細(xì)胞不能無限長大

1、問題探討問題探討: :1.1.請推測大象和鼠相應(yīng)器官和組請推測大象和鼠相應(yīng)器官和組織的細(xì)胞大小差異如何織的細(xì)胞大小差異如何? ?2.2.生物體的長大生物體的長大, ,是靠細(xì)胞數(shù)量是靠細(xì)胞數(shù)量的增多還是靠細(xì)胞體積的增大的增多還是靠細(xì)胞體積的增大? ?細(xì)胞大小細(xì)胞大小無明顯差異。無明顯差異。既要靠細(xì)胞數(shù)量的增多,還要靠細(xì)胞體積的增大?？考?xì)胞體積的增大。細(xì)胞增殖和分化細(xì)胞增殖和分化變形蟲變形蟲單細(xì)胞單細(xì)胞受精卵受精卵 組織組織 器官器官（系統(tǒng)）（系統(tǒng)）個體個體多細(xì)胞多細(xì)胞多細(xì)胞多細(xì)胞生物體生物體體積的體積的增大增大( (即即生物體生物體的生長的生長) )細(xì)胞生長細(xì)胞生長-增大細(xì)胞的增大細(xì)胞的體積體積

2、細(xì)胞分裂細(xì)胞分裂-增加細(xì)胞的增加細(xì)胞的數(shù)量數(shù)量 事實上事實上, ,不同動不同動( (植植) )物同類器官或物同類器官或組織的組織的細(xì)胞大小一般無明顯差異細(xì)胞大小一般無明顯差異, ,器官器官大小大小主要主要取決于取決于細(xì)胞數(shù)量的多少細(xì)胞數(shù)量的多少。思考：思考：1.1.細(xì)胞為什么都那么微??？什么因細(xì)胞為什么都那么微?。渴裁匆蛩叵拗屏思?xì)胞的長大？素限制了細(xì)胞的長大？2.2.隨著細(xì)胞的長大，細(xì)胞膜的面隨著細(xì)胞的長大，細(xì)胞膜的面積不也在擴(kuò)大嗎？那么，細(xì)胞會積不也在擴(kuò)大嗎？那么，細(xì)胞會不會無限長大？不會無限長大？實驗：細(xì)胞大小與物質(zhì)運輸?shù)年P(guān)系實驗：細(xì)胞大小與物質(zhì)運輸?shù)年P(guān)系一一.目的要求：目的要求： 通過探

3、究細(xì)胞大小，即細(xì)胞的通過探究細(xì)胞大小，即細(xì)胞的表面積與體積之比表面積與體積之比，與，與物質(zhì)運輸物質(zhì)運輸效率效率之間的關(guān)系，探討細(xì)胞不能之間的關(guān)系，探討細(xì)胞不能無限長大的原因。無限長大的原因。二二.實驗原理實驗原理 酚酞遇酚酞遇NaOH呈紫紅色。呈紫紅色。 瓊脂塊大小模擬細(xì)胞大小。瓊脂塊大小模擬細(xì)胞大小。 物質(zhì)擴(kuò)散體積與總體積之比表示物物質(zhì)擴(kuò)散體積與總體積之比表示物質(zhì)運輸效率。質(zhì)運輸效率。三三.材料用具：材料用具：3cm 3cm 3cm 3cm 6cm 6cm的含酚酞的瓊脂塊的含酚酞的瓊脂塊（NaOHNaOH和酚酞相遇，呈紫紅色），和酚酞相遇，呈紫紅色），塑料餐刀，塑料餐刀，防護(hù)手套，防護(hù)手套，

4、毫米尺，毫米尺，塑料勺，塑料勺，紙巾，紙巾，燒杯。燒杯。質(zhì)量分?jǐn)?shù)為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%0.1%的的NaOHNaOH溶液，溶液， 制備瓊脂塊：制備瓊脂塊：3塊含酚酞的邊長分別為塊含酚酞的邊長分別為3 cm、2 cm、1 cm的正方體的正方體 浸泡：質(zhì)量分?jǐn)?shù)為浸泡：質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的的NaOH溶液，溶液，10 min 切割：撈取、干燥，平分兩半切割：撈取、干燥，平分兩半 測量測量記錄記錄計算計算結(jié)果討論：結(jié)果討論：四四.實驗流程實驗流程五五. .實驗分析實驗分析: :細(xì)胞大小與物質(zhì)運輸?shù)年P(guān)系細(xì)胞大小與物質(zhì)運輸?shù)年P(guān)系? ?注：注：NaOHNaOH與酚酞相遇，呈與酚酞相遇，呈紫紅色紫紅色。1cm3cm

5、2cm0.5cm0.5cm0.5cm實驗結(jié)果實驗結(jié)果: :討論：討論：1.1.有什么證據(jù)說明有什么證據(jù)說明NaOHNaOH擴(kuò)散進(jìn)瓊脂塊了？擴(kuò)散進(jìn)瓊脂塊了？NaOHNaOH在在每一塊瓊脂內(nèi)擴(kuò)散的速率是否相同？為什么？每一塊瓊脂內(nèi)擴(kuò)散的速率是否相同？為什么？ 當(dāng)當(dāng)NaOHNaOH與含酚酞的瓊脂塊相遇時，其中與含酚酞的瓊脂塊相遇時，其中的的酚酞變成紫紅色酚酞變成紫紅色，這是常用的檢測，這是常用的檢測NaOHNaOH的的方法，從瓊脂塊的顏色變化就知道方法，從瓊脂塊的顏色變化就知道NaOHNaOH擴(kuò)散擴(kuò)散了多遠(yuǎn)。了多遠(yuǎn)。 在相同時間內(nèi)，在每一瓊脂塊內(nèi)擴(kuò)散的在相同時間內(nèi)，在每一瓊脂塊內(nèi)擴(kuò)散的深度基本相同深

6、度基本相同，說明在每一瓊脂塊內(nèi)，說明在每一瓊脂塊內(nèi)擴(kuò)散的擴(kuò)散的速率是相同的速率是相同的。邊長邊長(cm) 表面積表面積(cm2) 體積體積 (cm3)表面積表面積/體積比值體積比值NaOH擴(kuò)散擴(kuò)散的深度的深度/cm擴(kuò)散效擴(kuò)散效率率 3 2 15454 24 24 6 6278 12360.50.50.50.7040.8751.000根據(jù)實驗結(jié)果完成下表根據(jù)實驗結(jié)果完成下表:P:P1111110.5cm擴(kuò)散效率擴(kuò)散效率= =NaOHNaOH擴(kuò)散的體積擴(kuò)散的體積整個瓊脂塊的體積整個瓊脂塊的體積細(xì)胞大小與物質(zhì)運輸?shù)男视惺裁搓P(guān)系細(xì)胞大小與物質(zhì)運輸?shù)男视惺裁搓P(guān)系? ?六六. .結(jié)論：結(jié)論：表面積與體

7、積之比隨瓊脂塊增大而表面積與體積之比隨瓊脂塊增大而 ；NaOHNaOH擴(kuò)散的體積與整個瓊脂塊的體積之?dāng)U散的體積與整個瓊脂塊的體積之比隨瓊脂塊增大而比隨瓊脂塊增大而 ；減小減小減小減小 細(xì)胞體積越大，其相對表面積越小，細(xì)胞體積越大，其相對表面積越小，細(xì)胞的物質(zhì)運輸?shù)男试降?。?xì)胞的物質(zhì)運輸?shù)男试降汀?.2.細(xì)胞的物質(zhì)運輸?shù)男逝c細(xì)胞大小之間是細(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)胞物體是由許多細(xì)胞什么關(guān)系？為什么多細(xì)胞物體是由許多細(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?？么?xì)胞越大，物質(zhì)運輸?shù)男试降停?細(xì)

8、胞越大，物質(zhì)運輸?shù)男示驮降?，?xì)胞越大，物質(zhì)運輸?shù)男示驮降停远嗉?xì)胞生物體是由許多細(xì)胞而不是由所以多細(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。少數(shù)體積更大的細(xì)胞構(gòu)成。 細(xì)胞越大，細(xì)胞越大，需要與外界環(huán)境交流的物質(zhì)就越多；但是需要與外界環(huán)境交流的物質(zhì)就越多；但是細(xì)胞體積越大，其表面積相對越小細(xì)胞體積越大，其表面積相對越小，細(xì)胞，細(xì)胞與周圍環(huán)境之間物質(zhì)交流面積就相對小了，與周圍環(huán)境之間物質(zhì)交流面積就相對小了，所以物質(zhì)運輸?shù)男试降?。所以物質(zhì)運輸?shù)男试降?。一、?xì)胞不能無限長大一、細(xì)胞不能無限長大1. S(表面積表面積S=4r2 )/V(體積體積V=4/3r3 )細(xì)胞越大，細(xì)胞越大，S/V越小，物質(zhì)交換與運輸效率越低；細(xì)胞越小，物質(zhì)交換與運輸效率越低；細(xì)胞越小，越小，S/V越大，物質(zhì)運輸效率越高，代謝越快。（實越大，物質(zhì)運輸效率越高，代謝越快。（實驗：模擬探究細(xì)胞表面積與體積的關(guān)系）驗：模擬探究細(xì)胞表面積與體積的關(guān)系）2.核質(zhì)比。細(xì)胞核與質(zhì)之間有一定的比例關(guān)系，一個核核質(zhì)比。細(xì)胞核與質(zhì)之間有一定的比例關(guān)系，一個核內(nèi)所含的遺傳信息是有一定限度的，控制細(xì)胞活動也就內(nèi)所含的遺傳信息是有一定限度的，控制細(xì)