刊名: 教学与研究
Teaching and Research
主办: 中国人民大学
周期: 月刊
出版地:北京市
语种: 中文;
开本: 大16开
ISSN: 0257-2826
CN: 11-1454/G4
邮发代号: 2-256
历史沿革:
现用刊名:教学与研究
创刊时间:1953
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“渗透作用的条件”实验装置的创新
【作者】 袁晓丽
【机构】 (北京师范大学贵阳附属中学高中部)
【正文】 摘 要:本文对“渗透作用的条件”探究实验装置进行创新和改进,提出三种实验装置,可操作性强,易于实现,效果明显,更能激发学生积极性和学习主动性,以供各位同行参考。
关键词:渗透作用;实验装置;创新
“渗透作用的条件”实验探究位于人教版高中生物教材必修1第四章第一节,目的在于得到渗透作用的条件(需要半透膜和两侧溶液存在浓度差)这一结论,教材中的实验具有可取之处,但也存在可以改进的地方,如试验中使用蔗糖溶液为无色溶液,可以滴加红墨水;实验过程中发现长颈漏斗中液面上身非常缓慢;也有学者认为实验中不采用玻璃纸,而使用鸡蛋膜、动物膀胱膜、肠衣等代替,效果更佳。而笔者经过多次教学实践,发现除了教材上的实验装置以外,还可以用别的装置代替,即方便又能得到比较好的实验效果,还能激发学生的学习兴趣和主动性。现提出三个创新方法,以供同行参考。在具体教学中,可以利用课余时间将三个实验够给学生演示,以加强认知和记忆,利于形成严密的逻辑思维。
实验创新一:
1.准备材料:新鲜鸭蛋2只,红墨水,蒸馏水,0.3g/ml的蔗糖溶液,100ml烧杯两个,镊子
2.半透膜巧制取:
实验前3~4小时,取新鲜鸭蛋2只,将鸭蛋钝端(直径较大一端)浸泡在浓盐酸和体积分数为95%的酒精按照体积比为1:1配置而成的混合试剂中(教材中使用玻璃纸,也有参考书建议用鸡蛋膜代替玻璃纸作半透膜,制取方法是:采用浓盐酸或者弄醋酸溶解蛋壳,而笔者发现这样得到的半透膜通透性较差)。蛋壳变薄变脆,先用水将鸭蛋表面残留的溶剂冲洗,再轻轻用力,便可剥掉钝端的鸭蛋壳,漏出鸭蛋膜,颜色为浅白色或半透明白色,直径约20~30mm。此时先不剥掉钝端的鸭蛋壳,目的是保护半透膜,避免在取出鸭蛋中的蛋清和蛋黄等物质时被破坏。
3.实验步骤:用镊子轻轻敲碎鸭蛋尖端(直径较小一端),将尖端打洞(孔径5mm-10mm),小心把里面的蛋清蛋黄等物质取出,用蒸馏水涮洗几遍;再将另外一端(钝端)将蛋壳剥掉,留下膜(孔径10mm)。对上诉两只鸭蛋进行编号为①和②。准备2个100ml烧杯,正好鸭蛋可以放在烧杯口上且被卡住;从鸭蛋①尖端盛装高浓度蔗糖溶液(0.3g/ml),灌满鸭蛋,滴入几滴红墨水,在鸭蛋②中盛装蒸馏水,作为对照组;在两烧杯中分别放入蒸馏水约70~80ml,烧杯放在实验桌上,将两只鸭蛋放入烧杯,使得鸭蛋钝端有半透膜的地方接触蒸馏水。5~10分钟后,观察实验现象。
实验现象:烧杯中的水通过半透膜进入鸭蛋①中,使其中液面上升,并且红色液体从尖端溢出。
实验改进和创新:滴入红墨水更易于观察,采用鸭蛋膜代替玻璃纸,实验现象更明显;材料鸭蛋、蔗糖取自生活,更能激发学生学习兴趣和主动性,实验有对照,更能得出结论——渗透作用的条件。
实验创新二:
实验材料:三个透析袋(容积约40~50ml,具备一定收缩性),两个500ml烧杯,0.3g/ml红糖水,蒸馏水
实验组1:取一个500ml烧杯中装入蒸馏水约350ml。取一透析袋,装入0.3g/ml红糖水并用细线捆紧密封。将装有红糖水的透析袋装入烧杯里面,一段时间后观察现象。
实验组2:另取一个500ml烧杯盛装0.3g/ml红糖水,取另一透析袋中装入蒸馏水用细线捆紧密封。将装有蒸馏水的透析袋装入烧杯里面,一段时间后观察现象。
对照组:取第三个500ml烧杯盛装蒸馏水,取另一透析袋中装入蒸馏水用细线捆紧密封。将装有蒸馏水的透析袋装入烧杯里面。一段时间后观察实验现象。
注意:新透析袋使用前,用沸水煮五至十分钟,再用蒸馏水洗净以出去甘油、重金属等杂质。使用时,一端用橡皮筋或线绳扎紧,也可以使用特制的透析袋夹夹紧,由另一端灌满水,用手指稍加压,检查不漏,方可装入待透析液,通常要留三分之一至一半的空间,以防透析过程中,透析的小分子量较大时,袋外的水和缓冲液过量进入袋内将袋涨破。小量体积溶液的透析,可在袋内放一截两头烧圆的玻璃棒或两端封口的玻璃管,以使透析袋沉入液面以下。[2]
现象:实验组1中透析袋变大;实验组2中透析袋变小,水仍然是无色;对照组中透析袋大小不变。
结论:水分子可以进出透析袋,蔗糖分子不可以,且水分子由浓度小的溶液(蒸馏水)中通过半透膜可以进去浓度大的溶液中。这种现象叫做渗析,其需要的条件是有半透膜,且半透膜两侧溶液存在浓度差。
实验创新之处和优点:用红糖水代替无色的蔗糖水,更易观察实验现象,多组实验对比,容易能得出实验结论,实验操作简单,易于实现。
实验创新三:
实验材料:完整洗净的白萝卜一颗(要求萝卜横切直径10cm左右),30%食盐水,蒸馏水打孔器。
实验步骤:将白萝卜横向切片,约1cm厚度,取同一块萝卜片,用打孔器打出两个孔,得到两片小萝卜片,已打孔的原萝卜片备用。其中一片放在30%盐水中,另外一片放在蒸馏水里面。浸泡5-10min。再取出浸泡过的萝卜片,再尝试安装回原大块的萝卜片中。
现象:浸泡在盐水中的圆形萝卜片,比剩下的孔小;浸泡在蒸馏水中的小圆形萝卜片碧留下的孔大,不能安装回去。
结论:植物细胞在清水里面吸水,在高浓度溶液中失水,能发生渗透作用。
创新之处和优点:首先,原料易获取,利用生活中的用品白萝卜,食盐水等完成实验,可拉近实验与学生的距离,增加学习兴趣;其次,实验操作简单,易于实现,现象明显,材料价便宜。
总结:通过以上几个实验分析均可以得出渗透作用的条件:1.半透膜;2.浓度差。教师通过实践,对传统实验装置进行改善或创新,能更好地激发学生学习生物的兴趣和积极性,同时能训练学生的实验能力,观察能力和科学的思维方法,这不仅能提高教学适量,还能有效地培养学生的学科素质,值得借鉴和推广。
参考文献:
[1]沈泉. 对渗透作用实验装置的改进与创新[J]. 实验教学与仪器, 2014, (9): 36-36
[2]尤彩云. “探究渗透作用条件”实验改进[J]. 中学生数理化, 2014, (10): 21-21
[3]田非,丁成霞.渗透作用实验装置改进[J].考试(教研版),2013(01):198.
[4]黄臣臣,姚红敏.渗透作用实验装置的改进与优化[J].实验教学与仪器,2017(S1):37-38.
[5]黄硕.渗透实验的改良装置[J].中学生数理化(学习研究),2018(01):96.
关键词:渗透作用;实验装置;创新
“渗透作用的条件”实验探究位于人教版高中生物教材必修1第四章第一节,目的在于得到渗透作用的条件(需要半透膜和两侧溶液存在浓度差)这一结论,教材中的实验具有可取之处,但也存在可以改进的地方,如试验中使用蔗糖溶液为无色溶液,可以滴加红墨水;实验过程中发现长颈漏斗中液面上身非常缓慢;也有学者认为实验中不采用玻璃纸,而使用鸡蛋膜、动物膀胱膜、肠衣等代替,效果更佳。而笔者经过多次教学实践,发现除了教材上的实验装置以外,还可以用别的装置代替,即方便又能得到比较好的实验效果,还能激发学生的学习兴趣和主动性。现提出三个创新方法,以供同行参考。在具体教学中,可以利用课余时间将三个实验够给学生演示,以加强认知和记忆,利于形成严密的逻辑思维。
实验创新一:
1.准备材料:新鲜鸭蛋2只,红墨水,蒸馏水,0.3g/ml的蔗糖溶液,100ml烧杯两个,镊子
2.半透膜巧制取:
实验前3~4小时,取新鲜鸭蛋2只,将鸭蛋钝端(直径较大一端)浸泡在浓盐酸和体积分数为95%的酒精按照体积比为1:1配置而成的混合试剂中(教材中使用玻璃纸,也有参考书建议用鸡蛋膜代替玻璃纸作半透膜,制取方法是:采用浓盐酸或者弄醋酸溶解蛋壳,而笔者发现这样得到的半透膜通透性较差)。蛋壳变薄变脆,先用水将鸭蛋表面残留的溶剂冲洗,再轻轻用力,便可剥掉钝端的鸭蛋壳,漏出鸭蛋膜,颜色为浅白色或半透明白色,直径约20~30mm。此时先不剥掉钝端的鸭蛋壳,目的是保护半透膜,避免在取出鸭蛋中的蛋清和蛋黄等物质时被破坏。
3.实验步骤:用镊子轻轻敲碎鸭蛋尖端(直径较小一端),将尖端打洞(孔径5mm-10mm),小心把里面的蛋清蛋黄等物质取出,用蒸馏水涮洗几遍;再将另外一端(钝端)将蛋壳剥掉,留下膜(孔径10mm)。对上诉两只鸭蛋进行编号为①和②。准备2个100ml烧杯,正好鸭蛋可以放在烧杯口上且被卡住;从鸭蛋①尖端盛装高浓度蔗糖溶液(0.3g/ml),灌满鸭蛋,滴入几滴红墨水,在鸭蛋②中盛装蒸馏水,作为对照组;在两烧杯中分别放入蒸馏水约70~80ml,烧杯放在实验桌上,将两只鸭蛋放入烧杯,使得鸭蛋钝端有半透膜的地方接触蒸馏水。5~10分钟后,观察实验现象。
实验现象:烧杯中的水通过半透膜进入鸭蛋①中,使其中液面上升,并且红色液体从尖端溢出。
实验改进和创新:滴入红墨水更易于观察,采用鸭蛋膜代替玻璃纸,实验现象更明显;材料鸭蛋、蔗糖取自生活,更能激发学生学习兴趣和主动性,实验有对照,更能得出结论——渗透作用的条件。
实验创新二:
实验材料:三个透析袋(容积约40~50ml,具备一定收缩性),两个500ml烧杯,0.3g/ml红糖水,蒸馏水
实验组1:取一个500ml烧杯中装入蒸馏水约350ml。取一透析袋,装入0.3g/ml红糖水并用细线捆紧密封。将装有红糖水的透析袋装入烧杯里面,一段时间后观察现象。
实验组2:另取一个500ml烧杯盛装0.3g/ml红糖水,取另一透析袋中装入蒸馏水用细线捆紧密封。将装有蒸馏水的透析袋装入烧杯里面,一段时间后观察现象。
对照组:取第三个500ml烧杯盛装蒸馏水,取另一透析袋中装入蒸馏水用细线捆紧密封。将装有蒸馏水的透析袋装入烧杯里面。一段时间后观察实验现象。
注意:新透析袋使用前,用沸水煮五至十分钟,再用蒸馏水洗净以出去甘油、重金属等杂质。使用时,一端用橡皮筋或线绳扎紧,也可以使用特制的透析袋夹夹紧,由另一端灌满水,用手指稍加压,检查不漏,方可装入待透析液,通常要留三分之一至一半的空间,以防透析过程中,透析的小分子量较大时,袋外的水和缓冲液过量进入袋内将袋涨破。小量体积溶液的透析,可在袋内放一截两头烧圆的玻璃棒或两端封口的玻璃管,以使透析袋沉入液面以下。[2]
现象:实验组1中透析袋变大;实验组2中透析袋变小,水仍然是无色;对照组中透析袋大小不变。
结论:水分子可以进出透析袋,蔗糖分子不可以,且水分子由浓度小的溶液(蒸馏水)中通过半透膜可以进去浓度大的溶液中。这种现象叫做渗析,其需要的条件是有半透膜,且半透膜两侧溶液存在浓度差。
实验创新之处和优点:用红糖水代替无色的蔗糖水,更易观察实验现象,多组实验对比,容易能得出实验结论,实验操作简单,易于实现。
实验创新三:
实验材料:完整洗净的白萝卜一颗(要求萝卜横切直径10cm左右),30%食盐水,蒸馏水打孔器。
实验步骤:将白萝卜横向切片,约1cm厚度,取同一块萝卜片,用打孔器打出两个孔,得到两片小萝卜片,已打孔的原萝卜片备用。其中一片放在30%盐水中,另外一片放在蒸馏水里面。浸泡5-10min。再取出浸泡过的萝卜片,再尝试安装回原大块的萝卜片中。
现象:浸泡在盐水中的圆形萝卜片,比剩下的孔小;浸泡在蒸馏水中的小圆形萝卜片碧留下的孔大,不能安装回去。
结论:植物细胞在清水里面吸水,在高浓度溶液中失水,能发生渗透作用。
创新之处和优点:首先,原料易获取,利用生活中的用品白萝卜,食盐水等完成实验,可拉近实验与学生的距离,增加学习兴趣;其次,实验操作简单,易于实现,现象明显,材料价便宜。
总结:通过以上几个实验分析均可以得出渗透作用的条件:1.半透膜;2.浓度差。教师通过实践,对传统实验装置进行改善或创新,能更好地激发学生学习生物的兴趣和积极性,同时能训练学生的实验能力,观察能力和科学的思维方法,这不仅能提高教学适量,还能有效地培养学生的学科素质,值得借鉴和推广。
参考文献:
[1]沈泉. 对渗透作用实验装置的改进与创新[J]. 实验教学与仪器, 2014, (9): 36-36
[2]尤彩云. “探究渗透作用条件”实验改进[J]. 中学生数理化, 2014, (10): 21-21
[3]田非,丁成霞.渗透作用实验装置改进[J].考试(教研版),2013(01):198.
[4]黄臣臣,姚红敏.渗透作用实验装置的改进与优化[J].实验教学与仪器,2017(S1):37-38.
[5]黄硕.渗透实验的改良装置[J].中学生数理化(学习研究),2018(01):96.