细胞膜透过性试验研究

从调查获得，“通过模拟实验探究膜的通透性”这个实验如果仅仅照提供的实验方案去进行，教学有效、性和实验成功率都极低川。笔者尝试制取“软壳蛋”作为细胞模型，探究细胞膜的选择透过性。实践证明，改进后的实验方案取材容易、操作简单，且效果显著，现介绍如下。

l实验材料

生鸡蛋3枚，透明玻璃杯或者一次性塑料杯若干个，食用白醋3袋，食用盐、蔗糖(食用蔗糖)各1袋、缝纫用皮尺(或其他软尺)1根。

2假设原理

若“软壳蛋”可以作为细胞模型进行模拟实验，假设如下.

(l)其浸泡在不同的溶液当中会有选择透过性，也就是说，“软壳蛋”会表现出选择透过性，而是否有选择透过性可以通过软壳蛋的变大变小情况来进行验证。

(2)其浸泡在蔗糖等大分子溶液中时，其卵壳膜会阻挡蔗糖分子进人蛋内，并且蛋内水分子、及其他小分子会从“软壳蛋”内扩散出来，这时细胞模型从理论上讲会变小。

(3)其浸泡在水或者饱和食盐水等小分子溶液中时，卵壳膜会允许水和小分子物质进人蛋内，并且最终与蛋内物质达到一个内外浓度平衡，这时细胞模型从理论上讲会变大。

3实验过程

3.1细胞模型“软壳蛋”的制取

测量鸡蛋的周长后，把3枚鸡蛋分别放人盛满食用白醋的杯子里面浸泡，以后每天观察蛋壳溶解情况，并且每天测量各杯中蛋的周长、并记录所测数据以及所观察到的其他现象。可以观察到蛋壳逐渐被食用白醋溶解。2一7d后，鸡蛋的外层硬壳全部溶解，整个鸡蛋变成一枚软壳盗，这意味着一个细胞模型制取成功(图1)。

3.2用不同的溶液浸泡“软壳蛋”

将制好的软壳蛋冲洗干净，分别放到盛有自来水的杯子中浸泡，溶液的多少以没过鸡蛋为准。以后每天测量各杯中软壳蛋的周长、并记录所测数据以及所观察到的其他现象。观测到鸡蛋周长有显著变化后，将浸泡软壳蛋的溶液换成饱和蔗糖溶液或者饱和食盐水溶液，实验记录见表1。

4结果分析

(l)从表1、图2、图3、图4的实验结果和软壳蛋周长变化曲线可以看出:软壳蛋在不同的溶液当中有周长变大，也有周长变小的情况出现，这说明“软壳蛋”浸泡在不同溶液当中，不仅会出现蛋内物质减少的情况，也会出现蛋内物质增加的情况，这也说明软壳蛋的卵壳膜在不同溶液当中表现出了一定的选择透过性。

(2)从图2和图4中曲线下降的部分和表1中相关数据记录结果可以看出:软壳蛋浸泡在蔗糖这样的大分子溶液中时，软壳蛋(细胞模型)明显变小了，而图3所展示的2号蛋自始至终没有在蔗糖溶液当中浸泡过，同时也没有表现出周长变小的情况，进一步说明了软壳蛋的选择透过性决定了大分子物质不可以进人细胞膜内。在蛋内外须要达到浓度平衡的情况下，只能是蛋内的水分子、及其他小分子从蛋内扩散出来，从而导致软壳蛋周长变小。

(3)从图2、图3、图4中曲线上升的部分以及表l中记录的详细数据结果可以看出:软壳蛋浸泡在饱和食盐水和自来水这样的小分子溶液中时，软壳蛋(细胞模型)明显变大了，这说明在杯内溶液与蛋内物质要达到一个内外浓度平衡的情况下，卵壳膜会允许水和小分子物质进人蛋内。

(4)从表1、图2、图3、图4中显示的日期统计情况可以看出:“软壳蛋”无论浸泡在什么溶液当中，一般都需要2一3d的时间才能够看到其发生明显变化。具体来说，以白醋作为溶液，随着蛋壳被白醋溶解，醋酸根离子及白醋当中的水分会进人到软壳蛋内部，使得浸泡其中的软壳蛋周长变大，周长增加量一般在Icm左右;浸泡在饱和蔗糖溶液中，周长通常减少在1。m左右;浸泡在饱和食盐水中，周长的增加量通常在1Cm左右;浸泡在自来水中，周长增加量一般在1.5cm左右。

5进一步探究的问题

(1)在“软壳蛋”没有孪质的情况下，可以反复更换浸泡软壳蛋的溶液，并记录鸡蛋周长变化情况，这些溶液可以由学生根据自己的兴趣任意选择。至于“软壳蛋”浸泡在其他的液体中又会有怎样的变化，可以请学生提前根据已有知识进行预测并说明理由。

(2)“软壳蛋”的卵壳膜还具有生物活性吗?

(3)生活中咸鸭蛋很常见，但是很少听说过糖鸭蛋，你能试着解释其中的原因吗?设计实验证明自己的猜想是否合理。

(4)用糖水和盐水分别腌制一组鸡蛋，看看糖水腌的鸡蛋是否会变甜?

(5)鸡蛋在溶液当中有时会沉底，有时又会上浮，跟哪些因素相关?(6)腌萝卜干时，萝卜会变咸，但萝卜体积会变小，你觉得这与“软壳蛋”在盐水当中会变大的现象相冲突吗?理由是什么?

6教学体会

开展本实验的过程中，学生会真切地看到鸡蛋周长变化最大差值竟然可以高达3cm之多。这其中究竟是什么在影响着鸡蛋周长的变化呢?学生的好奇心自然而然地就被激发了。本实验用白醋制取的软壳蛋，取材处理非常容易;操作过程不超过10min，整个实验过程可以由学生家里完成或者在教室的阳台上进行，可以及时讨论与思考细胞内物质的进出情况;用醋、盐、糖和鸡蛋模拟渗透实验，所有取材皆来自厨房生活用品，且预期实验效果显著、让学生感受到科学就在身边，无形中拉近了学生与科学实验的距离。