微型滲透創(chuàng)意實驗設(shè)計獲獎科研報告

微型滲透創(chuàng)意實驗設(shè)計獲獎科研報告一、滲透實驗在教材中的作用

滲透實驗，是讓學(xué)生通過觀察分析滲透現(xiàn)象進而認識半透膜的作用，理解滲透作用的概念及其發(fā)生的條件，為講述細胞的吸水和失水打好基礎(chǔ)，本節(jié)內(nèi)容無論是在醫(yī)用化學(xué)教材或是中學(xué)生物教材中即是重點又是難點。

二、滲透實驗設(shè)計的背景和思路

學(xué)生沒有感性認識，使知識較為抽象。我又找來高中生物課本，第一冊第四章細胞的輸入和輸出，第一節(jié)物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗?。按照課本中實驗去做，即如圖所示在一個長頸漏斗的漏斗口外密封上一層玻璃紙，往漏斗內(nèi)往入蔗糖溶液，然后將漏斗浸入盛有清水的燒杯中，使漏斗管內(nèi)外的液面高度相等。過一段時間后，會出現(xiàn)如左圖所示現(xiàn)象。

按上述實驗操作復(fù)雜如滴管往球型漏斗加液體困難。玻璃紙不易固定在長頸漏斗上，易漏水。由于球型漏斗內(nèi)液體受到向下的重力。所以實驗時間長，現(xiàn)象不明顯，成功率低。后來我又查了很多資料，看了很多改進的滲透實驗，如半透膜用雞蛋膜代替，但雞蛋膜易破。用動物腸衣代替，動物腸衣較厚。實驗現(xiàn)象也不明顯，并且沒有滲透壓的實驗。針對上述現(xiàn)象，我用生活中廢舊用品設(shè)計了一個微型實驗裝置，可同時完成滲透及滲透壓實驗，現(xiàn)象明顯，成功率高。

一、實驗用品

1、眼藥水瓶（1個）

2、1ml的注射器（1支）

3、塑料杯子（1個）

4、乳膠管（1節(jié)）

5、橡皮筋

6、魚鰾（1個）

7、食鹽水（0.3g/ml）

8、紅墨水

二、實驗裝置圖如下所示

三、實驗過程

1、先在眼藥水瓶身處剪一小方口，然后用魚鰾從瓶底包住至瓶口，并在瓶頸處用橡皮筋扎緊。

2、在注射器的尾部剪一小口，并把活塞拉到小口處，注射器頭部用膠管與藥瓶蓋管口相連接。

3、打開瓶蓋放入滴有紅墨水的食鹽水接近瓶口處，然后蓋上注射器瓶蓋，把安裝好的眼藥水瓶放入盛清水的小杯子中，注意杯中水的液面與眼藥水管口鹽水液面相平衡。

4、當(dāng)水柱升到0.1刻度時，記下時間，3min后可觀察到注射管內(nèi)，水柱上升約0.2ml，隨時間延長注射管內(nèi)液體逐漸上升，5min上升到0.25ml，10min約上升到0.4ml，15min上升到0.52ml，并可記錄下每分鐘水柱上升的體積，滲透現(xiàn)象十分明顯。

5、當(dāng)注射器的水柱上升到一定高度時（假設(shè)水柱不在上升時），輕輕推注射器活塞，可以看到水柱逐漸下降，當(dāng)水柱下降到與杯子液面相平衡時，停止推動，這個壓力就是滲透壓。

四、實驗原理

滲透實驗：由于眼藥水瓶中溶液的滲透濃度高于杯子中水的滲透濃度，水就會通過魚鰾（半透膜），進入眼藥水瓶中，即溶液中的溶劑（水分子）從低濃度一側(cè)透過半透膜進入高溶液一側(cè)，使眼藥水瓶中液體上升。

滲透壓實驗：當(dāng)推動注射器活塞時，增大壓強，使注射器內(nèi)的大氣壓大于外部的大氣壓，注射器內(nèi)的液體，從眼藥水瓶中排到了塑料杯中。

五、實驗創(chuàng)新點

1、實驗所需的用品是眼藥水瓶、小型注射器、魚鰾、橡皮筋、紅墨水、小杯子，簡單、易找、不易碎、易安裝。

2、眼藥水瓶從側(cè)邊開口，不是瓶底，減小向下的重力，可加快滲透速度。

3、從眼藥水瓶口加入食鹽水，避免用滴管加入食鹽水麻煩。

4、用食鹽代替蔗糖，可增加滲透濃度，加快滲透速度。

5、取下注射器活塞，可用于生物滲透實驗。加上注射器活塞，可同時完成無機化學(xué)中滲透及滲透壓實驗。

6、滲透實驗不僅可以定性還可以定量，測出液體隨時間上升的體積。

7、直觀呈現(xiàn)滲透壓的實驗，并可進行滲透壓的計算。

8、實驗微型，藥品用量少，操作簡單。

9、實驗時間短，5分鐘就可看到明顯現(xiàn)象，成功率高。

10、利用該裝置可進一步研究滲透壓與不同溶液、不同濃度、不同溫度的關(guān)系（即進行不同條件下，滲透實驗的定量測定）