探究细胞体积和细胞表面积用的是什么模型

探究细胞体积和细胞表面积用的是什么模型

模拟探究细胞表面积与体积的关系
一、 教学目标
1．说出探究细胞表面积与体积的关系的实验目的和原理。 2．说出实验所用的材料，说明选材的要求。 3．概述探究关系的基本方法。
二、 实验原理
用琼脂块模拟细胞。琼脂块越小，其表面积越大，则其与外界效换物质的表面积越大，经交换进来的物质在琼脂块中扩散的速度快；琼脂块中含有酚酞，与NaOH相遇，呈紫红色，可显示物质（NaOH）在琼脂块中的扩散速度。
三、 教学重难点
1．重点：探究细胞表面积与体积的关系的基本方法。 2．难点：设计实验的方法。
四、 实验材料与用具
（一）实验材料
3cm×3cm×6cm的含酚酞的琼脂块，0.1%的NaOH溶液。
（二）实验用具
纸巾，塑料刀，直尺，塑料勺，250mL的烧杯。
五、 教学过程
【提问】通过大象和蚂蚁的比较，同学们都发现了细胞的体积很小。那么，为什么细胞的体积这么小呢？活细胞总是要与环境进行物质交换，细胞体积这么小，是不是与其进行物质交换的功能有关呢？内、外物质出入细胞都要通过细胞的表面，细胞的表面积与细胞的体积有什么关系呢？ 【学生回答】...
【讲述】今天，我们就来探究一下细胞表面积与体积的关系。请大家看PPT。
【PPT展示】实验原理：用琼脂块模拟细胞。琼脂块越小，其表面积越大，则其与外界效换物质的表面积越大，经交换进来的物质在琼脂块中扩散的速度快；琼脂块中含有酚酞，与NaOH相遇，呈紫红色，可显示物质（NaOH）在琼脂块中的扩散速度。 【提问】根据这个实验原理，我们该如何设计一个探究细胞表面积与体积的关系的实验呢？ 【学生回答】...
【总结】我们将切成不同大小的含有酚酞的琼脂块放入NaOH溶液中，通过琼脂块的颜色变化就可以探究细胞表面积与体积的关系。 【讲述】具体的实验步骤请看PPT。 【PPT展示】
1. 用塑料刀将琼脂块切成3块边长分别为3cm、2cm和1cm的正方体。
2. 将3块琼脂块放在烧杯内，加入0.1%的NaOH溶液，将琼脂块淹没。用塑料勺不时地翻动琼脂块。
3. 10min后，用塑料勺将琼脂块从NaOH溶液中取出来，放在纸巾上，用纸巾吸干琼脂块表

面的NaOH溶液。
4. 待琼脂块表面没有液体后，用塑料刀把琼脂块切成两半。仔细观察琼脂块切面的颜色变化。用直尺测量每个琼脂块上NaOH扩散的深度，并将测量结果记录在书本的表格中。 【讲述】在进行上述实验的过程中，有几个注意点，请同学们看PPT。 【PPT展示】 注意事项：
1. 在用塑料勺不时地翻动琼脂块时，不要用勺子将琼脂块切开或挖动其表面；
2. NaOH有腐蚀性，所以应避免NaOH与皮肤和眼睛等接触。如泼洒出来，应立即用水冲洗泼洒处。
3. 用塑料刀把琼脂块切成两半时，每两次操作之间必须把刀擦干。
【讲述】通过上述讲述，想必同学们都对这个实验有了一定的了解，现在请同学们亲自动手操作，体验一下探究细胞表面积与体积的关系。 【学生操作】...
【提问】大家看到了什么现象？ 【学生回答】...
【总结】琼脂块的表面积与体积之比随着琼脂块的增大而减小；
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减小。 【提问】本次实验课到此结束，请同学们在课后思考一下这三个问题：
1. 如何判断NaOH是否扩散进了琼脂块？NaOH在不同大小的琼脂块中扩散速率是否相等？ 2. 根据细胞大小和细胞表面积与体积比的关系，以及NaOH在不同琼脂块中的扩散情况，说明为什么大的生物体由许多细胞构成，而不是由一个或几个大的细胞构成？
3. 我们用建立模型的方法探究细胞的体积和细胞表面积的关系。这种研究方法有什么益处？举例说明这种研究方法还可以用于哪些方面？

随着细胞体积的增大，细胞的表面积和体积之比（减小），细胞表面吸收的（养分）不能满足细胞长大的需要，因此细胞不能（无限长大）。 ps:细胞表面积与体积的比值就是3/r，半径越大意味着表面积与体积的比值减少，所以细胞与外界进行物质交换的效率降低。