教学一得,渗透作用实验设计的再改进:渗透作用原理是什么

　　 　　《中学生物教学》杂志2009年1～2期中刊载“渗透作用的实验设计”一文中，其实验设计非常巧妙，按文中提供的杠杆平衡原理亲自实施实验，实验效果的确非常明显。但实验设计美中不足的是未能证明蔗糖溶液中的蔗糖分子不能通过半透膜，以至于学生弄不清究竟杠杆失去平衡的本质原因：有的认为只有水分子通过半透膜进入鸡蛋膜内导致杠杆失去平衡；有的认为可能蔗糖分子通过半透膜向清水扩散的速度小于水分子向鸡蛋膜内的扩散速度使杠杆失去平衡。因此建议学生改进实验材料，再结合物质的鉴定实验解决这一疑问。经过多次试验发现用蛋白质溶液(各种市售牛奶制品均可)代替蔗糖溶液，能圆满解决这一难题。其装置图如图所示。
　　按文章提供的杠杆平衡原理实施实验。观察完杠杆失去平衡之后，用注射器分别从1号鸡蛋膜内和装有鸡蛋膜的烧杯内各取2 mL溶液放在A、B两支试管中，再往上述试管内各加1 mL双缩脲试剂A液，摇匀后，然后各滴加3～4滴双缩脲试剂B液，摇匀后，观察实验现象，结果A试管溶液变成紫色，B试管内的溶液不变色。这说明1号鸡蛋膜内的蛋白质分子没有进入烧杯内，2号鸡蛋膜内的质量增加是由于水分于从烧杯内(清水)向鸡蛋膜内(蛋白质溶液)扩散的速度相对较快的缘故。这一结果同时证明了半透膜的特性：只允许小分子物质通过。例如，水能自由通过；而大分子如蛋白质则不能通过。
　　
　　这一改进将杠杆平衡原理和蛋白质的鉴定巧妙的结合，使渗透作用实验更加完美。已平衡的杠杆失去平衡是从宏观上反映渗透作用的发生，而蛋白质鉴定是从微观上证明了溶剂分子(水分子)通过半透膜，由低浓度溶液(清水)向高浓度溶液(蛋白质溶液)扩散的过程。
　　(刘小平　刘耒城　湖南省耒阳市第一中学　421800)