模拟探究细胞表面积与细胞体积的关系.doc

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1、模拟探究细胞表面积与细胞体积的关系一、学习任务分析《模拟探究细胞表面积与细胞体积的关系》是浙科版必修1第二章第一节中的活动内容，在实验的操作上看，本活动相对容易。本活动能使学生认识细胞体积的大小和物质扩散的关系，为细胞学说这课的学习增加实际操作上的理解。本活动将科学知识同实际操作相结合，使学生的具象思维能力和抽象思维能力共同得到培养。二、学习者分析本活动的授课对象是高二年级的学生。从知识起点上来看，学生通过上节课的学习已经知道了关于细胞的相关知识，他们自然会对“模拟探究细胞表面积与细胞体积的关系”的方法、过程以及原理产生兴趣，这正是促成学生进行本节活动的兴奋点。而从认知思维起点上看，高

2、二学生的思维方式已经开始从具象思维转向抽象思维，具备了一定的理论分析能力和逻辑思维能力。所以本活动在实际操作的基础上加入理论分析和推理，引导学生积极思考，锻炼他们获取信息、从现象发掘本质、建构知识体系的能力。三、教学重难点1、教学重点：氢氧化钠在琼脂块中的扩散速度跟细胞体积大小与物质扩散的关系的类比。2、教学难点：细胞表面积与体积的关系与物质扩散的关系。四、教学目标1、知识与技能目标：(1)认识细胞体积的大小与物质扩散的关系；(2)明白细胞不能无限长大的原因。2、过程与方法目标：(1)学会收集和分析实验数据；(2)学会建立模型的方法。3、情感态度和价值观目标：体会建立模型是解决问题的科

3、学方法之一。五、教学过程1、实验原理分析（1）琼脂块中含有酚酞，与氢氧化钠相遇，呈紫红色，可显示物质（氢氧化钠）在琼脂块中的扩散速度。(2)当氢氧化钠与含酚酞的琼脂块相遇时，其中的酚酞变成紫红色，这是常用的检测氢氧化钠的方法，从琼脂块的颜色变化就知道氢氧化钠扩散到多远；在相同时间内，氢氧化钠在每一琼脂块内扩散的深度基本相同，说明氢氧化钠在每一琼脂块内扩散的速率是相同的。（3）用琼脂块模拟细胞。琼脂块越小，其相对表面积越大，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越快。2、实验材料用具(1)材料：3cm×3cm×6cm的含酚酞的琼脂块。(2)用具：250mL的

4、烧杯，纸巾，塑料刀，直尺，塑料勺。(3)试剂：0.1%的NaOH溶液。（4）橡胶手套3.实验设计。本次实验分九组每组八人，可做重复实验，然后求平均值。4.实验步骤制备琼脂块切去边长别分为3cm2cm1cm的含酚酞的琼脂正方体浸泡将琼脂放入烧杯加入0.1%的NaOH溶液，浸泡十分钟，并用塑料勺翻动。注意：翻动过程中以免切割挖伤捞取10min后，用塑料勺将琼脂块从氢氧化钠溶液中取出，放在纸巾上，用纸巾吸干琼脂块表面的NaOH溶液。测量（测量，记录，计算，得出结论）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，变成红色的部分代表氢氧化钠扩散的深度，用直尺测量

5、每一块上氢氧化钠扩散的深度，并将测量结果记录在下表中。边长（cm）琼脂块体积（cm3）变色的琼脂层厚度（mm）未变色的琼脂层厚度（mm）123思考：（1）如何计算琼脂块表面积，体积，相对表面积，NaOH扩散的体积。并完成下表边长（cm）表面积（cm2）体积（cm3）比值（表面积/体积）NaOH扩散效率123（2）如何计算NaOH扩散效率，并完成上表（3）观察上述表可得可的出什么结论如琼脂块体积大小变化，与相对表面积大小有什么关系NaOH扩散效率相对表面积有什么关系结论：琼脂块的表面积与体积之比随着琼脂块的增大而减小；氢氧化钠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。（4）

6、若用琼脂块模拟细胞，NaOH模拟细胞与环境交换的物质，那么NaOH扩散效率是否可代表物质进入细胞的效率。由此写出相应规律。生：结论：用琼脂块模拟细胞。琼脂块越小，其相对表面积越大，NaOH扩散效率越大，则代表细胞其与外界交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效率越快。越有利与细胞进行正常的生命活动。相反琼脂越大代表细胞相对表面积越小，物质运输效率越低，不能给无限长得的细胞提供稳定的物质基础，从而在物质能量上限制细胞不能无限长大。5.实验注意事项(1)为避免干扰实验结果，不要用勺子将琼脂块切开或挖动其表面。(2)氢氧化钠有腐蚀性，应避免氢氧化钠与皮肤和眼睛等接触。如泼洒出

7、来，应立即用水冲洗泼洒处。(3)为避免干扰实验结果，每两次操作之间必须把刀擦干。六、形成性评价通过实验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。答：因为细胞越大，物质运输的效率越低。细胞越大，需要与外界环境交流的物质越多；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的面积相对小了，所以物质运输的效率越低。所以多细胞生物体是由许多细胞而不是由一个或几个大的细胞构成。除此以外还有那些因素限制细胞不能无限长