“渗透作用”演示实验的改进

范建新

摘要：“渗透作用”演示实验可有效帮助学生理解植物吸水和失水的知识。本文的“渗透作用”演示实验利用蛋壳内膜作为半透膜，改变蔗糖浓度和溶液温度作为新条件，同时改进实验装置。这样，不仅拓宽了高中生物学半透膜材料的选择范围，而且方法便捷，实验成功率高，现象明显，所用的时间缩短。

关键词：渗透作用;半透膜;新实验条件;实验装置

“渗透作用”实验在人教版高中《生物》（第一册）中是一个比较重要的演示实验，是教师进行“渗透作用”原理教学时不可缺少的演示实验。但该实验若按照教材来进行，半透膜很难找到（该实验教材中以玻璃纸又叫赛璐玢，是一种半透膜），而经常使用的一些半透膜材料，实验现象不明显，难以制作，比较费时、繁锁，且实验现象在下课以后才能出现，这样就不能体现演示实验在课堂教学中的重要作用。

1“渗透作用”演示实验原理

水分从水势高的系统通过半透膜向水势低的系统移动的现象，称为渗透作用。漏斗内的蔗糖溶液称为内液，把烧杯内的溶液称为外液，这样整个装置就由内液、半透膜、外液构成了一个完整的渗透系统。在这个渗透系统中，由于半透膜的两侧的溶液存在着浓度差，而两边的水分子是可以自由通过半透膜的，水分向哪边移动，决定于半透膜两边溶液中能够自由运动的水分子数目多少，即水势的高低。在单位表面积上，纯水能进行自由运动的水分子数比蔗糖溶液的多，因此，在单位时间、单位面积上，从外液通过半透膜进入内液的水分子数，显然比从内液通过半透膜进入外液的水分子数要多，一段时间后，内液的液面就会明显的上升，上升的最后高度为这个高度产生的静水压等于两边溶液的水势差。

2实验条件的选择

从上述实验原理可以看出只要提高蔗糖溶液的浓度，就可以使渗透作用加快，从而使内液的液面上升速度加快，内液的液面上升高度提高。在教材中以蔗糖溶液浓度为0.3g/mL，进行实验，内液的液面上升速度很慢，内液的液面上升高度很矮。本人在相同的温度下，应用相同的实验装置，利用不相同的蔗糖溶液的浓度进行了该实验。结果显示蔗糖溶液的浓度越高，内液的液面上升的迅度越快，上升的高度也越高。当然蔗糖溶液的浓度不是越高越好，因为蔗糖溶液的浓度越高溶液的粘性越强，蔗糖溶液就越难放入长颈漏斗内，因此，在实验中我选择了0.5g/mL的蔗糖溶液，作为改进的一个新实验条件。

在常温下，该实验的内液液面上升速度很慢。因此，本人还在不同的温度下，利用相同的蔗糖溶液浓度，相同的实验装置，做了该实验。结果显示适当地提高实验温度，如采用温水，可以使内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长颈漏斗内。所以适当的提高实验装置的温度，也可以作为改进的另一个新实验条件。

3“渗透作用”演示实验的半透膜制作

3.1半透膜的定义和种类

半透膜是指一类可以让小分子物质透过而大分子物质不能通过的一类薄膜的总称。小分子和大分子的界定依膜的种类不同而划分范围不同。

3.2半透膜制作

半透膜制作是该实验的重要环节，半透膜的好坏是该实验成功的关键。而该实验，教材中以玻璃纸又叫赛璐玢，作为半透膜。而在实验室中又没有配备，市场上也买不到。因此本人作了以下偿式来制作半透膜，并选择出方便制作，经济实用的一种来制作半透膜。

3.2.1用大鱼的鳔制作半透膜

大鱼的鳔是制作半透膜最理想的渗透材料。此材料的优点是：材料现成、易取，经济实惠。使用也较方便，实验成功率高达100%。

3.2.2用猪膀胱制作半透膜

膀胱膜是指用猪的膀胱制成的半透膜。制作方法：取新鲜膀胱一只，先将膀胱内外用自来水冲洗干净，在250ml烧杯中倒入食用醋，再将膀胱放入烧杯中，浸泡5分钟左右取出，放入清水中将食用醋冲洗干净，将水分滴干后，把膀胱内面翻到外面，用竹筷把膀胱刮到只剩下薄薄一层膀胱膜为止，再用清水冲洗干净。最后，用打气筒打气，使薄膜鼓起，用棉线扎紧，放在室内晾干，这样，就可以使用了。

3.2.3用蛋壳内膜制作半透膜

蛋壳内膜也是较理想的渗透材料，制作方法较简单，经济实用。使用方法也较简单，把蛋壳内膜封在长颈漏斗口上，用橡皮筋扎紧，这样就可以做渗透实验了。该方法的优点是：取材方便，材料易得，成功率高达100%。缺点：不易保存，需要现做，而且容易破损。

4“渗透作用”演示实验装置的改进

“渗透作用”原实验装置，长颈漏斗的斗口向下，致使装置中半透膜的面积是固定，半透膜在捆扎到长颈漏斗的斗口时很难将其捆牢，即使捆牢了也容易将半透膜弄破;庶糖溶液从长颈漏斗的颈方向长颈漏斗内注入，而长颈漏斗颈方向口很小，这样就很难将庶糖溶液注入长颈漏斗内。

因此本人将“渗透作用”演示实验装置进行改进，将半透膜捆扎在長颈漏斗上的部位改在入长颈漏斗长颈上，长颈漏斗的斗口向上，长颈漏斗的颈在下方。

5改进后的优点

第一，所用时间明显缩短，做完实验大约需要5分钟。为课堂节约了时间，提高了课堂效率。

第二，实验材料本着实用、高效、经济、合理的原则，因时因地选择。我选择用蛋壳内膜制成的半透膜。既克服了猪的膀胱和大鱼的鳔过厚水不易透过的缺点，又发扬了蛋壳内膜容易制作的优点。

第三，捆扎半透膜变得比较容易，而且捆扎得较为牢固，半透膜不容易脱落和破损。

第四，整个实验设计的改进探索过程也有利于激发学生的创新意识，培养学生的创造能力。

总之本文中新的实验条件，新的半透膜膜材料，可以使该演示实验取材容易、操作简单、容易准备，而且实验时间短、见效快、成功率高、现象明显，符合演示实验在教学中所占的时间和比例，真正体现了演示实验为教学服务宗旨。

参考文献

[1]顾福康.生物实验的改进.生物学教学[J].2006，31（3）：42-43.

[2]齐红玉.渗透作用的教学.生物学通报[J].2002，37（4）：18.