"肾小球的滤过作用"演示实验设计方案
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“肾小球的滤过作用”演示实验设计方案 作者:周帅帅
来源:《新课程·中旬》2015年第03期
摘 要:在查阅了大量现行初中生物教材后,发现在“尿的形成和排出”这一章节中,教材在处理肾小球的滤过作用知识点上,只有肾单位的图片,教材没有设计演示实验。通过利用动物肠衣的半透性特点模拟肾小球的选择透过性,选用塑料饮料瓶和医疗废弃物品(输液器)自制肾小球过滤装置,过滤装置中打眼的培养皿和塑料漏斗下方形成的空隙,模拟的是肾小囊腔,从肠衣壁流出的过滤液体(代表原尿)。通过设计两组模拟实验,发现输液瓶中装有碘液的一组实验,下方接收滤液的容器中提前放置的淀粉变蓝了;而输液瓶中装有淀粉溶液的一组实验,下面接收滤液的容器中的碘液颜色没有发生变化。实验说明碘离子可以通过半透膜,而淀粉不能通过半透膜,很好地模拟了肾小球只允许小分子物质通过,而不允许大分子蛋白质和血细胞通过的现象。
关键词:肾小球;滤过作用;半透膜;方案设计
一、实验设计的目的及原理
在查阅了大量现行初中生物教材后,发现在“尿的形成和排出”一章节中,处理肾小球的滤过作用知识点上,只有肾单位的图片,教材没有设计演示实验,大多在课本后面有关于人工肾的介绍,而人工肾与初中生的认知差距较大,教材缺少直观演示实验,结合肾小球滤过作用的原理,进行了肾小球滤过作用模型的设计和制作。
构成肾脏的基本结构单位和功能单位是肾单位,每个肾单位包括肾小体和肾小管。肾小体由肾小球和肾小囊构成,肾脏对血液的滤过作用主要在肾小球内完成。当血液流经肾小球时,除血细胞和大分子蛋白质外,其余一切水溶性小分子物质都可以通过滤过作用进入肾小囊,形成原尿。因为入球小动脉口径较粗,而出球小动脉口径较细,使肾小球内毛细血管血压升高,而且肾小球还提供了较大的滤过面积,这些都有利于肾小球的滤过作用。
利用动物肠衣的半透性特点模拟肾小球的选择透过性,选用塑料饮料瓶和医疗废弃物品,自制肾小球过滤装置,过滤装置中打眼的培养皿和塑料的漏斗下方形成的空隙,模拟的是肾小囊腔,从肠衣壁流出的过滤液体(代表原尿)。通过输液器连接动物肠衣,较粗的输液管(代表入球小动脉)连接肠衣的一端,肠衣的另一端连接较细的输液管(代表出球小动脉)。
二、实验方案设计
在甲组装置输液瓶中装有淀粉溶液(代表大分子物质和血细胞),通过输液管流入肠衣处(模拟肾小球),从肠衣流出的过滤液(代表原尿),下方接收过滤液的容器中对应放入碘液,通过容器中溶液颜色的变化,确定淀粉能否通过肠衣半透膜。
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