探究细胞大小与物质运输的关系

一、实验在教材中所处的地位和作用 探究细胞大小与物质运输的关系实验是人教版高中生物必修一的一个重要的实验，能帮助学生理解细胞不能无限长大的原因，并通过具体的探究操作让学生对细胞大小与物质运输的关系有具体的认识。二、实验原型及不足之处实验原型：实验原型：将含有酚酞的琼脂块放到装有NaOH溶液的烧杯中，酚酞遇到NaOH溶液会变红，测量含有酚酞的琼脂块变红区域的宽度，并计算，就可以知道NaOH扩散的速度。实验原型不足之处：实验原型不足之处：1 1、含酚酞琼脂块的制备、含酚酞琼脂块的制备：先将琼脂块高温融化，再加入酚酞，两者混合均匀，等冷却凝固后再切块。制作过程复杂。2 2、显色、显色：要将含酚酞的琼脂块放到含有NaOH溶液的烧杯中，才会出现红色。而NaOH溶液，具有腐蚀性，操作中存在一定的安全隐患。1 1、用白萝卜代替含酚酞的琼脂块，、用白萝卜代替含酚酞的琼脂块，白萝卜什么季节都可以买得到，价格白萝卜什么季节都可以买得到，价格也不贵。也不贵。三、实验创新与改进之处2 2、用红墨水代替、用红墨水代替NaOHNaOH溶液，红墨水溶液，红墨水不具有腐蚀性，操作中不存在安全不具有腐蚀性，操作中不存在安全隐患。隐患。白萝卜，红墨水，烧杯，镊子，勺子，白萝卜，红墨水，烧杯，镊子，勺子，解剖刀，毫米尺子，纸巾等。解剖刀，毫米尺子，纸巾等。四、实验器材五、实验原理及装置说明通过探究细胞大小，即细胞的表面积与体积之比，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。六、实验过程3 3、10-1510-15分钟后，用镊子和勺子将萝卜块从红分钟后，用镊子和勺子将萝卜块从红墨水中取出来，用纸巾把他们吸干，用解剖刀把墨水中取出来，用纸巾把他们吸干，用解剖刀把萝卜块切成两半。观察切面，测量每一块上红墨萝卜块切成两半。观察切面，测量每一块上红墨水扩散的深度水扩散的深度,记录测量结果，每两次操作之间记录测量结果，每两次操作之间必须把刀擦干。必须把刀擦干。1 1、用刀将煮熟的白萝卜去皮，切成三块边长分、用刀将煮熟的白萝卜去皮，切成三块边长分别为别为3cm 3cm、2cm 2cm、1cm1cm的正方体。的正方体。2 2、将、将3 3块白萝卜放进同一烧杯内，加入红墨水，块白萝卜放进同一烧杯内，加入红墨水，将将 白萝卜淹没，用勺子不时翻动萝卜块。白萝卜淹没，用勺子不时翻动萝卜块。4 4、根据测量结果进行计算并填写下表、根据测量结果进行计算并填写下表白萝白萝卜块的卜块的边长边长/cm/cm表面表面积积/cm/cm2 2体体积积/cm/cm3 3相对相对表面积表面积（表面（表面积：体积：体积）积）红墨水扩红墨水扩散的深度散的深度/cm/cm红墨水红墨水扩散的扩散的体积体积/白白萝卜块萝卜块的体积的体积1 12 23 3本实验的创新之处在于，用白萝卜代替含酚酞的琼脂，红墨水代替本实验的创新之处在于，用白萝卜代替含酚酞的琼脂，红墨水代替NaOHNaOH溶液，材料易获取，价格便宜，操作无腐蚀性，效果明显。溶液，材料易获取，价格便宜，操作无腐蚀性，效果明显。七、实验效果白萝卜块白萝卜块的边长的边长/cm/cm表面积表面积/cm/cm2 2体积体积/cm/cm3 3相对表面相对表面积（表面积：积（表面积：体积）体积）红墨水扩散的红墨水扩散的深度深度/cm/cm红墨水扩散的红墨水扩散的体积体积/白萝卜白萝卜块的体积块的体积1 16 61 16 62 224248 83 33 3545427272 20.20.20.20.20.20.2实验结果实验结果:慢慢地，慢慢地，白萝卜随着红墨水的扩散变红白萝卜随着红墨水的扩散变红结论结论:细胞细胞体积越大体积越大，其，其相对表面积相对表面积越小，细胞与周围环境之间物越小，细胞与周围环境之间物质交流的相对面积也越小，质交流的相对面积也越小，物质运输的效率物质运输的效率越低。越低。细胞核中的细胞核中的DNADNA不会随着细胞体积的增大而增大，如果细胞不会随着细胞体积的增大而增大，如果细胞太大细胞核的负担就会过重。太大细胞核的负担就会过重。0.80.80.50.50.30.3与实验原型相比，改进之后的实验没有与实验原型相比，改进之后的实验没有安全隐患，操作更简单，效果明显，是一安全隐患，操作更简单，效果明显，是一个符合实验创新的课题。个符合实验创新的课题。八、自我评价