高中生物实验模拟探究细胞表面积与体积的关系
实验模拟探究细胞表面积与体积的关系P110
原理: NaOH和酚酞相遇呈紫红色
当与琼脂相遇时，其中酚酞变成紫红色，因此，从颜色上的变化就知道NaOH
扩散得有多远。
在一定时间内，NaOH在琼脂块的每一侧扩散的距离大致相同。
步骤: 将含酚酞琼脂块切成三块边长分别为3cm、2cm、1cm 的正方体, 放入烧杯内,加入
NaOH溶液,10min后取出,用纸巾吸干,用塑料刀将琼脂块切成两半.观察切面,测量每一块上NaOH扩散的深度.
分析: 琼脂块的表面积与体积之比(相对表面积)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也随着琼脂块的增大而减小.
结论：细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞的物质运输的效率就越低。
细胞表面积限制了细胞的长大。
1.细胞为什么要分裂?或细胞为什么这么小?
(1)增大细胞膜表面积与体积比，有利于物质的运输(营养吸收与废物排出)以保证细胞正常生命代谢需要。
(2)保证适宜的核质关系，使细胞质能在细胞核的控制范围内。
2.卵细胞是一种特殊的细胞，因为它含有许多供胚胎发育的
营养物质——卵黄，而使细胞体积增大了许多倍。
但卵细胞一般与外界交换物质少，故表面积与体积的比例特殊。
2019-2020年高二生物《细胞的生命历程》教学设计
2019-2020年高二生物《细胞的生命历程》教学设计【学习目标导引】1、模拟探究细胞表面积与体积的关系。
2、简述细胞的生长和增殖的周期性；观察细胞的有丝分裂并概述其过程；描述细胞的无丝分裂。
3、说明细胞的分化；举例说明细胞的全能性。
4、探讨细胞的衰老和凋亡与人类健康的关系；描述细胞衰老的特征；说出细胞衰老与凋亡的区别。
5、说出癌细胞的主要特征，讨论恶性肿瘤的防治。
第1节细胞的增殖【知识要点提炼】1、细胞不能无限长大细胞体积越大，需要的营养物质越多，需要排出的代谢废物也越多，物质输入和输出会遇到困难。
通过“细胞大小与物质运输的关系”模拟实验，可以看出细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞的物质运输的效率就越低。
细胞表面积与体积的关系限制了细胞的长大。
2、细胞通过分裂进行增殖单细胞生物体通过细胞增殖而繁衍。
多细胞生物从受精卵开始，经过细胞的增殖和分化逐渐发育为成体。
生物体内，也不断地有细胞衰老死亡，需要通过细胞增殖加以补充。
细胞增殖包括物质准备和细胞分裂整个连续的过程。
真核细胞的分裂方式有三种：有丝分裂、无丝分裂、减数分裂。
3、有丝分裂有丝分裂是真核生物进行细胞分裂的主要方式。
连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时止，为一个周期。
一个细胞周期包括两个阶段：分裂间期和分裂期。
分裂期又分为四个时期：前期、中期、后期、末期。
细胞周期比较项目分裂间期分裂期前期中期后期末期染色体(质) 行为变化丝状，染色质状态染色质丝缩短变粗成染色体，散乱分布在纺锤体中央每条染色体的着丝点排列在赤道板上，染色体数目形态清晰每个着丝点分裂成两个，姐妹染色单体分开，平均分配到两极染色体均分进入两个子细胞。
每个染色体逐渐变为染色质丝其他变化DNA复制，有关蛋白质合成，细胞适度生长核仁解体、核膜消失，纺锤体出现纺锤体牵引着染色体运动纺锤丝收缩，牵引染色体的着丝点向两极移动纺锤体消失，核膜、核仁出现DNA分子数2n→4n 4n 4n 4n 2n染色体数（个）2N 2N 2N 4N 2N 染色单体数量（个）0→4N 4N 4N 4N→0 0 有丝分裂是亲代细胞的染色体经过复制之后，精确地平均分配到两个子细胞中。
高中生物：细胞的增殖知识点
高中生物：细胞的增殖知识点知识点1 细胞不能无限长大1.细胞生长的原因(1)细胞的生长(2)细胞数目的增多2.细胞不能无限长大的原因(1)细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞的物质运输效率越低。
细胞表面积与体积的关系限制了细胞的生长。
(2)细胞核所控制的细胞质范围有一定的限度，细胞核中的DNA不会随细胞体积的扩大而增加。
细胞的核质比限制了细胞的生长。
3.模拟实验(1)琼脂块的表面积与体积之比：随琼脂块的增大而减小。
(2)NaOH的扩散速率(深度)：随琼脂块的体积增大保持不变。
(3)NaOH扩散的体积与整个琼脂块体积之比：随琼脂块体积的增大而减小。
知识点2 细胞通过分裂进行增殖1．细胞周期1．细胞的增殖状态(1)能持续分裂的细胞：红骨髓造血细胞、形成层细胞、根尖分生区细胞等；(2)暂时停止分裂的细胞：肝脏细胞、黄骨髓造血细胞等；(3)不能持续分裂的细胞：高度分化的细胞，如神经细胞、精子等。
3.细胞周期的判断方法(1)细胞周期以分裂间期为起点，而不能以分裂期为起点。
(2)分裂间期的时间远远长于分裂期。
知识点3 有丝分裂1.真核细胞的分裂方式真核细胞可进行有丝分裂、无丝分裂和减数分裂。
2.有丝分裂过程（以高等植物细胞为例）(1)分裂间期完成DNA的复制和有关蛋白质的合成(2) 分裂期3.有丝分裂中规律性变化规律(1)有丝分裂相关结构的变化规律(2)有丝分裂过程中染色体行为变化规律(3)核DNA、染色体及染色单体数目变化规律(以二倍体为例) 数量变化：曲线变化模型：(4)染色体、染色单体及DNA三者之间的数量关系当有染色单体存在时，染色体∶染色单体∶DNA＝1∶2∶2。
当无染色单体存在时，染色体∶DNA＝1∶1。
4.动植物细胞有丝分裂的区别5.有丝分裂的意义亲代细胞的染色体经过复制后精确地平均分配到两个子细胞中，保持了细胞的亲子代之间遗传性状的稳定性。
知识点4 无丝分裂1．特点：分裂过程中不出现纺锤丝和染色体的变化。
模拟探究细胞表面积和体积的关系(终稿)
2007-2012六年高考题知识点分类汇编
策划：汉水丑生
组织：汉水丑生、飞鸿翼、掌上的沙、暖风、
handsome、足教、一哲
组织者：
【新】汉水丑生 （侯伟
【川】飞鸿翼（洪翼
新疆乌鲁木齐
新世纪外国语学校）
四川省泸州市纳溪中学）
【鲁】暖风（王文芳
山东省阳谷第三中学）
山东郓城高级中学 ）
时期细胞数占技术细胞总数的比例，能比较细胞周期各时期的时 间长短 B.在“探究细胞大小与物质运输的关系”实验中，计算紫红色 区域的体积与整个琼脂块的体积之比，能反应NaOH进入琼脂快的 速率。 C.在“探究培养液中酵母菌种群数量变化”实验中，培养期内 共三次取样测定密度，即可准确绘制酵母菌种群增长曲线
【鲁】掌上的沙（袁庆军 【渝】足教（王永洪 【陕】一哲（杨明辉
重庆市大足中学） 陕西宝鸡市天王高中） 广东汕尾陆丰龙山中学）
【粤】handsome（贺海生
模拟探究细胞表面积和体积的关系
本卷整理：【闽】小齿轮 （陈燕芬 福建省泉州第十一中学）
（2012天津4）.下列实验操作难以达到预期结果的是(
A.在“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验中，统计每一
A．①②③
B．②③④
C．①③④
D．①②④
【解析】本题考查的是细胞大小与物质交换之间的关系。细胞体 积越大，相对表面积越小，细胞与周围环境进行的物质交换越慢， 故①错，②正确。线粒体是进行有氧呼吸的主要场所，为细胞提 供能量，因此③正确，而精子的细胞质大部分都消失，只保留细 胞核，利于运动，因此选择B。
且每个时间点取样要取多次，以求平均值；D项，应用一组
浓度不同并具有相同浓度梯度组的α-萘乙酸溶液浸泡插条 基部几个小时至一天，观察生根情况来确定最适浓度。
《探究细胞表面积与体积关系的模拟实验》说课稿
《探究细胞表面积与体积关系的模拟实验》说课稿各位老师：下午好，今天我说课的课题是实验“探究细胞表面积与体积关系的模拟实验”。
我将从以下六个方面进行说课：说教材分析、说教学目标、说教学重难点、说学情、说教法学法以及说教学过程。
一、说教材分析本节内容是人教版高中生物必修1《分子与细胞》中第六章《细胞的生命历程》的第一节“细胞的增殖”中的实验《探究细胞表面积与体积关系的模拟实验》，也就是探究细胞大小与物质运输的关系。
从教材内容的安排来看，这个实验被安排在第一节“细胞的增殖”新课内容之前，即在学生学习“细胞的增殖”知识内容之前进行实验，那么通过实验探究帮助学生了解本节所学的知识，起到一个探究并引出重点知识的作用。
与此同时，本次实验是高中生物学阶段第一次进行模拟实验，可以很好的培养学生进行类比推理的意识和能力。
二、说教学目标1、知识目标根据以上教材内容的地位和作用分析，制定了以下知识目标：（1）理解细胞表面积与体积的关系，以及细胞大小与物质进出的关系；（2）分析在一定范围内，细胞越小，相对表面积越大，越有利于细胞进行物质交换；（3）概述细胞不能无限长大的原因。
2、能力目标（1）运用逻辑思维分析实验结果的能力；（2）运用数据、表格以及模型分析问题的能力。
3、情感态度、价值观目标（1）通过探究性实验活动的开展，培养学生严谨认真、实事求是的科学态度；（2）通过小组合作学习活动的开展,培养学生团结协作的科学精神。
三、说教学重点、难点1、重点探究细胞表面积与体积的关系2、难点细胞不能无限增大的原因四、说学情高一学生是一个特殊的群体，整体上表现为一种过渡性特点，他们的认知水平、思维习惯还处于发展阶段，在这个阶段中，他们已具备基本的解决问题的能力和克服困难的决心，有能力接受基础的探究性实验的学习。
加之通过动植物细胞结构，物质运输，核质比限制等已有知识的学习以及前面实验课的训练，高一学生已具备一定的实验操作能力，分析实验现象和整理实验数据的能力，而且实验内容的合理安排能使学生感受到科学探究的价值和动手操作的乐趣。
《探究细胞表面积与体积关系的模拟实验》课件
模 拟 实 验
在研究中实验工具只直接作用于 模型而不直接作用于原型，
然后将模拟实验的结果类推到原 型上去，从而揭示研究对象的本
质和规律。
原型：
细胞以及细胞外的物质
模 拟 实 验
模型： （1）含酚酞的琼脂块以0.1%NaoH 溶液 （2）土豆块以及碘液
一、实验目的
通过探究细胞大小，即细胞的表面积
与体积，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。
二、实验原理
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。
土豆块中含有淀粉，与碘液相遇，呈蓝色， 可以显示物质（碘液）在土豆块中的扩散 速度。
三、实验用具
将3块土豆块放在烧杯内，加入碘液，将 土豆块淹没，用塑料勺不时翻动，浸泡 15min。
测量记录：用塑料勺将琼脂块和土豆块从 溶液中取出。用纸巾把它们吸干，用小刀 把琼脂块和土豆块切成两半。
仔细观察切面的颜色变化，变成红色的部 分代表NaOH扩散的深度，测量每一块上 NaOH扩散后着色的浓度。记录测量结果 土豆块的操作一样
五、注意事项
不要用勺子将琼脂块切开或挖动其表面； 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；
每两次操作之间必须把刀擦干； 碘液与皮肤接触，应用水冲洗。
六、结果分析
琼脂块 表 面 体 积 比 值 NaOH 扩 比值（NaOH扩散的 的 边 长 积/cm2 /cm3 （ 表 面 散 的 深 体积 / 整个琼脂块 /cm 积/体积） 度/cm 的体积） 1 2 3
高中生物必修1实验：模拟探究细胞表面积与体积的关系
材料：新鲜藓类叶、黑藻叶或菠菜叶，口腔上皮细胞临时装片
原理：叶绿体在显微镜下观察，绿色，球形或椭球形。
用健那绿染液染色后的口腔上皮细胞中线粒体成蓝绿色，细胞质接近无色。
考点提示：
为什么可直接取用藓类的小叶，而不能直接取用菠菜叶？
因为藓类的小叶很薄，只有一层细胞组成，而菠菜叶由很多层细胞构成。
结论:细胞外溶液浓度＞细胞内溶液浓度，细胞失水质壁分离
探究酵母菌的呼吸方式
原理:酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸，产生二氧化碳和水：
C6H12O6＋6O2＋6H2O6→CO2＋12H2O＋能量
在无氧条件下进行无氧呼吸，产生酒精和少量二氧化碳：
C6H12O6→2C2H5OH＋2CO2＋少量能量
检测：
检测CO2的产生：使澄清石灰水变浑浊，或使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。
色素的提取和分离
原理：叶绿体中的色素能溶解在有机溶剂丙酮或无水乙醇——提取色素
各色素在层析液中的溶解度不同，随层析液在滤纸上扩散速度不同——分离色素
制备滤纸条
画滤液细线：均匀，直，细，重复若干次
分离色素：不能让滤液细线触及层析液
观察和记录:结果滤纸条上从上到下依次为:橙黄色(胡萝卜素)、黄色(叶黄素)、蓝绿色(叶绿素a)、黄绿色(叶绿素b).
取用菠菜叶的下表皮时，为何要稍带些叶肉？
表皮细胞除保卫细胞外，一般不含叶绿体，而叶肉细胞含较多的叶绿体。
怎样加快黑藻细胞质的流动速度？最适温度是多少？进行光照、提高水温、切伤部分叶片；25℃左右。
对黑藻什么部位的细胞观察，所观察到的细胞质流动的现象最明显？叶脉附近的细胞。
考点提示：
为何要选新鲜的肝脏？因为在不新鲜的肝脏中，过氧化氢酶的活性会由于细菌的破坏而降低。
细胞表面积与体积的关系模拟实验
实验教学第四单元第一章第一节模拟探究细胞表面积与体积的关系聊城一中赵文辰目的要求1．知识目标感悟细胞体积与表面积的比例大小与物质运输的关系。
2．能力目标能够运用给定的材料完成实验。
3．情感目标理解细胞大小与物质交换的速率的关系，并且体会细胞不能无限增大的原因。
实验原理用含有酚酞的琼脂块模拟细胞，用NaOH溶液模拟被吸收的物质。
因NaOH溶液遇酚酞呈红色，可以通过测量红色的深度，计算进入琼脂中NaOH的量的多少。
通过比较不同大小的琼脂块中进入的NaOH所占的比例大小，感悟细胞体积与表面积的比例大小与物质运输的关系。
材料器具3cm×3cm×6cm的含酚酞的琼脂块；质量分数为0.01%g/mL的NaOH溶液；塑料餐刀、防护手套、塑料勺、纸巾、250mL烧杯、毫米刻度尺。
活动程序1.切出不同大小的琼脂块。
用塑料餐刀将长方体的琼脂块切成三块边长分别为3cm、2cm、1cm的正方体。
2.用NaOH溶液着色。
将三块琼脂块放在烧杯内，加入质量分数为0.01%g/mL的NaOH 溶液将琼脂块淹没约10min，期间用勺子小心翻动琼脂块。
3.取出并测量染色深度。
带上手套，用塑料勺将琼脂块从NaOH溶液取出，用纸巾吸干，用塑料刀将琼脂块切成两半，测量并记录NaOH扩散的深度。
分析讨论1．有何证据证明NaOH扩散进入琼脂块？NaOH向每一琼脂块内扩散的速率是否相同（以扩散进入表面积的深度为标志）？2．通过对琼脂块表面积与体积比值的计算能得出什么结论？3．高等动物细胞的直径一般在20---30μm之间，根据球体的体积公式V=4/3πr3，表面积24．细胞分裂到一定程度时，吸收物质的速率会减慢。
你认为采取什么办法可保证细胞代谢需要？5．限制细胞长大的因素还有哪些？为什么？6．既然细胞越小物质交换速率越大，那么细胞的体积是否可以无限小呢？7．想一想，还能用其他材料完成本实验吗？参考答案：1.略 2.略4.略5.细胞核；细胞核是细胞的控制中心，细胞核中的DNA是不会随着细胞体积的扩大而增加的。
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考点 10 模拟探究细胞表面积与体积的关系
一、原理 1．模拟对象：琼脂块的大小模拟____细__胞__体__积____。 2．NaOH 遇上酚酞呈__紫__红____色。 3．琼脂块的表面积与体积之比随着琼脂块的增大而减小。 二、现象 琼脂块变成紫红色的速度随着琼脂块的增大而减小。 三、结论 1．细胞体积越大，其相对表面积越____小____，细胞运输物质 的效率就越___低_____。 2．细胞表面积与体积的关系限制了细胞的长大。
北京夜景
北京历史简介： 两三千年前，在今天的北京
地区，曾分别在两地建立了燕 国和蓟国。七百多年前元朝定 都于今北就城区，称为大都。 明清两朝均以北京城区为都城。 1949年以后，北京成为新中国 的政治和文化中心。
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3.北京故宫1 返回
4.北京天坛祈年殿 返回
11.紫禁城
答案：A
3．(多选)下列有关细胞表面积和体积的关系的说法中，不正 确的是( )
A．细胞体积越大，则其相对表面积也越大 B．细胞表面积与体积的关系限制了细胞的无限长大 C．根据模拟实验得出结论：细胞体积越小越好 D．细胞表面积与体积之比，对细胞正常生命活动无直接影响 答案：ACD
古老而年轻的北京
北京一角
1．下列各种边长大小的琼脂块中，NaOH 扩散速度最快的是
() A．4 cm
B．3 cm
C．2 cm D．1 cm
解析：琼脂块越小，扩散速度越快。
答案：D
2．在“模拟探究细胞表面积与体积的关系”实验中，用作模
拟细胞大小的是( )
A．琼脂块的大小 C．酚酞溶液的浓度
《细胞的生命历程》单元概述教学目标及评价方法
单元主题：《细胞的生命历程》一、单元概述：在下面空格处简要介绍这个单元，清晰简洁地介绍这个单元的主要教学内容、教学过程和学习活动。
二、21世纪技能这个单元将重点培养哪种或哪些21世纪技能：“主动性和自主学习”技能、“交流与合作”技能三、课程标准与教学目标（模块4第1节后完成）请明确单元的课程标准（课程标准要来自于现行课标）和教学目标。
教学目标应与课程标准相联系，并体现21世纪技能。
四、评价时间线（模块4第2节后完成）为您的单元创建一个评价时间线，记住要在整个项目中满足以下所有五个评价目标：评估学生需求、鼓励合作学习和自主学习、监控学习进展、检查理解与鼓励元认知、展示理解程度。
评价时间线五、评价方法与目标（模块4第2节后完成）为了完成您的评价计划，您需要开发一个评价策略表。
表格中涉及的评价应与评价时间线一一对应。
每一项都能针对单元主题，清晰地描述评价目标、何时、何人、如何评、如何使用采集到的评价数据改善学生的学习。
六、评价工具（模块4第3节后完成）您已经完成了评价计划，现在您需要根据这个评价计划，开发相应的评价工具。
评价工具的名称应与评价时间线和评价策略表的名称相对应。
请在下面逐一列出这些评价工具的名称和具体内容，如果内容过多，可采用附件的形式添加到本文档的后面。
利用网络平台开发的评价工具请用链接的方式提供，并将工具内容同时附在这里。
说明：黑色字体的量规是资源中提供的量规，蓝色字体的量规是我自己创建的量规。
项目开始前：学习计划表项目开始前：头脑风暴项目进行中：自主学习量规：项目进行中：实验检查表模型建构量规、资料搜索与综述检查表与自我评价量规（略）。
同伴评价检查表:日期：被评价的学生：实施评价的学生：展示评价量规：单元学习评价量规（自创）反思问题检查表：姓名____________班级__________________七、总结请您用不少于200字来描述一下，您是如何使评价帮助教学目标的实现的。
在您的评价设计中，您认为哪些方面是最值得和同行分享的？。
利用实验材料改进实验——“模拟探究细胞表面积与细胞体积的关系”实验的改进
作者： 汪晓琳
作者机构： 浙江省平湖市当湖高级中学,314200
出版物刊名： 实验教学与仪器
页码： 26-27页
年卷期： 2015年 第3期
主题词： 实验材料;表面积;细胞;模拟;体积;利用;NaOH溶液;实验原理
摘要：浙科版生物必修1“分子与细胞”模块安排了“模拟探究细胞表面积与细胞体积的关系”实验,该实验原理是用琼脂块（内含酚酞）模拟细胞,用0.1％的NaOH溶液模拟被细胞吸收的物质.因为NaOH溶液遇到酚酞变为粉红色,所以可通过观察琼脂块“细胞”变成粉红色的过程和测量生成颜色的深度,了解NaOH溶液扩散进入细胞的深度,达到探究细胞体积的大小与物质运输的关系的目的.笔者在教学时,引导学生利用实验材料对该实验进行改进,取得了最佳效益.。