问题探讨 1 1 请推测大象和鼠相应器官和组 织的细胞大小差异如何 2 生物体的长大 是靠细胞数量的 增多还是靠细胞体积的增大 细胞大小无明显差异 既要靠细胞数量的增多 还要 靠细胞体积的增大 2 细胞增殖和分化 变形虫 单细胞 受精卵 组织 器官 系统 个体多细胞 3 多细胞 生物体 体积的 增大 即 生物体 的生长 细胞生长 增大细胞的体积 细胞分裂 增加细胞的数量 事实上 不同动 植 物同类器官或组 织的细胞大小一般无明显差异 器官大 小主要取决于细胞数量的多少 4 5 思考 1 细胞为什么都那么微小 什么因 素限制了细胞的长大 2 随着细胞的长大 细胞膜的面 积不也在扩大吗 那么 细胞会 不会无限长大 6 实验 细胞大小与物质运输的关系 目的要求 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 7 1 实验原理 酚酞遇NaOH呈紫红色 琼脂块大小模拟细胞大小 物质扩散体积与总体积之比表示物 质运输效率 8 材料用具 3cm 3cm 6cm的含酚酞的琼脂 块 NaOH和酚酞相遇 呈紫红色 塑料餐刀 防护手套 毫米尺 塑料勺 纸巾 烧杯 质量分数为0 1 的NaOH溶液 9 制备琼脂块 3块含酚酞的边长分别为3 cm 2 cm 1 cm 的正方体 浸泡 质量分数为0 1 的NaOH溶液 10 min 切割 捞取 干燥 平分两半 测量 记录 计算 结果讨论 2 实验流程 10 一 细胞不能无限长大 实验 细胞大小与物质运输的关系 注 NaOH与酚酞相遇 呈紫红色 1cm 3cm2cm 0 5cm 0 5cm 0 5cm 实验结果 11 边长 cm 表面积 cm2 体积 cm3 表面积 体积比值 NaOH扩散 的深度 cm 扩散效 率 3 2 1 54 24 6 27 8 1 2 3 60 5 0 5 0 5 0 704 0 875 1 000 根据实验结果完成下表 P111 0 5cm 扩散效率 NaOH扩散的体积 整个琼脂块的体积 12 细胞大小与物质运输的效率有什么关系 结论 表面积与体积之比随琼脂块增大而 NaOH扩散的体积与整个琼脂块的体积 之比随琼脂块增大而 减小 减小 细胞体积越大 其相对表面积越小 细胞的物质运输的效率越低 13 讨论 1 有什么证据说明NaOH扩散进琼脂块了 NaOH在每一块琼脂内扩散的速率是否相同 为 什么 当NaOH与含酚酞的琼脂块相遇时 其中 的酚酞变成紫红色 这是常用的检测NaOH 的方法 从琼脂块的颜色变化就知道NaOH 扩散了多远 在相同时间内 在每一琼脂块内扩散的 深度基本相同 说明在每一琼脂块内扩散的 速率是相同的 14 2 细胞的物质运输的效率与细胞大小之间是 什么关系 为什么多细胞物体是由许多细胞 而不是由少数体积更大的细胞构成的 为什 么细胞越大 物质运输的效率越低 细胞越大 物质运输的效率就越低 所以多细胞生物体是由许多细胞而不是 由少数体积更大的细胞构成 细胞 越大 需要与外界环境交流的物质就越多 但是细胞体积越大 其表面积相对越小 细胞与周围环境之间物质交流面积就相 对小了 所以物质运输的效率越低 15 一 细胞不能无限长大 1 S 表面积S 4 r2 V 体积V 4 3 r3 细胞越大 S V越小 物质交换与运输效率越低 细胞 越小 S V越大 物质运输效率越高 代谢越快 实 验 模拟探究细胞表面积与体积的关系 2 核质比 细胞核与质之间有一定的比例关系 一个核 内所含的遗传信息是有一定限度的 控制细胞活动也就 有一定限度 使细胞不可能太大 3 细胞内物质的交流受细胞体积的制约 细胞体积过大 影响物质交流 细胞内的生命活动就不能灵敏地控制与 缓冲 16 17