液体扩散实验演示装置

1. 测定细胞膜透性能解决什么理论和实践问题

测定细胞膜透性能解决什么理论和实践问题如下：

细胞的生理活动与细胞膜的稿拦通透性息息相关，细胞膜的通透性也能反映细胞处于何种生理状态。一般来说，细胞膜的通透性的改变(增大或者减小)是细胞病变的先兆。通过研究细胞膜的通透性的各项性质，我们能更好的研究生命体的各种生理过程，研究某些疾病的致病机理，生产更好的药物来治疗疾病。

细胞膜选择透过性的一组实验

细胞膜的选择通过性是“细胞结构与功能”一节的难点内容之一，也是第2章“渗透作用原理”，“根对矿质离子选择吸收”的基础。在教学过程中如能把学生带进实验室，使用直观手段教学，不但有助于突破教学难点，提高教学质量，而且还能引起学生对科学实验的浓厚兴趣。

二、演示红细胞的渗透反应装简高置

取3支试管，第1支试管加入2mL 0.9%的生理盐水、第2支试管加入2mL蒸馏水，第3支试管加入2mL10%的氯化钠溶液，然后各滴加2滴哺乳动物红细胞悬浮液，震荡混匀，放在试管架上。引导学生思考：一段时间后，3支试管中将分别出现何种结果，其原因是什么？在学拦敬尺生思维活动

展开并形成一致性结论后即板画出红细胞的3种不同形态（图2），说明红细胞对水是自由渗透的，水能够借浓度梯度被动地透过细胞膜，从而引起红细胞吸水膨胀破裂（溶血）或失水皱缩。


那么正常细胞在和环境进行物质交换时，能否也遵循高浓度低浓度的扩散原理，被动地吸收各种不同分子量的物质呢？

给学生分发实验材料、用具及实验报告，要求学生在观察演示实验2的基础上，设计实验方案来验证自己的设想。最后教师用启发诱导的方式归纳出一个正确的设想，提出合理的实验方案来加以验证。

三、学生实验——细胞膜被动吸收的验证

1．实验原理 红细胞对水是自由渗透的，但对大多数物质具有选择透过性，在等渗条件下，稀释的红细胞悬浮液呈浑浊状且透光性差。但当红细胞溶血后，其悬浮液就变得透明且光线容易透过。本实验用稀释的红细胞悬浮液在不同溶质中是否出现溶血现象，来验证细胞膜的选择透过性。

2．材料、用具 量筒、试管和试管架、秒表、红细胞悬浮液、蒸馏水、乙二醇、甘油、10%葡萄糖、1%淀粉液。

3．方法步骤 取5支试管编号，并在试管底部背面衬1张印有印刷字体的小纸片，按下表加入下列各种物质，振动混匀后，置于试管架上。当通过试管看到其背面清晰的印刷字体时，此时间即是该溶剂或溶质分子透过红细胞膜所需的时间，用秒表记录，结果记录在下表中。

细胞膜对不同物质的透性

试管
编号
试剂（mL） 细胞悬浮液（滴） 结果及原因
1 蒸馏水2mL 2
2 乙二醇2mL 2
3 甘油2mL 2
4 10%葡萄糖2mL 2
5 1%淀粉液2mL 2

注：①取新鲜哺乳动物血液适量，按4：1加入5%的柠檬酸钠溶液，震荡混匀，静置数小时，待血液分层后，倒去血浆及部分血细胞，再按1：5的比例加入0.9%的生理盐水静置，分层后，倒去上清液即成。

②1g淀粉加0.9%的生理盐水至100mL，煮开后冷却。

4．实验结论 实验表明小分子物质（如、、甘油、乙二醇、葡萄糖）能够借助简单的扩散作用，透过细胞膜，而大分子物质（如淀粉、蛋白质）则不能通过。然后教师依据实验结论讲述自由扩散和协助扩散原理。

四、细胞膜生动吸收是生活细胞的特征

细胞膜具有一种非常重要的特性，就是能选择性地透过一些物质，一些离子、小分子可以以自由扩散、协助扩散的方式顺利通过，另一些“禁止通行”。如果细胞死亡，则细胞膜将失去选择透性，也就失去了主动吸收的功能。

1．教师演示实验 取2支试管，分别放入1朵蒲公英（或其他有色花瓣）并注入适量清水，将其中1支试管放在酒精灯上加热至沸，引导学生观察并分析实验结果。

2．学生实验——小麦种子发芽率的快速测定：提供浸泡5h的小麦种子，10%的红墨水（染色剂）、刀片、培养皿、载玻片。由学生自己设计实验步骤，分析实验结果。教师巡视，个别指导。实验结束后，教师对比前一个煮花瓣的实验，进一步讲清主动吸收的原理。

2. a图所示装置是演示液体的扩散

A、图a所示的是演示的是液体分子在不停的做无规则运动，即扩散．故A不符合题意．
B、图b演示版的是分子间有引权力，故B符合题意．
C、图C所示装置是演示空气被压缩时内能增大，温度升高．故C不符合题意．
D、图d所示装置是演示内能转化机械能．故D不符合题意．
故选B

3. 初中化学实验中常用的实验装置如图所示：Ⅰ．这些装置都有其优点，其中发生装置的图1，可以控制反应速率

Ⅰ、可根据装置的特点分析解答，如：发生装置操作是否简单，能否控制反应速率，控制反应发生和停止，节约药品等；
（1）图2可通过分液漏斗控制液体的滴加速度，从而控制反应速率；
（2）图3中打开活塞，固液接触生成气体，关闭活塞，容器内压强增大，将液体压入漏斗，反应停止；
（3）图4的优点是通过弹簧夹的开闭控制试管内压强，从而使反应随时发生和停止，且可以节约药品，操作方便；
（4）图5的优点是可通过将试管拿出和放入液体里，使反应发生和停止；
（5）图6的优点是打开活塞，固液接触生成气体，关闭活塞，U型管内压强增大，U型管左侧液面上升，右边的下降，与固体分离，从而使反应随时发生和停止；
Ⅱ、尾气处理处置可从是否吸收充分和是否防倒吸进行分析；
（6）图7中气体通入液体，可与液体充分接触，从而使气体被充分吸收；
（7）图8有漏斗，气体溶于液体后液面不会上升太多，从而可防止液体倒吸；
（8）图9气体可充分与液体接触被充分吸收，尾气被吸收，引起装置压强减小，液体最多进入小球，压强变化，又会流回烧杯，不会引起倒吸；
（9）图10气体可充分与液体接触被充分吸收，尾气被吸收，引起装置压强减小，液体最多进入长颈漏斗，压强变化，又会流回烧杯，不会引起倒吸；
故答案为：Ⅰ、（1）可以控制反应速率；通过控制液滴滴加速度，从而控制反应速率；
（2）可以控制反应的发生和停止；通过活塞的开闭控制容器内压强，从而使反应随时发生和停止；
（3）可以控制反应的发生和停止（合理均可）；通过弹簧夹的开闭控制试管内压强，从而使反应随时发生和停止；
（4）操作简单，可控制反应发生和停止；通过将试管拿出和放入液体里，随时控制反应发生和停止；
（5）可以控制反应的发生和停止；通过活塞的开闭控制U型管内压强，从而使反应随时发生和停止；
Ⅱ、（6）使气体充分吸收；气体与液体充分接触，从而使气体充分吸收；
（7）防止液体倒吸；有漏斗，气体溶于液体后压强减小，液面不会上升太多，从而可防止液体倒吸；
（8）既能使气体充分吸收，又能防止倒吸；气体与液体充分接触，从而使气体充分吸收，且液体最多进入小球，压强变化，又会流回烧杯，从而可防止液体倒吸；
（9）既能使气体充分吸收，又能防止倒吸；气体与液体充分接触，从而使气体充分吸收，且液体最多进入长颈漏斗，压强变化，又会流回烧杯，从而可防止液体倒吸．

4. 甲、乙两管的口径相同，半透膜只允许葡萄糖分子通过，淀粉分子无法通过，扩散作用实验装置如下图

溶液渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目：溶质微粒越多，即溶液浓度越高，对水的吸引力越大，溶液渗透压越高，因为乙管葡萄糖含量高，所以渗透压大，故水分是由甲管向乙管渗透，此时B不能确定。

5. 扩散实验

德国科学家托马斯·格拉汉姆于1828～1833年间对气体扩散进行实验研究，随后1833年到年间，长期进行液体扩散现象研究。

图8—1示意格拉汉姆进行液体扩散实验时简单而有效的实验装置，大水槽水的底部放置有装满食盐水的小水杯，图8—1a～c中的水杯仅口径不同。

图8—1 格拉汉姆液体扩散实验装置

a—小口杯；b—中口杯；c—大口杯

实验结果表明两个方面的定性结论。一方面，若一次实验中小杯装的食盐水浓度相同，在相同扩散时间内食盐进入大水槽的量的顺序是图8—1 c＞b＞a，说明食盐的物质传递量与杯口面积成正比。

定义单位时间内物质因扩散通过扩散面积A传递的量为扩散流量，用J_A表示，量纲为[M·T^—1]；定义单位时间内物质因扩散通过单位面积上的量为扩散通量，用符号J表示，量纲为[M·L^—2·T^—1]。扩散通量J是强度性质，对于确定的扩散系统J是空间坐标及时间的函数。扩散流量J_A与扩散面积（A）和扩散通量的关系为J_A=A·J。扩散流量与扩散通量的量纲不同，有些文献中称扩散流量J_A为“扩散通量”，则“单位面积上的扩散通量J”可改称为“扩散通量密度”。

另一方面，当小杯内装的食盐水浓度不同时，对扩散流量J_A有图8—1c＞b＞a，而对扩散通量J，图8—1 c＞b＞a，即食盐水浓度c大则扩散通量J 就大，J与c成正比。

扩散实验中测量的扩散流量J_A和扩散通量J都与测量的时间区段有关。格拉汉姆在扩散实验研究中用通量等物理量描述扩散现象，却没有给出描述扩散过程的动力学方程。