“腎小球的濾過作用”演示實驗設計方案

周帥帥

摘 要：在查閱了大量現行初中生物教材后，發現在“尿的形成和排出”這一章節中，教材在處理腎小球的濾過作用知識點上，只有腎單位的圖片，教材沒有設計演示實驗。通過利用動物腸衣的半透性特點模擬腎小球的選擇透過性，選用塑料飲料瓶和醫療廢棄物品（輸液器）自制腎小球過濾裝置，過濾裝置中打眼的培養皿和塑料漏斗下方形成的空隙，模擬的是腎小囊腔，從腸衣壁流出的過濾液體（代表原尿）。通過設計兩組模擬實驗，發現輸液瓶中裝有碘液的一組實驗，下方接收濾液的容器中提前放置的淀粉變藍了；而輸液瓶中裝有淀粉溶液的一組實驗，下面接收濾液的容器中的碘液顏色沒有發生變化。實驗說明碘離子可以通過半透膜，而淀粉不能通過半透膜，很好地模擬了腎小球只允許小分子物質通過，而不允許大分子蛋白質和血細胞通過的現象。

關鍵詞：腎小球；濾過作用；半透膜；方案設計

一、實驗設計的目的及原理

在查閱了大量現行初中生物教材后，發現在“尿的形成和排出”一章節中，處理腎小球的濾過作用知識點上，只有腎單位的圖片，教材沒有設計演示實驗，大多在課本后面有關于人工腎的介紹，而人工腎與初中生的認知差距較大，教材缺少直觀演示實驗，結合腎小球濾過作用的原理，進行了腎小球濾過作用模型的設計和制作。

構成腎臟的基本結構單位和功能單位是腎單位，每個腎單位包括腎小體和腎小管。腎小體由腎小球和腎小囊構成，腎臟對血液的濾過作用主要在腎小球內完成。當血液流經腎小球時，除血細胞和大分子蛋白質外，其余一切水溶性小分子物質都可以通過濾過作用進入腎小囊，形成原尿。因為入球小動脈口徑較粗，而出球小動脈口徑較細，使腎小球內毛細血管血壓升高，而且腎小球還提供了較大的濾過面積，這些都有利于腎小球的濾過作用。

利用動物腸衣的半透性特點模擬腎小球的選擇透過性，選用塑料飲料瓶和醫療廢棄物品，自制腎小球過濾裝置，過濾裝置中打眼的培養皿和塑料的漏斗下方形成的空隙，模擬的是腎小囊腔，從腸衣壁流出的過濾液體（代表原尿）。通過輸液器連接動物腸衣，較粗的輸液管（代表入球小動脈）連接腸衣的一端，腸衣的另一端連接較細的輸液管（代表出球小動脈）。

二、實驗方案設計

在甲組裝置輸液瓶中裝有淀粉溶液（代表大分子物質和血細胞），通過輸液管流入腸衣處（模擬腎小球），從腸衣流出的過濾液（代表原尿），下方接收過濾液的容器中對應放入碘液，通過容器中溶液顏色的變化，確定淀粉能否通過腸衣半透膜。

在乙組裝置輸液瓶中裝上碘液（代表小分子物質），通過輸液管流入腸衣處（模擬腎小球），從腸衣流出的過濾液（代表原尿），下方接收過濾液的容器中放入淀粉溶液，觀察容器中溶液顏色的變化，確定碘離子能否通過腸衣半透膜。

三、實驗現象和結論

通過兩組模擬實驗，發現輸液瓶中裝有碘液的一組實驗，下方接收容器中提前放置的淀粉變藍了；而輸液瓶中裝有淀粉溶液的一組實驗，下面容器中的碘液顏色沒有發生變化。本實驗說明碘離子可以通過半透膜，而淀粉不能通過半透膜，很好地模擬了腎小球只允許小分子物質通過，而不允許大分子蛋白質和血細胞通過的現象。

通過這個演示實驗，將課本上學生不易理解的知識形象化、具體化，能夠讓學生更好地獲取感性認識。

參考文獻：

張成軍.中學生物學實驗教學[M].北京：科學出版社，2009：32-33.

編輯 王夢玉