渗透作用的实验设计

一、实验目的

加强对渗透作用现象的感性认识和对渗透作用原理的理解；学会制作和设计简单的渗透装置以及渗透作用原理的应用。

二、实验原理

水分子能够自由通过鱼膘膜，而蔗糖分子不能通过，由于清水中水分子的密度比蔗糖溶液中水分子的密度大，单位时间内，由清水透过鱼膘膜进入蔗糖溶液的水分数比从蔗糖溶液中出来的水分子数多，从而导致蔗糖溶液的质量增加。

三、材料器具

铁架台，木垫，烧杯，玻璃棒，细线，220ml娃哈哈AD钙奶的瓶子，小刀，剪刀，502胶水，草鱼鱼膘，质量浓度为40%的蔗糖溶液，清水。

四、方法步骤

（1）制备实验装置

①用小刀将2个220ml娃哈哈AD钙奶空瓶子的封口处的锡纸去掉，在距离底部1cm处切一个高2cm，长3cm的带状口子，用草鱼的鱼膘膜拉平整后封住切口，并用502胶水固定。

②用细线将改装好的两个瓶子连接在一个玻璃棒的两端，再用细线将玻璃棒系在铁架台上（如图所示）。

（2）往2个瓶子中分别加入100g的清水和40%的蔗糖溶液,调节连接铁架台和玻璃棒的细线的连接位置，使左右2个瓶子保持平衡。

（3）将2个瓶子分别放在装有清水的烧杯中浸泡，同时用木垫垫住2个烧杯底部，使2个瓶子依旧保持平衡。

（4）3分钟后，撤去木垫和烧杯，观察连接在玻璃棒两端2个瓶子往哪边倾斜。

五、实验结果与结论

连接在玻璃棒两端的2个瓶子往装有40%蔗糖溶液瓶子的这边倾斜。说明，单位时间内从清水中透过鱼膘膜进入蔗糖溶液的水分子数多余从蔗糖溶液中出来的水分子数，使得装蔗糖溶液的瓶子的总重量增加。

六、讨论

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（1）该装置还可用于比较两未知浓度的蔗糖等不能透过半透膜的大分子为溶质的溶液的浓度大小，即将2种未知浓度的的溶液分别装入上述2个经过改装的瓶子中，按照上述实验方法步骤操作，若结果是向其中1个瓶子的方向倾斜，则该瓶子中装的溶液浓度大。

（2）该装置稍加改进，还可用于测定未知浓度的蔗糖等不能透过半透膜的大分子为溶质的溶液的浓度，即将2个经过改装的瓶子用细线连接在一个物理天平的两端，其中一侧的瓶子中加入已知浓度的某溶质的溶液，另一侧的瓶子中加入等质量的待测的某溶质的溶液，将清水改成已知浓度的某溶质溶液，按照上述实验方法步骤操作，若结果物理天平弯向某一侧，然后调节物理天平的标尺，使之重新达到平衡，那么从物理天平标尺上读取的数值，就是未知浓度的溶液吸水或失水的重量，根据半透膜两侧的水分子渗透达到动态平衡时，两侧的溶液浓度应该相等，则有(m×p)/(m+m水)=p0 → p=p0×(m+m水)/m （其中m是加入到瓶子中的溶液质量，p0是已知溶液的浓度，m水是物理天平上标尺的读数，都是已知数）。

创意自评

（1）将物理学知识应用于生物实验，使实验现象更加明显。

（2）把已知结果的验证性实验改为未知结果的探究性实验，有利于培养学生的探究能力。

（3）实验材料和器具的改变，用日常生活中的丢弃的饮料瓶子代替长颈漏斗，用廉价的鱼膘代替难寻的玻璃纸更方便，经过改装的实验装置也更容易操作。

（4）应用溶液质量变化的思路，把从现象去观察的一个表象的角度引向一个可以衡量的质量变化的角度，更加真实，深刻。

工作单位：始兴中学

姓名：周旦

联系电话：137xxxxxxxx

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第二篇：呼吸作用的实验设计

呼吸作用的实验设计

章丘市实验中学 郭立敦 20xx年8月4日 10:19

潘富泉于10-8-4 17:09推荐对呼吸作用的实验进行了创新设计，具有更好的实用性和可操作性。 呼吸作用的实验设计

一、提出问题

植物进行呼吸作用会产生哪些现象呢？

二、作出假设：

植物的呼吸作用会耗损氧气，放出二氧化碳，产生水并开释热能。

三、测试变量：是否进行呼吸作用

四、实验步骤

1、将萌发的大豆芽平均分成两份，每份300克，把此中一份揩干表面水分后装入30cm×50cm的透明塑料袋中，鼓满空气，聚拢袋口并用铁夹夹紧，标记为甲；另一份煮熟并冷却，揩干表面水分后装入一样的透明塑料袋中，鼓满空气，聚拢袋口并用铁夹夹紧，标记为乙。将甲、乙装入沫子保温箱中，位于暖水带双侧，热水袋中艳服50℃左右的温水，盖好箱盖后，静置2至3小时。

2、演示时，打开箱盖，轻轻易战胜出甲、乙两袋，让学生观察两袋内壁上水珠的多少，思考测试现象说明了什么问题。

3、取下铁夹，用手捏紧袋口，各插入一只温度计，使温度计的煤油球一端伸入豆芽菜堆内，读数并记录，过一段时间待温度计液面稳定后，再读数并记录，最后取出温度计。在操作过程当中，包管塑料袋不漏气。

4、封闭控滴器，将输液器管的一端插入塑料袋口内，另一端伸到小烧杯的底部，打开控滴器，轻轻挤压塑料袋，使甲、乙两袋中的空气分别通入甲、乙两小烧杯，观察小烧杯中蜡烛的燃烧情况。

5、将输液器管的外端再插入到盛有澄清石灰水的甲、乙玻璃管的底部，轻压塑料袋，使甲、乙塑料袋内的空气分别通入到甲、乙玻璃管内的澄清石灰水中，观察澄清石灰水是否变浑浊。

6、更换测试材料（如换成健壮的菠菜叶）再进行重复测试。

六、实行计划：

按照上述要领步骤进行测试，并记录观察到的测试现象。

七、得出结论：

整理测试得到的证据，合理分析原因，得出客观的结论。

八、表达交流：

材料用具：萌发与煮熟的大豆种子（新鲜与煮熟的菠菜叶等）、澄清的石灰水、清水、蜡烛、透明的塑料袋、小烧杯、玻璃管、洋火、温度计、铁夹、60厘米长的输液器管（控滴器）等。

修改创新点

一、测试装置的创新：

将复杂的简略化。主要器材自备，简略易找，用长筒形透明塑料袋代替价格较贵的保暖瓶。截取一段几段60厘米长的输液器管代替玻璃导管，操作使用更方便、安全。用沫子保温箱和热水袋就可达到近似恒温的条件，极好地解决了初冬气温低呼吸作用弱测试效果不显著的困难的问题，摆脱了对价格较高的保暖瓶和电恒温箱的依赖，材料简略易找，泼天地提高了测试的方便性，特别适于测试条件较差的屯子中小学。本测试方案用到的测试器材和用具有：萌发与煮熟的大豆种子（新鲜与煮熟的菠菜叶等）、澄清的石灰水、清水、蜡烛、透明的塑料袋、小烧杯、玻璃管、洋火、温度计、铁夹、60厘米长的输液器管（控滴器）等。

2、测试要领的创新：

利用二氧化碳使澄清的石灰水变浑浊的特性，查验二氧化碳的存在。讲义测试通过漏斗向保暖瓶中倒入清水，使保暖瓶内植物呼吸作用产生的二氧化碳步入玻璃管中的澄清石灰水中，从而观察测试现象。测试器材的连结、固定繁琐不说，通常理况下，1体积的清水可以溶解1体积的二氧化碳，向保暖瓶中注入清水，清水中会溶解部分二氧化碳，有时（如时间较短、温度较低时）测试是以而不可功。同时，进行测试分析时，部分学生对通过漏斗向保暖瓶中倒入清水的目的理解比较困难。鉴于上述原因，本方案用挤压法将气体通过输液器管通入澄清的石灰水中，避免了部分二氧化碳溶于清水中，

提高了测试的成功率。且学生能更直观、更明显地看到澄清石灰水与二氧化碳反应的测试现象。 在查验植物呼吸作用耗损氧气时，将点燃的蜡烛放入测试瓶时，若瓶口较小，容易压灭火焰，对照测试中两蜡烛都熄灭；瓶口较大时，空气易形成对流，对照测试中两蜡烛都燃烧，使测试失败。本方案接纳排气法，挤压塑料袋子，通过输液器管将塑料袋中的气体通入两小烧杯的底部，看正在燃烧的蜡烛是否熄灭，如图二。

3、教材内容的创新

讲义测试设计用四个保暖瓶观察3个测试，本设计将增长观察植物的呼吸作用产生水的现象，用塑料袋代替保暖瓶，能实现袋内空间大和袋壁平面或物体表面的大大，有帮助于小水珠在塑料袋内壁的上凝结，提高实现效果的可视度。用1个测试装置可实现观察植物呼吸作用耗损氧气、产生二氧化碳和水，并开释能+量的四个测试，且每隔一段时间就可再行测试，可供平行班连续使用，使测试装置功能多样化，测试耗材最省化，大大降低测试成本，有帮助于环保意识的养成。为实实际验效果最优化，在测试时要调整好四个观察的挨次，依次为观察水点、测温、熄火和使澄清石灰水变浑浊。

4、测试材料的创新

材料是影响植物呼吸作用的内部因素。不同植物种类、不同器官，呼吸速率各异，一般而言，凡是细胞生命活动强，生长快的社团和器官呼吸速率

就快，反之则慢。 是以，呼吸作用测试的材料选择必须充分考虑这些因素，教材中所用“正在萌发的种子”，正是考虑了影响呼吸速率的内部因素而选择的结果，同时，保暖瓶口半大，装取体积较小的种子也比较方便。本设计因为用塑料袋取代保暖瓶，测试装置的空间更大，为实际教学提供了更多的选择，测试方案更加灵活。除西席课堂演示外，还可变成学生测试，甚或课外测试，放开手让学生自己选择绿色彩植物的根、茎、叶、花、果实、种子等器官，只要做到好用、经济、方便和“无害”就行。选择的器官种类越多，小组间交流时就越容易患出全面的结论，即植物体的每1个活器官都在时刻进行着呼吸作用，同时也能初步了解不同器官在呼吸强度上的区别。经反复比较，若学疏远组进行测试则用豆芽较好。