Question

生物体的生长既靠细胞的生长又靠细胞的分裂．细胞表面积与体积的关系限制了细胞的长大．
Ⅰ．通过下面的实验，探究细胞大小与物质运输的关系．
实验过程：将三个边长分别为1m、2cm、3cm含有酚酞的琼脂块，浸泡NaOH溶液后取出，切成两半，每块NaOH扩散的深度如图中阴影所示，实验结果如表格中所示：

琼脂的边长 （cm）	比值 （表面积/体积）	NaOH扩散深度 （cm/边）	比值 NaOH扩散的体积/整个琼脂块体积
1	6	0.5	X
2	3	0.5	Y
3	2	0.5	Z

（1）根据实验结果可知，NaOH在每一琼脂块内扩散的速率是

 

．
（2）根据相同时间内，

 

之比可以反映出物质运输效率．由此可以推论：细胞体积越大，

 

．
（3）除此以外，限制细胞长大的因素还有

 

．
Ⅱ．细胞分裂是细胞生长过程中保持足够表面积，维持一定的生长速率的重要过程．
某学生用高倍显微镜取样观察洋葱根尖细胞有丝分裂的某个切片，并统计各时期的细胞数量．各时期细胞数记录在下表中，请回答下列问题．

细胞周期阶段		样本1	样本2	样本3	总数
间期		Ml	M2	M3	M
	前期	Al	A2	A3	A
分 裂	中期	B1	B2	B3	B
	后期	CI	C2	C3	C
期	末期	Dl	D2	D3	D
计数细胞的总数					N

若该实验的目的是为了研究细胞周期中每个时期分别所经历的时间长短，请分析：
（4）表中的样本1、样本2、样本3具体是指

 

．
（5）洋葱根尖细胞的一个细胞周期大约720分钟．则分裂间期所需要的时间t可用数学模型t=

 

表示．

Answer 1

考点：探究细胞表面积与体积的关系,细胞周期的概念

专题：

分析：该实验的目的是通过探究细胞表面积与体积之比，与物质运输速率之间的关系，探讨细胞不能无限长大的原因；实验中测量不同大小的琼脂块上NaOH扩散的深度相同；通过模拟实验可看出，细胞体积越小，其相对表面积越大，细胞的物质运输效率就越高；实验所用的琼脂小块上含有酚酞，NaOH和酚酞相遇，呈紫红色．

解答： 解：（1）根据表格中的数据可知：琼脂的边长不等，表面积/体积的比值不同，但NaOH扩散深度却相等，都是0.5cm，说明NaOH在每一琼脂块内扩散的速率是相同的．
（2）根据相同时间内，NaOH扩散的体积与整个琼脂块体积之比可以反映出物质运输效率．由此可以推论：细胞体积越大，相对表面积越小，细胞的物质运输的效率越低．
（3）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，所以细胞表面积与体积的关系限制了细胞的长大．此外，细胞核中DNA不会随着细胞体积的扩大而增加，细胞过大会导致核无法控制细胞代谢．
（4）表格给出的实验统计结果，是学生在三个不同视野下的结果．
（5）根据细胞周期的概念，结合表中数据，所以分裂间期所需要的时间为（M/N）×720（分钟）．
故答案为：
（1）相同的 
（2）NaOH扩散的体积与整个琼脂块体积   相对表面积越小，细胞的物质运输的效率越低
（3）细胞核中DNA不会随着细胞体积的扩大而增加
（4）三个不同视野中的细胞
（5）（M/N）×720 （分钟）

点评：本题综合考查细胞大小与物质运输的关系、观察植物细胞的有丝分裂等相关知识，意在考查学生理解所学知识的要点、识图分析能力和综合运用所学知识分析问题的能力，具备设计简单生物学实验的能力，并能对实验现象和结果进行解释、分析的能力．难度较大，综合性强．考查学生对实验的掌握及其评价，要求学生不仅知识是什么，还要知道为什么，同时要具备科学实验和建立数学模型的能力．