色的变化，确定淀粉能否通过肠衣半透膜。

在乙组装置输液瓶中装上碘液（代表小分子物质），通过输液管流入肠衣处（模拟肾小球），从肠衣流出的过滤液（代表原尿），下方接收过滤液的容器中放入淀粉溶液，观察容器中溶液颜色的变化，确定碘离子能否通过肠衣半透膜。

三、实验现象和结论

通过两组模拟实验，发现输液瓶中装有碘液的一组实验，下方接收容器中提前放置的淀粉变蓝了；而输液瓶中装有淀粉溶液的一组实验，下面容器中的碘液颜色没有发生变化。本实验说明碘离子可以通过半透膜，而淀粉不能通过半透膜，很好地模拟了肾小球只允许小分子物质通过，而不允许大分子蛋白质和血细胞通过的现象。

通过这个演示实验，将课本上学生不易理解的知识形象化、具体化，能够让学生更好地获取感性认识。

参考文献：

张成军.中学生物学实验教学[M].北京：科学出版社，2009：32-33.

编辑 王梦玉