模擬探究細(xì)胞大小與物質(zhì)運輸?shù)年P(guān)系

1、新課程人教版教材中高中生物實驗創(chuàng)新性使用研究課成果一一課堂實驗教學(xué)講義實驗10模擬探究細(xì)胞大小與物質(zhì)運輸?shù)年P(guān)系石門中學(xué)人教版新教材中高中生物實驗創(chuàng)新性使用研究課題組一、實驗?zāi)康模和ㄟ^探究細(xì)胞大小， 即細(xì)胞的表面積與體積， 與物質(zhì)運輸效率之間的關(guān)系，探討細(xì)胞不能無限長大的原因。二、實驗原理：思考題1 用瓊脂塊模擬細(xì)胞。瓊脂塊越小，其表面積 ，則其與外界交換物質(zhì)的表面積，經(jīng)交換進(jìn)來的物質(zhì)在瓊脂塊中擴散的速度 ;思考題2 瓊脂塊中含有酚酞，與 NaOH相遇，呈，可顯示物質(zhì)（NaOH ）在瓊脂塊中的 。三、操作步驟：1 .用塑料餐刀將含酚酞的瓊脂塊切成三塊邊長分別為3cm、2cm、1cm的正方體；2.

2、 將3塊瓊脂塊放在燒杯內(nèi)，加入 NaOH溶液，將瓊脂塊淹沒，浸泡 10min。用塑料 勺不時翻動瓊脂塊。思考題3 為什么不要用勺子將瓊脂塊切開或挖動其表面？ 3戴上手套，用塑料勺將瓊脂塊從NaOH溶液中取出。用紙巾把它們吸干，用塑料刀把瓊脂塊切成兩半。仔細(xì)觀察切面的顏色變化，測量每一塊上NaOH擴散的深度。記錄測量結(jié)果。每兩次操作之間必須把刀擦干。思考題4 瓊脂塊變成紅色的部分代表什么？思考題5.為什么每兩次操作之間必須把刀擦干？4 根據(jù)測量結(jié)果進(jìn)行計算，并將結(jié)果填在記錄表中。模擬探究細(xì)胞表面積與體積的關(guān)系注意事項實驗流程制作瓊脂塊（邊長分別為 3cm,2cm,1cm的正方體）浸泡瓊脂塊（放入

3、中，浸泡10min）測量并記錄結(jié)果（將瓊脂塊切成 ，觀察顏色變化，變成紅色部分代表。）計算測量結(jié)果，得結(jié)論。浸泡時，須用塑料勺不 時瓊脂塊，但不能用勺子將瓊脂塊切開 或揮動其表面。2 .每兩次操作之間必須 把刀, NaOH有腐蝕性，應(yīng)避免與皮膚和眼睛 接觸。5上述填空題參考答案：實驗流程：NaOH溶液 兩半NaOH擴散的深度注意事項：翻動 擦干四、結(jié)論：思考題6 .瓊脂塊的表面積與體積之比隨著瓊脂塊的增大而 ; NaOH擴散的體積與整個瓊脂塊的體積之比隨著瓊脂塊的增大而 。五、討論題：1有什么證據(jù)說明 NaOH擴散進(jìn)瓊脂塊了？ NaOH在每一瓊脂塊內(nèi)擴散的速率是否相同？為什么？2.大多數(shù)高等動

4、植物細(xì)胞的直徑為2030卩m請根據(jù)球體的體積公式 V=4/3 nr3,表面積公式S=4n，完成下表。細(xì)胞直徑（口 m）表面積2 （口 m）體積3 （口 m）比值（表面積/體積）20303在相同時間內(nèi)，物質(zhì)擴散進(jìn)細(xì)胞的體積與細(xì)胞的總體積之比可以反映細(xì)胞的物質(zhì)運 輸?shù)男省＜?xì)胞的物質(zhì)運輸?shù)男逝c細(xì)胞大小之間是什么關(guān)系？為什么多細(xì)胞生物體是由許 多細(xì)胞而不是由少數(shù)體積更大的細(xì)胞構(gòu)成的？為什么細(xì)胞越大，物質(zhì)運輸?shù)男试降停?.限制細(xì)胞長大的因素還有哪些？為什么？六、課堂練習(xí)：經(jīng)過實驗已經(jīng)證實：細(xì)胞的表面積與體積之比越大，細(xì)胞與環(huán)境之間進(jìn)行物質(zhì)交換的效 率越高。含酚酞的瓊酯到 NaOH會呈現(xiàn)紫色，通過測

5、量 NaOH向瓊脂塊內(nèi)擴散的深度計算出 NaOHT散的體積，再根據(jù)表面積與體積的比值，來分析得出結(jié)論。請你用瓊脂塊模擬細(xì)胞 來設(shè)計實驗，驗證該結(jié)論。（1）提供的材料和試劑：塑料刀，防護(hù)手套，毫米尺，塑料勺，燒杯，吸水紙，邊長為8cm的含酚酞的瓊脂正方塊，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1的NaOH溶液。（2）方法步驟： 用塑料刀將含酚酞的瓊脂切成1cm、2cm、3cm的立方塊。 ，浸泡10分鐘。 戴上手套，用塑料勺將瓊脂塊取出，用吸水紙將溶液吸干。 。瓊脂的邊長（cm）比值（表面積/體積）NaOH擴散深度（cm）比值（NaOH）擴散的 體積/整個瓊脂塊體積16Xa23Yb32Zc應(yīng)根據(jù)什么測量出 NaOH的擴散

6、深度？ 。預(yù)測a、b、c大小的關(guān)系為 。（3）分析和結(jié)論：分析：，結(jié)論：生物體器官的大小取決于細(xì)胞的 。通過以上實驗可以說明，細(xì)胞的體積，因為。模擬探究細(xì)胞大小與物質(zhì)運輸?shù)年P(guān)系參考答案思考題：思考題1、越大；越大；越快。思考題2、紫紅色；擴散速度。思考題3、避免干擾實驗結(jié)果。思考題4、NaOH擴散的深度。思考題5、避免干擾實驗結(jié)果。思考題6、減小；減小。討論題：1. 當(dāng)NaOH與含酚酞的瓊脂塊相遇時，其中的酚酞變成紫紅色，這是常用的檢測NaOH的方法，從瓊脂塊的顏色變化就知道NaOHT散到多遠(yuǎn)；在相同時間內(nèi)，NaOH在每一瓊脂塊內(nèi)擴散的深度基本相同，說明NaOH在每一瓊脂塊內(nèi)擴散的速率是相同的

7、。2.細(xì)胞直徑（口 m表面積（口 R1）體積（口 mi）比值（表面積/體積）201 2564 1870.30302 82614 1300.202. 細(xì)胞越大，物質(zhì)運輸?shù)男试降?，所以多?xì)胞生物體是由許多細(xì)胞而不是由少數(shù)體積更大的細(xì)胞構(gòu)成的。細(xì)胞越大，需要與外界環(huán)境交流的物質(zhì)越多；但是細(xì)胞體積越大，其表面積相對越小，細(xì)胞與周圍環(huán)境之間物質(zhì)交流的面積相對小了，所以物質(zhì)運輸?shù)男试降汀?. 細(xì)胞核；細(xì)胞核是細(xì)胞的控制中心，細(xì)胞核中的DNA是不會隨著細(xì)胞體積的擴大而增 加的。如果細(xì)胞太大，細(xì)胞核的“負(fù)擔(dān)”就會過重。課堂練習(xí)：將3個瓊脂塊放在燒杯中，加入 NaOH溶液，將瓊脂塊淹沒，用塑料勺不斷攪拌。 用塑料刀將瓊脂塊切成兩半，觀察并測量NaOH擴散的溶度，作記錄。