模擬探究細(xì)胞表面積與細(xì)胞體積的關(guān)系

1、.模擬探究細(xì)胞表面積與細(xì)胞體積的關(guān)系一、學(xué)習(xí)任務(wù)分析模擬探究細(xì)胞表面積與細(xì)胞體積的關(guān)系是浙科版必修1 第二章第一節(jié)中的活動(dòng)內(nèi)容，在實(shí)驗(yàn)的操作上看，本活動(dòng)相對(duì)容易。 本活動(dòng)能使學(xué)生認(rèn)識(shí)細(xì)胞體積的大小和物質(zhì)擴(kuò)散的關(guān)系，為細(xì)胞學(xué)說(shuō)這課的學(xué)習(xí)增加實(shí)際操作上的理解。本活動(dòng)將科學(xué)知識(shí)同實(shí)際操作相結(jié)合，使學(xué)生的具象思維能力和抽象思維能力共同得到培養(yǎng)。二、學(xué)習(xí)者分析本活動(dòng)的授課對(duì)象是高二年級(jí)的學(xué)生。 從知識(shí)起點(diǎn)上來(lái)看， 學(xué)生通過(guò)上節(jié)課的學(xué)習(xí)已經(jīng)知道了關(guān)于細(xì)胞的相關(guān)知識(shí)，他們自然會(huì)對(duì)“模擬探究細(xì)胞表面積與細(xì)胞體積的關(guān)系”的方法、過(guò)程以及原理產(chǎn)生興趣，這正是促成學(xué)生進(jìn)行本節(jié)活動(dòng)的興奮點(diǎn)。而從認(rèn)知思維起點(diǎn)上看，高二

2、學(xué)生的思維方式已經(jīng)開始從具象思維轉(zhuǎn)向抽象思維，具備了一定的理論分析能力和邏輯思維能力。所以本活動(dòng)在實(shí)際操作的基礎(chǔ)上加入理論分析和推理，引導(dǎo)學(xué)生積極思考，鍛煉他們獲取信息、從現(xiàn)象發(fā)掘本質(zhì)、建構(gòu)知識(shí)體系的能力。三、教學(xué)重難點(diǎn)1、教學(xué)重點(diǎn) ：氫氧化鈉在瓊脂塊中的擴(kuò)散速度跟細(xì)胞體積大小與物質(zhì)擴(kuò)散的關(guān)系的類比。2、教學(xué)難點(diǎn)：細(xì)胞表面積與體積的關(guān)系與物質(zhì)擴(kuò)散的關(guān)系。四、教學(xué)目標(biāo)1、知識(shí)與技能目標(biāo)：(1) 認(rèn)識(shí)細(xì)胞體積的大小與物質(zhì)擴(kuò)散的關(guān)系；(2) 明白細(xì)胞不能無(wú)限長(zhǎng)大的原因。2、過(guò)程與方法目標(biāo)：(1) 學(xué)會(huì)收集和分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；(2) 學(xué)會(huì)建立模型的方法。3、情感態(tài)度和價(jià)值觀目標(biāo)：體會(huì)建立模型是解決問題的科

3、學(xué)方法之一。五、教學(xué)過(guò)程1、實(shí)驗(yàn)原理分析（ 1）瓊脂塊中含有酚酞，與氫氧化鈉相遇，呈紫紅色，可顯示物質(zhì)（氫氧化鈉）在瓊脂塊中的擴(kuò)散速度。(2) 當(dāng)氫氧化鈉與含酚酞的瓊脂塊相遇時(shí)，其中的酚酞變成紫紅色，這是常用的檢測(cè)氫氧化鈉的方法，從瓊脂塊的顏色變化就知道氫氧化鈉擴(kuò)散到多遠(yuǎn)；在相同時(shí)間內(nèi)， 氫氧化鈉在每一瓊脂塊內(nèi)擴(kuò)散的深度基本相同，說(shuō)明氫氧化鈉在每一瓊脂塊內(nèi)擴(kuò)散的速率是相同的。（ 3）用瓊脂塊模擬細(xì)胞。瓊脂塊越小，其相對(duì)表面積越大，則其與外界效換物質(zhì)的表面積越大，經(jīng)交換進(jìn)來(lái)的物質(zhì)在瓊脂塊中擴(kuò)散的速度越快。2、實(shí)驗(yàn)材料用具(1) 材料： 3cm× 3cm× 6cm 的含酚酞的瓊

4、脂塊。(2) 用具： 250mL的燒杯，紙巾，塑料刀，直尺，塑料勺。(3) 試劑： 0.1%的 NaOH溶液。（ 4）橡膠手套3. 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。本次實(shí)驗(yàn)分九組每組八人，可做重復(fù)實(shí)驗(yàn)，然后求平均值。4. 實(shí)驗(yàn)步驟'.制備瓊脂塊切去邊長(zhǎng)別分為3cm 2cm 1cm的含酚酞的瓊脂正方體浸泡將瓊脂放入燒杯加入0.1%的 NaOH溶液，浸泡十分鐘，并用塑料勺翻動(dòng)。注意：翻動(dòng)過(guò)程中以免切割挖傷撈取10min后，用塑料勺將瓊脂塊從氫氧化鈉溶液中取出，放在紙巾上，用紙巾吸干瓊脂塊表面的NaOH溶液。測(cè)量（測(cè)量，記錄，計(jì)算，得出結(jié)論）待瓊脂塊表面沒有液體后，用塑料刀把瓊脂塊切成兩半。仔細(xì)觀察瓊脂塊切面的顏

5、色變化，變成紅色的部分代表氫氧化鈉擴(kuò)散的深度，用直尺測(cè)量每一塊上氫氧化鈉擴(kuò)散的深度，并將測(cè)量結(jié)果記錄在下表中。邊長(zhǎng)（ cm） 瓊脂塊體積（ cm3）變色的瓊脂層厚度（mm） 未變色的瓊脂層厚度 （mm）123思考 ：（ 1）如何計(jì)算瓊脂塊表面積，體積，相對(duì)表面積，NaOH 擴(kuò)散的體積。并完成下表邊長(zhǎng)（ cm）表面積體積（ cm3）比值（表面積 / 體積）NaOH 擴(kuò)散效率（ cm2）123（ 2）如何計(jì)算 NaOH 擴(kuò)散效率，并完成上表（ 3）觀察上述表可得可的出什么結(jié)論如瓊脂塊體積大小變化，與相對(duì)表面積大小有什么關(guān)系NaOH擴(kuò)散效率相對(duì)表面積有什么關(guān)系結(jié)論 ：瓊脂塊的表面積與體積之比隨著瓊脂

6、塊的增大而減??；氫氧化鈉擴(kuò)散的體積與整個(gè)瓊脂塊的體積之比隨著瓊脂塊的增大而減小。（ 4）若用瓊脂塊模擬細(xì)胞，NaOH模擬細(xì)胞與環(huán)境交換的物質(zhì)，那么 NaOH 擴(kuò)散效率是否可代表物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的效率。由此寫出相應(yīng)規(guī)律。生：結(jié)論：用瓊脂塊模擬細(xì)胞。瓊脂塊越小，其相對(duì)表面積越大，NaOH 擴(kuò)散效率越大，則代表細(xì)胞其與外界交換物質(zhì)的表面積越大，經(jīng)交換進(jìn)來(lái)的物質(zhì)在瓊脂塊中擴(kuò)散的效率越快。越有利與細(xì)胞進(jìn)行正常的生命活動(dòng)。相反瓊脂越大代表細(xì)胞相對(duì)表面積越小，物質(zhì)運(yùn)輸效率越低，不能給無(wú)限長(zhǎng)得的細(xì)胞提供穩(wěn)定的物質(zhì)基礎(chǔ)，從而在物質(zhì)能量上限制細(xì)胞不能無(wú)限長(zhǎng)大。5. 實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)(1) 為避免干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果，不要用勺子將

7、瓊脂塊切開或挖動(dòng)其表面。(2) 氫氧化鈉有腐蝕性，應(yīng)避免氫氧化鈉與皮膚和眼睛等接觸。如潑灑出來(lái)，應(yīng)立即用水沖洗潑灑處。(3) 為避免干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果，每?jī)纱尾僮髦g必須把刀擦干。六、形成性評(píng)價(jià)通過(guò)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明為什么大的生物體由許多細(xì)胞構(gòu)成，而不是由一個(gè)或幾個(gè)大的細(xì)胞構(gòu)成。'.答：因?yàn)榧?xì)胞越大，物質(zhì)運(yùn)輸?shù)男试降?。?xì)胞越大，需要與外界環(huán)境交流的物質(zhì)越多；但是細(xì)胞體積越大，其表面積相對(duì)越小， 細(xì)胞與周圍環(huán)境之間物質(zhì)交流的面積相對(duì)小了， 所以物質(zhì)運(yùn)輸?shù)男试降汀?所以多細(xì)胞生物體是由許多細(xì)胞而不是由一個(gè)或幾個(gè)大的細(xì)胞構(gòu)成。除此以外還有那些因素限制細(xì)胞不能無(wú)限長(zhǎng)大？七從核質(zhì)關(guān)系分析細(xì)胞不能無(wú)限長(zhǎng)大的原

8、因引導(dǎo)學(xué)生回憶細(xì)胞核結(jié)構(gòu)在細(xì)胞中的地位：（生）提問 . 細(xì)胞核在控制細(xì)胞生命活動(dòng)時(shí)是否消耗能量？細(xì)胞長(zhǎng)大時(shí)消耗能量是否增多？（生）提問 . 細(xì)胞核中遺傳信息在細(xì)胞長(zhǎng)大過(guò)程中是否增多？其有限的控制能力是否負(fù)擔(dān)過(guò)重？（生）總結(jié)：（生）細(xì)胞越大，細(xì)胞核控制生命活動(dòng)過(guò)程中能量消耗會(huì)增大，細(xì)胞核控制能力有限。會(huì)使細(xì)胞負(fù)擔(dān)加重，由此限制細(xì)胞不能無(wú)限長(zhǎng)大。師：由此可見在個(gè)體發(fā)育過(guò)程中細(xì)胞不能無(wú)限長(zhǎng)大。那么細(xì)胞是不是越小越好？(生 )(師）細(xì)胞結(jié)構(gòu)和生命活動(dòng)所需一定的空間。細(xì)胞生長(zhǎng)到一定程度就會(huì)停下，多細(xì)胞生物體積大小不同是因?yàn)榧?xì)胞的數(shù)量而不是體積，細(xì)胞會(huì)通過(guò)增殖使細(xì)胞增多來(lái)完成生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程。引入細(xì)胞增殖內(nèi)容-七細(xì)胞的增值學(xué)生舉例細(xì)胞增殖的實(shí)例（生）傷口