15.真核细胞的体积越小,表面积与体积之比越大,细胞与环境之间进行物质交换的效率越高。含酚酞的琼脂遇到NaOH会呈现紫红色,通过测量NaOH向琼脂块内扩散的深度计算出NaOH扩散的体积,再根据表面积与体积的比值,来分析得出结论。请你用琼脂块模拟细胞来设计实验,验证该结论。
(1)提供的材料和试剂:塑料刀,防护手套,毫米尺,塑料勺,烧杯,吸水纸,边长为8 cm的含酚酞的琼脂正方块,质量分数为0.1%的NaOH溶液。
(2)方法步骤:
①用塑料刀将含酚酞的琼脂切成边长为1 cm、2 cm、3 cm的立方块。
②________________________________________________________________________
________________________________________________________________________,浸泡10分钟。
③戴上手套,用塑料勺将琼脂块取出,用吸水纸将溶液吸干。
④________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
⑤将测量及计算结果填入表格
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琼脂块的 边长(cm) |
比值 (表面积/体积) |
NaOH扩散 深度(cm) |
比值(NaOH 扩散的体积/ 整个琼脂块体积) |
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1 |
6 |
X |
a |
|
2 |
3 |
Y |
b |
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3 |
2 |
Z |
c |
(3)应根据什么测量出NaOH的扩散深度?______________________。预测a、b、c大小的关系为______________。
①分析和结论
分析:_____________________________________________________________。
结论:_____________________________________________________________。
②生物体器官的大小取决于细胞的______________________。
通过以上实验可以说明,细胞的体积____________________,因为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
[解析] 本题中的实验是一种模拟实验,自变量是琼脂块的大小(代表真核细胞的体积大小),因变量是NaOH扩散的深度,一般琼脂块(细胞)越小,其表面积与体积的比越大,物质扩散的效率越高。
[答案] (2)②将3个琼脂块放在烧杯中,加入NaOH溶液,将琼脂块淹没,用塑料勺不断搅拌 ④用塑料刀将琼脂块切成两半,观察并测量NaOH扩散的深度,做记录
(3)测量琼脂块上紫红色层的厚度 a>b>c
①琼脂块的体积越小,相对的表面积越大,物质变换越快,反之越慢 细胞越小,与环境进行物质交换的效率越高
②体积和数量 不能无限增大 细胞过大,与环境进行物质交换效率低,不能保证细胞生命活动对物质和能量的需求