_渗透作用与水分的流动_演示实验装置的改进

高中生物《渗透作用演示实验》的改进湘西自治州永顺县第二中学高中生物教研组彭继云一、地位与作用渗透现象演示实验位于人教育版高中生物《必修》第4章第1节开篇的问题探讨。

做这个实验的目的在于，让学生通过分析现象，认识半透膜的作用，概括出渗透作用的概念和发生渗透作用的两个条件，从而为本节讲述动物细胞的细胞膜和植物细胞的原生质层都相关于一层半透膜及细胞吸水失水现象建立了良好的知识铺垫。

二、实验原型三、原实验的不足之处1、该实验只证明水分子可以通过半透膜，但没有证明大分子物质不能通过半透膜。

2、原装置渗透面积比较小，水分子扩散速度比较慢，液面上升时间比较长。

3、长颈漏斗口径较宽，捆扎玻璃纸比较困难，因此可能出现漏水现象。

4、装置中的长颈漏斗是倒立的，通过漏斗颈向装置内加入溶液也非常麻烦。

四、实验改进与创新之处1、将漏斗颈伸入膜内，捆扎容易，将倒置的长颈漏斗正立，这样就方便了溶液的注入。

2、用加碘的淀粉溶液代替无色的蔗糖溶液。

既容易观察液面上升情况，也检验淀粉分子是否通过玻璃纸而进入烧杯内液体中。

五、实验器材铁架台、淀粉、玻璃纸、碘液、盛清水的烧杯、橡皮筋六、改进后的实验装置七、实验过程1、将玻璃纸折成袋状，将长颈漏斗颈伸入其内，用橡皮筋捆扎；2、往漏斗内注入加碘的淀粉液，将玻璃纸浸入到盛有清水的烧杯中，在铁架台上固定，使标记环至淀粉液面起始的位置；3、观察液面上升。

八、实验效果1、在短时间内，能明显的看见长颈漏斗液面上升的现象。

2、半透膜允许水分子等小分子物质可以通过，大分子物质不能通过。

九、自我评价1、操作简便：方便了溶液的注入。

2、易于观察，效果明显：在短时间内就能明显的看见溶液液面上升现象。

3、增加验证性实验，帮助学生理解半透膜允许水分子等小分子物质可以通过，大分子物质不能通过。

探究“渗透实验装置”的改进作者：马建琴来源：《中学生物学》2019年第02期1探究背景渗透作用是本节教学内容的一个难点。

渗透作用的演示实验是让学生通过观察和分析渗透现象进而认识半透膜的作用，得出渗透作用的概念并总结发生渗透作用的两个条件。

因此，顺利实施渗透作用演示实验是突破难点的重要教学手段。

但教科书中的实验材料单一、用具复杂、方法步骤过于机械，而且耗时长，一节课到结尾都难以达到预期的效果。

教材实验装置的设计存在缺陷，操作难度大，液面上升速度慢。

若教师能引领学生走出教材，深化课堂资源、拓展实验领域，则学生会另有一番成就感。

下面通过探讨渗透实验的现有缺陷、半透膜材料的选择，意在改良渗透实验装置，让实验的操作更简便，实验现象更明显。

2探究原理（1）半透膜是一种允许小分子物质（水自由）通过，而大分子（蔗糖）不能透过的膜。

（2）半透膜的两侧溶液要有浓度差。

3探究目标（1）通过模拟实验探究膜的透性，理解渗透作用概念及渗透作用发生的条件。

（2）进行植物细胞质壁分离与复原实验，判断分析渗透系统的构成条件，形成实验设计、观察分析与创新实践能力。

（3）基于实验探究，观察與分析，采用概括与归纳的方法，阐明质膜具有选择透过性。

（4）利用渗透作用原理指导农业生产，解决生活中的实际问题。

4创新点（1）用透析膜代替玻璃纸。

（2）将单一的玻璃纸变为系列半透膜材料，进行横向比较。

（3）课堂实验拓展为开放性实验。

（4）将实验装置由长颈漏斗变为输液器、带塑料盖的轻巧透明包装盒等自制的渗透装置。

（5）优化课本试剂，将蔗糖中加入红墨水或改用红糖水。

（6）延伸知识领域，激发学生兴趣，培养学生敢于质疑的科学品质和勇于探索的科学探究精神。

5探究实验实施阶段（1）样本的收集：购买的透析膜（用玻璃纸或膀胱膜作为半透膜，取材处理不太容易）、鸡蛋膜、膀胱膜、洋葱内表皮、海带、肠衣、阔叶植物叶片、鱼鳔等。

（2）配置质量浓度为0-3g/mL的蔗糖溶液或红糖水。

渗透作用实验装置改进【摘要】本文针对渗透作用演示实验装置的不足做了一些补充和改进，不仅缩短了实验时间，提高了实验效果，还可以使学生更深入的理解渗透作用的原理【关键词】渗透作用半透膜改进【中图分类号】 g420 【文献标识码】 a 【文章编号】 1006-5962（2013）01（a）-0198-011 实验在教材中的低位及作用普通高中课程标准实验教科书，生物，必修一（分子与细胞），第四章，第一节，物质跨膜运输的实例中有一个渗透实验演示装置。

渗透作用是本节的重点和难点，该实验的成功与否直接影响学生对渗透作用的理解和后面内容的学习。

2 实验的原型及不足之处2.1 实验原型（图1）图12.2 不足之处本人通过多次实验，发现该实验有些不足之处：①半透膜材料玻璃纸不容易买到，且为非生物材料，学生不易理解。

②由于半透膜有一定弹性，当烧杯中的水通过渗透作用进入漏斗后，随着水量的增多对膜向下的压力也随之增大。

由于膜的弹性而致使漏斗管液面上升现象不明显。

③不能通过该实验充分说明该半透膜的半透性。

④蔗糖溶液无色，不便于观察漏斗内液柱的上升。

⑤长颈漏斗上无刻度，不能准确的体现渗透作用发生的速度。

3 实验改进及装置3.1 实验改进为了获得更好的实验效果，并且让学生充分理解渗透作用原理，本人做了以下改进：①半透膜使用鸡蛋膜（取材容易，且是生物材料）。

②用铁纱窗网，制作一个底座，渗透装置可以放置于其上，可以解决由于膜的弹性致使漏斗管液面很难出现上升的问题，使短时间内实验效果显著。

③将“蔗糖溶液”换成“淀粉与氯化钠的混合溶液”，在发生明显的渗透现象以后，可以通过检测烧杯内蒸馏水中是否有淀粉（淀粉遇碘液变蓝），检测烧杯内蒸馏水中是否有氯化钠（遇硝酸银，生成白色的氯化银沉淀），从而充分说明半透膜的半透性。

④淀粉溶液为淡白色，便于观察漏斗内液柱的上升。

⑤长颈漏斗上贴上有刻度的纸条，可以更准确的以数据的形式体现渗透作用发生的速度。

3.2 改进后的装置（图2）4 实验器材及试剂4.1 器材鸡蛋膜、长颈漏斗（带刻度）、铁纱窗网、烧杯、铁架台、棉线、玻璃棒、滴管、试管等；4.2 试剂蒸馏水、1%的淀粉与30%氯化钠的混合溶液、碘液、硝酸银溶液5 实验原理（1）渗透作用的发生需要两个条件：①半透膜②半透膜两侧具有浓度差（2）充分说明半透膜的半透性：①通过碘液的检测，可以证明烧杯内水中无淀粉，从而说明淀粉不能穿过鸡蛋膜；②通过硝酸银的检测，可以证明烧杯内的水中有氯离子，从而说明氯离子可以穿过鸡蛋膜；6 实验过程（1）验证淀粉、氯化钠混合溶液中确实含有淀粉（淀粉遇碘变蓝）及氯离子（用硝酸银检测）（2）验证烧杯中蒸馏水中不含淀粉（淀粉遇碘变蓝）及氯离子（用硝酸银检测）（3）安装渗透装置（4）观察实验现象，并记录。

高中生物渗透装置的教学改进及反思一、原渗透装置概述高中生物中，典型的渗透装置通常由一个半透膜袋（如玻璃纸或动物膀胱膜等），内装一定浓度的溶液，然后将其置于盛有另一种浓度溶液的烧杯中构成。

通过观察半透膜两侧溶液的液面高度变化来探究渗透现象及原理。

例如，当半透膜内为蔗糖溶液，外为清水时，水分子会从清水一侧通过半透膜向蔗糖溶液一侧扩散，导致蔗糖溶液一侧液面升高。

二、原装置存在的问题1. 现象不明显对于一些浓度差异较小的溶液组合，液面上升或下降的高度变化很缓慢且幅度小，在课堂有限的时间内难以让学生清晰观察到明显的渗透现象。

例如，当使用较低浓度的蔗糖溶液和浓度相差不大的水进行实验时，可能需要较长时间才能看到较为显著的液面变化。

2. 半透膜选择受限常用的半透膜如玻璃纸，其制作和安装相对繁琐，且容易破损。

动物膀胱膜的获取则存在一定的困难和不稳定性，同时这些半透膜的通透性可能会受到多种因素影响，导致实验结果的重复性不佳。

3. 实验误差较大装置的密封性对实验结果有较大影响，如果烧杯口与半透膜袋之间密封不严，容易导致外界空气进入或内部溶液渗漏，从而干扰液面高度的准确测量，使实验数据产生误差。

此外，溶液中的溶质可能会通过半透膜的微小孔隙扩散到另一侧，影响溶液浓度的准确性，进而影响渗透现象的观察和分析。

三、改进措施（一）装置结构改进1. 采用更直观的U型管装置设计原理：将传统的烧杯和半透膜袋组合改为U型管结构。

U 型管的一侧装入半透膜袋及溶液，另一侧装入另一种溶液，中间用活塞或夹子隔开。

这样的设计可以使液面高度的变化更加直观地在U型管两侧显示出来，便于学生观察和比较。

优点：①相比于烧杯装置，U型管的液面高度差更容易测量和读取，能够提高实验数据的准确性。

②U型管的结构相对稳定，减少了因装置晃动或倾斜等因素导致的实验误差。

2. 优化半透膜固定方式改进方法：在U型管的管口处设计一个专门的半透膜固定卡槽，将半透膜平整地固定在卡槽内，并用橡胶圈或夹子进行密封加固。

高中生物“渗透作用实验”的探索与改进作者：李晶来源：《中国科教创新导刊》2013年第24期摘要：“渗透作用演示实验”是普通高中人教版《生物》必修一教材中，细胞主要靠渗透作用吸收水分这一重要过程，设计了渗透作用与水分的流动演示实验。

通过多年教学实践对该实验进行了认真的研究探索和改进，并收到了很好的教学效果。

关键词：实验改进半透膜渗透作用中图分类号：G63 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2013）08（c）-0028-011 改进背景渗透现象是高中生物学新课程在讲述“水分子的跨膜运输”这一知识点时设置的演示实验。

设计了渗透作用与水分的流动演示实验，其具体方法是：在一个长颈漏斗的漏斗口处密封上一层玻璃纸，往漏斗内注入蔗糖溶液，然后将漏斗浸入到盛有清水的烧杯中，使漏斗管内液面与烧杯中清水的液面高度相等。

过一段时间，观察漏斗内液面的高度是否发生了变化。

想一想，这是为什么？该实验虽然设计简单，操作方便，但是仔细分析此实验，在一些实验设计方面存在一些不足之处。

其一，操作者不易向封闭的长颈漏斗内加入蔗糖溶液；其二，蔗糖溶液为透明的液体，实验现象不明显，特别是后排学生观察不到，实验效果不够理想；其三，做实验的关键材料——玻璃纸（又叫赛璐玢）有些中学不容易找到，以致实验不能正常进行。

针对这些情况，现将该实验进行探索与改进。

2 改进后的实验过程2.1 渗透作用的原理渗透作用：两种不同浓度的溶液隔以半透膜（允许溶剂分子通过，不允许溶质分子通过的膜），水分子或其它溶剂分子从低浓度的溶液通过半透膜进入高浓度溶液中的现象。

或水分子从水势高的一方通过半透膜向水势低的一方移动的现象。

渗透现象发生的条件：（1）有半透膜；（2）半透膜两侧有浓度差。

2.2 改进方法一2.2.1 实验材料及器材新鲜的生鸡蛋1枚、0.4 g/ml蔗糖溶液、蒸馏水、红墨水、100 ml烧杯1个、250 ml烧杯1个、盐酸（质量分数为20%）、10 ml量筒1只、直径10 cm圆形硬纸板一个、剪刀、圆规、锥形漏斗。

&渗透现象（实验装置的改进黄艳萍付新苗*（福建师范大学生命科学学院福州350108）摘要将塑料饮料瓶改造为"渗透现象”的实验装置,采用透析袋作为半透膜材料，解决了教材中"渗透现象”演示实验装置密封不好、实验效果不佳等问题。

关键词渗透现象实验装置改进人教版高中生物学教材“物质跨膜运输的实例”一节中的“渗透现象”演示实验旨在引导学生理解半透膜的特性$分析渗透现象发生的原理和条件$从而正确理解细胞吸水和失水的原因。

但在实践中，由于装置的设计问题导致实验很难做好$大部分教师课堂上通常是以播放视频的形式来讲解该实验，学生感性认识不足。

笔者对渗透实验装置进行了简化和改进，达到了较好的实验效果：实验现象明显、操作方便，学生自己可以动手完成。

1装置的改进教材中的实验装置为“在一个长颈漏斗口外密封上一层半透膜，往漏斗内注入蔗糖溶液，然后将漏斗浸入盛有清水的烧杯中，使内外液面高度相等”。

这个装置设计看似很好，但实验操作很难成功,最大的问题是半透膜的密封问题，由于漏斗口外壁光滑，蔗糖溶液密度较大;如果用皮筋包扎来密封固定半透膜，皮筋很容易滑脱;如果用棉线包扎，则包扎时容易留有缝隙，存在密封性不严的问题,而且包扎过程中经常会把半透膜磨破%虽然长颈漏斗这种上小下大的结构能使液面高度变化明显，但也存在一些不足的地方:长颈细长口径小，注入蔗糖溶液时易被气泡阻挡;玻璃器材在搬运使用过程中容易破碎等。

此外，实验装置需要用到铁架台、大烧杯、漏斗等,作为演示实验，教师上课时携带不方便。

我们用塑料饮料瓶改造作为“渗透现象”的实验装置取得了比较好的实验效果。

采用普通的500mL 纯净水瓶,在距瓶离底约3/5处将瓶身裁断成两部分，然后在瓶口处用皮筋密封好半透膜，利用瓶口的螺纹解决皮筋滑脱问题。

下半部分注入蒸馏水，上半部分倒过来注入蔗糖溶液后扣在下半部分上（水位要没过瓶口一定高度），尽量保持内外液面平衡，并做好液面的初始标记（图1v）。

渗透装置【渗透作用演示装置的改进】普通高中课程标准实验教科书生物必修1《分子与细胞》第四章“细胞的物质输入和输出”第一节物质跨膜运输的实例中有一个渗透作用与水分流动的演示实验装置(图1)，渗透作用是本节教学内容的一个难点，做好渗透作用演示实验是突破难点的重要教学手段。

经笔者多年教学，发现按照教材中渗透作用示意图来做这个实验，存在一些不足。

(1)用玻璃纸或膀胱膜作为半透膜，取材处理不太容易；(2)长颈漏斗口的直径较大，半透膜受到蔗糖溶液的压力而下沉，影响液面高度的正常变化，效果不显著；(3)半透膜的固定和蔗糖溶液的加注也存在一定的麻烦；(4)实验装置比较大而沉重且长颈漏斗无固定架，不便于巡回演示。

为使此装置既能在短时间内液面上升效果明显，又能在课堂上边授课边演示，达到良好的教学效果。

对此装置在简单易做的基础上进行了改进，改进后的装置(图2)具有以下几个优点：(1)取材容易：用鸡蛋膜代替玻璃纸或膀胱膜，作为实验中的半透膜。

(2)装置简洁，操作简单，效果显著：用橡皮管把玻璃管与长颈漏斗颈端相连，并固定在支架上来代替长颈漏斗等。

由于玻璃管小，便于半透膜好固定，并连接了一个长颈漏斗颈端，便于蔗糖溶液的加注。

玻璃管的口径比较小(只有2～3mm)，有利于控制半透膜下沉现象的发生，并且扩大了半透膜的面积，渗透速度快，液面上升明显，实验效果明显。

(3)可重复性强：当一个班演示完毕后，可将盛有清水的烧杯移走，松开橡皮夹，使两边的液面回到相等的位置。

这样，一个装置可连续使用几个班，节约了教师重复准备实验装置的时间，也节约了实验材料等。

另外，即使要更换蔗糖溶液也方便，可以用带软管的注射器从长颈漏斗颈端中抽出。

(4)便于巡回演示：实验装置有三部分构成(即腊盘、烧杯和固定的支架)，比较小而轻，便于巡回演示。

改进后的仪器或特点及用途。

①特点：采用生化实验器材制成的验证生物膜两侧存在浓度差时产生渗透作用的装置，取材方便，使演示现象直观、明显，效果显著；可重复性强，便于巡回演示；兼具跨学科知识的综合运用。

关于“渗透作用与水分的流动”实验改进
李文雄
【期刊名称】《实验教学与仪器：高中版》
【年(卷),期】2005(022)012
【摘要】新编高中生物教材在“植物对水分的吸收和利用”一节中，有一个教师演示实验：“渗透作用与水分的流动”，此实验看似简单，但实际操作起来很不方便．
【总页数】1页(P17)
【作者】李文雄
【作者单位】湖南省嘉禾县第一中学
【正文语种】中文
【中图分类】G633.91
【相关文献】
1.“探究渗透作用条件”实验改进 [J], 尤彩云
2.介绍一种"渗透作用与水分流动"演示实验装置 [J], 祝华珍;申定健
3."渗透作用与水分的流动"演示实验装置的改进 [J], 李志远
4.“渗透作用”的实验改进 [J], 郝迎霞;乔秀芹
5."渗透作用与水分的流动"演示实验装置的改进 [J], 李志远
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