细胞不能无限长大

1、问题探讨问题探讨: :1.1.请推测大象和鼠相应器官和组请推测大象和鼠相应器官和组织的细胞大小差异如何织的细胞大小差异如何? ?2.2.生物体的长大生物体的长大, ,是靠细胞数量是靠细胞数量的增多还是靠细胞体积的增大的增多还是靠细胞体积的增大? ?细胞大小细胞大小无明显差异。无明显差异。既要靠细胞数量的增多,还要靠细胞体积的增大。靠细胞体积的增大。细胞增殖和分化细胞增殖和分化变形虫变形虫单细胞单细胞受精卵受精卵 组织组织 器官器官（系统）（系统）个体个体多细胞多细胞多细胞多细胞生物体生物体体积的体积的增大增大( (即即生物体生物体的生长的生长) )细胞生长细胞生长-增大细胞的增大细胞的体积体积

2、细胞分裂细胞分裂-增加细胞的增加细胞的数量数量 事实上事实上, ,不同动不同动( (植植) )物同类器官或物同类器官或组织的组织的细胞大小一般无明显差异细胞大小一般无明显差异, ,器官器官大小大小主要主要取决于取决于细胞数量的多少细胞数量的多少。思考：思考：1.1.细胞为什么都那么微小？什么因细胞为什么都那么微小？什么因素限制了细胞的长大？素限制了细胞的长大？2.2.随着细胞的长大，细胞膜的面随着细胞的长大，细胞膜的面积不也在扩大吗？那么，细胞会积不也在扩大吗？那么，细胞会不会无限长大？不会无限长大？实验：细胞大小与物质运输的关系实验：细胞大小与物质运输的关系一一.目的要求：目的要求： 通过探

3、究细胞大小，即细胞的通过探究细胞大小，即细胞的表面积与体积之比表面积与体积之比，与，与物质运输物质运输效率效率之间的关系，探讨细胞不能之间的关系，探讨细胞不能无限长大的原因。无限长大的原因。二二.实验原理实验原理 酚酞遇酚酞遇NaOH呈紫红色。呈紫红色。 琼脂块大小模拟细胞大小。琼脂块大小模拟细胞大小。 物质扩散体积与总体积之比表示物物质扩散体积与总体积之比表示物质运输效率。质运输效率。三三.材料用具：材料用具：3cm 3cm 3cm 3cm 6cm 6cm的含酚酞的琼脂块的含酚酞的琼脂块（NaOHNaOH和酚酞相遇，呈紫红色），和酚酞相遇，呈紫红色），塑料餐刀，塑料餐刀，防护手套，防护手套，

4、毫米尺，毫米尺，塑料勺，塑料勺，纸巾，纸巾，烧杯。烧杯。质量分数为质量分数为0.1%0.1%的的NaOHNaOH溶液，溶液， 制备琼脂块：制备琼脂块：3块含酚酞的边长分别为块含酚酞的边长分别为3 cm、2 cm、1 cm的正方体的正方体 浸泡：质量分数为浸泡：质量分数为0.1%的的NaOH溶液，溶液，10 min 切割：捞取、干燥，平分两半切割：捞取、干燥，平分两半 测量测量记录记录计算计算结果讨论：结果讨论：四四.实验流程实验流程五五. .实验分析实验分析: :细胞大小与物质运输的关系细胞大小与物质运输的关系? ?注：注：NaOHNaOH与酚酞相遇，呈与酚酞相遇，呈紫红色紫红色。1cm3cm

5、2cm0.5cm0.5cm0.5cm实验结果实验结果: :讨论：讨论：1.1.有什么证据说明有什么证据说明NaOHNaOH扩散进琼脂块了？扩散进琼脂块了？NaOHNaOH在在每一块琼脂内扩散的速率是否相同？为什么？每一块琼脂内扩散的速率是否相同？为什么？ 当当NaOHNaOH与含酚酞的琼脂块相遇时，其中与含酚酞的琼脂块相遇时，其中的的酚酞变成紫红色酚酞变成紫红色，这是常用的检测，这是常用的检测NaOHNaOH的的方法，从琼脂块的颜色变化就知道方法，从琼脂块的颜色变化就知道NaOHNaOH扩散扩散了多远。了多远。 在相同时间内，在每一琼脂块内扩散的在相同时间内，在每一琼脂块内扩散的深度基本相同深

6、度基本相同，说明在每一琼脂块内，说明在每一琼脂块内扩散的扩散的速率是相同的速率是相同的。边长边长(cm) 表面积表面积(cm2) 体积体积 (cm3)表面积表面积/体积比值体积比值NaOH扩散扩散的深度的深度/cm扩散效扩散效率率 3 2 15454 24 24 6 6278 12360.50.50.50.7040.8751.000根据实验结果完成下表根据实验结果完成下表:P:P1111110.5cm扩散效率扩散效率= =NaOHNaOH扩散的体积扩散的体积整个琼脂块的体积整个琼脂块的体积细胞大小与物质运输的效率有什么关系细胞大小与物质运输的效率有什么关系? ?六六. .结论：结论：表面积与体

7、积之比随琼脂块增大而表面积与体积之比随琼脂块增大而 ；NaOHNaOH扩散的体积与整个琼脂块的体积之扩散的体积与整个琼脂块的体积之比随琼脂块增大而比随琼脂块增大而 ；减小减小减小减小 细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞的物质运输的效率越低。细胞的物质运输的效率越低。2.2.细胞的物质运输的效率与细胞大小之间是细胞的物质运输的效率与细胞大小之间是什么关系？为什么多细胞物体是由许多细胞什么关系？为什么多细胞物体是由许多细胞而不是由少数体积更大的细胞构成的？为什而不是由少数体积更大的细胞构成的？为什么细胞越大，物质运输的效率越低？么细胞越大，物质运输的效率越低？ 细

8、胞越大，物质运输的效率就越低，细胞越大，物质运输的效率就越低，所以多细胞生物体是由许多细胞而不是由所以多细胞生物体是由许多细胞而不是由少数体积更大的细胞构成。少数体积更大的细胞构成。 细胞越大，细胞越大，需要与外界环境交流的物质就越多；但是需要与外界环境交流的物质就越多；但是细胞体积越大，其表面积相对越小细胞体积越大，其表面积相对越小，细胞，细胞与周围环境之间物质交流面积就相对小了，与周围环境之间物质交流面积就相对小了，所以物质运输的效率越低。所以物质运输的效率越低。一、细胞不能无限长大一、细胞不能无限长大1. S(表面积表面积S=4r2 )/V(体积体积V=4/3r3 )细胞越大，细胞越大，S/V越小，物质交换与运输效率越低；细胞越小，物质交换与运输效率越低；细胞越小，越小，S/V越大，物质运输效率越高，代谢越快。（实越大，物质运输效率越高，代谢越快。（实验：模拟探究细胞表面积与体积的关系）验：模拟探究细胞表面积与体积的关系）2.核质比。细胞核与质之间有一定的比例关系，一个核核质比。细胞核与质之间有一定的比例关系，一个核内所含的遗传信息是有一定限度的，控制细胞活动也就内所含的遗传信息是有一定限度的，控制细