教學一得 滲透作用實驗設計的再改進

《中學生物教學》雜志2009年1～2期中刊載“滲透作用的實驗設計”一文中，其實驗設計非常巧妙，按文中提供的杠桿平衡原理親自實施實驗，實驗效果的確非常明顯。但實驗設計美中不足的是未能證明蔗糖溶液中的蔗糖分子不能通過半透膜，以至于學生弄不清究竟杠桿失去平衡的本質原因：有的認為只有水分子通過半透膜進入雞蛋膜內導致杠桿失去平衡；有的認為可能蔗糖分子通過半透膜向清水擴散的速度小于水分子向雞蛋膜內的擴散速度使杠桿失去平衡。因此建議學生改進實驗材料，再結合物質的鑒定實驗解決這一疑問。經過多次試驗發現用蛋白質溶液(各種市售牛奶制品均可)代替蔗糖溶液，能圓滿解決這一難題。其裝置圖如圖所示。

按文章提供的杠桿平衡原理實施實驗。觀察完杠桿失去平衡之后，用注射器分別從1號雞蛋膜內和裝有雞蛋膜的燒杯內各取2 mL溶液放在A、B兩支試管中，再往上述試管內各加1 mL雙縮脲試劑A液，搖勻后，然后各滴加3～4滴雙縮脲試劑B液，搖勻后，觀察實驗現象，結果A試管溶液變成紫色，B試管內的溶液不變色。這說明1號雞蛋膜內的蛋白質分子沒有進入燒杯內，2號雞蛋膜內的質量增加是由于水分于從燒杯內(清水)向雞蛋膜內(蛋白質溶液)擴散的速度相對較快的緣故。這一結果同時證明了半透膜的特性：只允許小分子物質通過。例如，水能自由通過；而大分子如蛋白質則不能通過。

這一改進將杠桿平衡原理和蛋白質的鑒定巧妙的結合，使滲透作用實驗更加完美。已平衡的杠桿失去平衡是從宏觀上反映滲透作用的發生，而蛋白質鑒定是從微觀上證明了溶劑分子(水分子)通過半透膜，由低濃度溶液(清水)向高濃度溶液(蛋白質溶液)擴散的過程。

(劉小平 劉耒城 湖南省耒陽市第一中學 421800)