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实验10 模拟探究细胞大小与物质运输的关系 石门中学人教版新教材中高中生物实验创新性使用研究课题组 一、实验目的： 通过探究细胞大小，即细胞的表面积与体积，与物质运输效率之间的关系，探讨细胞不能无限长大的原因。 二、实验原理： 思考题1．用琼脂块模拟细胞。琼脂块越小，其表面积 ，则其与外界交换物质的表面积 ，经交换进来的物质在琼脂块中扩散的速度 ； 思考题2．琼脂块中含有酚酞，与NaOH相遇，呈 ，可显示物质（NaOH）在琼脂块中的 。 三、操作步骤： 1．用塑料餐刀将含酚酞的琼脂块切成三块边长分别为3cm、2cm、1cm的正方体； 2．将3块琼脂块放在烧杯内，加入NaOH溶液，将琼脂块淹没，浸泡10min。用塑料勺不时翻动琼脂块。 思考题3．为什么不要用勺子将琼脂块切开或挖动其表面？ 3．戴上手套，用塑料勺将琼脂块从NaOH溶液中取出。用纸巾把它们吸干，用塑料刀把琼脂块切成两半。仔细观察切面的颜色变化，测量每一块上NaOH扩散的深度。记录测量结果。每两次操作之间必须把刀擦干。 思考题4．琼脂块变成红色的部分代表什么？ 思考题5．为什么每两次操作之间必须把刀擦干？ 4．根据测量结果进行计算，并将结果填在记录表中。 模拟探究细胞表面积与体积的关系 实验流程 注意事项 浸泡时，须用塑料勺不时 琼脂块，但不能用勺子将琼脂块切开或挥动其表面。 2．每两次操作之间必须把刀 ，NaOH有腐蚀性，应避免与皮肤和眼睛接触。 上述填空题参考答案： 实验流程：NaOH溶液 两半 NaOH扩散的深度 注意事项：翻动 擦干 四、结论： 思考题6．琼脂块的表面积与体积之比随着琼脂块的增大而 ；NaOH扩散的体积与整个琼脂块的体积之比随着琼脂块的增大而 。 五、讨论题： 1．有什么证据说明NaOH扩散进琼脂块了？NaOH在每一琼脂块内扩散的速率是否相同？为什么？ 2.大多数高等动植物细胞的直径为20～30μm。请根据球体的体积公式V=4/3πr3，表面积公式S=4πr2，下表。 细胞直径（μm） 表面积（μm2） 体积（μm3） 比值（表面积/体积） 20 30 NaOH会呈现紫色，通过测量NaOH向琼脂块内扩散的深度计算出NaOH扩散的体积，再根据表面积与体积的比值，来分析得出结论。请你用琼脂块模拟细胞来设计实验，验证该结论。 （1）提供的材料和试剂：塑料刀，防护手套，毫米尺，塑料勺，烧杯，吸水纸，边长为8cm的含酚酞的琼脂正方块，质量分数为0.1的NaOH溶液。 （2）方法步骤： ①用塑料刀将含酚酞的琼脂切成1cm、2cm、3cm的立方块。 ② ，浸泡10分钟。 ③戴上手套，用塑料勺将琼脂块取出，用吸水纸将溶液吸干。 ④ 。 ⑤将测量及计算结果填入表格： 琼脂的边长（cm） 比值（表面积/体积） NaOH扩散深度（cm） 比值（NaOH）扩散的体积/整个琼脂块体积 1 6 X a 2 3 Y b 3 2 Z c 应根据什么测量出NaOH的扩散深度？ 。预测a、b、c大小的关系为 。 （3）分析和结论： 分析： 。 结论： 。 生物体器官的大