細胞大小與物質(zhì)運輸?shù)年P(guān)系

1、常青一中印制細胞大小與物質(zhì)運輸?shù)年P(guān)系主講人：武漢市常青第一中學(xué)汪琴教學(xué) 目標(biāo)知識目標(biāo)理解細胞表面積與體積的關(guān)系，以及細胞大小與物質(zhì)運輸?shù)年P(guān)系；理解細胞越小，相對表面積越大，越有利于物質(zhì)交換；概述細胞不能無限長大的原因。能力目標(biāo)嘗試模擬實驗法；發(fā)展觀察、測量等實驗操作技能；運用數(shù)據(jù)、表格分析問題。情感態(tài)度與價值觀體驗自主探究帶來的愉悅。教學(xué) 重難點重 點探究細胞大小與物質(zhì)運輸?shù)年P(guān)系。（依據(jù)：這是本實驗要探究的主題，通過探究得出“細胞不能無限長大”的原理。）難 點利用模型探究細胞表面積與體積的關(guān)系；理解細胞越小，相對表面積越大，越有利于物質(zhì)交換的原理。（依據(jù)：由于客觀條件的限制，只能進行模擬實驗，

2、要借助邏輯推理和想象、遷移才能得出合乎事實規(guī)律的認識。）程序教師活動學(xué)生探究設(shè)計意圖實 驗 安 全燒杯中裝的是naoh,避免與皮 膚眼睛等接觸，同時注意小刀 的使用。填寫實驗記錄本培養(yǎng)學(xué)生良好的 實驗習(xí)慣，防止意 外出現(xiàn)。創(chuàng) 設(shè) 情 景， 引 出 探 究 主 題導(dǎo)入：1. 大象和小鼠，它們的形體差 別很大，那么組成它們個體的 基本單位一一細胞，其大小也 相差很懸殊嗎？總結(jié)：細胞直徑2030um,象 與鼠相應(yīng)器官或組織的細胞大 小相似。2. 二者個體體積差距的主要原 因是什么？提問：細胞為什么都那么微 ??？是什么因素限制了細胞的 長大？學(xué)生討論，提出不同意見。二者個體體積差距主要取決于細胞數(shù)量的

3、不 同，而不是細胞體積的差異。學(xué)生思考后作出自己的猜想由學(xué)生熟悉的現(xiàn) 象導(dǎo)入，創(chuàng)設(shè)問題 情景，激發(fā)學(xué)生的 探究欲望，發(fā)動學(xué) 生主動參與學(xué)習(xí)。給學(xué)生設(shè)疑，促使 學(xué)生存疑、質(zhì)疑， 讓學(xué)生處于“憤 排”的心理狀態(tài)， 從而使學(xué)生產(chǎn)生 強烈的探究欲望。選用什么方法對上述問題進行 探究？觀察法、調(diào)查法還是模 擬實驗法？細胞很小，同時進出細胞的物質(zhì)大多是小分 子，不便操作，觀察，測量，因此選擇模擬 實驗法。引導(dǎo)學(xué)生認識模 擬實驗法。討1.如何模擬不同大小的細胞？用邊長分別為3 cm. 2cnul cmle方體瓊脂塊模 擬不同大小的細胞。讓學(xué)生明確細胞 模型模擬的原理，論2.如何模擬進入細胞的分子，探方便我們

4、觀察和測量？究實驗3.還有哪些顏色反應(yīng)可以應(yīng)用方到這里？案4.該實驗自變量、因變量和無 關(guān)變量分別是什么？將三個瓊脂塊同時放入n&oh溶液中，觀察現(xiàn) 象。瓊脂塊呈紫紅色淀粉遇碘液呈藍色 蛋白質(zhì)與雙縮服試劑產(chǎn)生紫色反應(yīng)等。自變量：瓊脂塊的大小。因變量：naoh在不同瓊脂塊中擴散的情況。ioi無關(guān)變量：實驗室的溫度、naoh溶液的濃度 等分 析 表 格引導(dǎo)學(xué)生分析表格，從瓊脂塊 的表面積、體積和相對表面積 三方面遷移到真實的細胞，為 后續(xù)物質(zhì)運輸分析奠定基礎(chǔ)。(cm)卜瀕只(cm2)體積(cm3)比值(表面 ww)354272 : 122483： 11616 : 1根據(jù)正方體的表面積公式s

5、二6注、體積公式實 驗 過 程提示注意事項：1. 同時取出3個瓊脂塊放在吸 水紙上。2. 戴上手套，防止naoh的腐蝕 性。3. 從中央縱向切開，一個瓊脂 塊只切一刀。4. 每兩次操作間必須把刀擦 干。5. 廢液的處理:氫氧化鈉廢液 不能直接倒掉，會污染環(huán)境， 應(yīng)滴加鹽酸中和，然后可作為 無害物倒掉。教師巡視，提供幫助。 提醒學(xué)生計時，統(tǒng)籌和分工。學(xué)生動手操作、測量每一塊上naoh的擴散深 度并記錄實驗結(jié)果，并進行計算，填寫剩余購旨塊 邊長 (cm)naoh 擴 散的深 度(cm)比值(naoh擴散 旨w1w只)321以及探究的日的， 探究的主題。清楚 明白下來要做什 么、如何做、觀察 什么，

6、避免實驗的 盲目性。拓展應(yīng)用，聯(lián)系應(yīng) 用前面的知識。關(guān)于球體的表面 積和體積的計算 公式略微提及。教師及時對學(xué)生 的操作進行指導(dǎo)， 鍛煉學(xué)生動手能 力和團隊合作的 精神。培養(yǎng)學(xué)生運用數(shù) 學(xué)方法處理實驗 數(shù)據(jù)的能力計 算 結(jié) 果 分 析做討論'可題1. naoh在三塊瓊脂塊中擴散 的深度是多少？naoh在三塊瓊脂塊中擴散的 深度相同意味著naoh在瓊脂 塊中擴散速率相同。(如不同, 引導(dǎo)學(xué)生分析原因。)2. naoh擴散的體積與整個瓊交流測量計算結(jié)果：naoh在三塊瓊脂塊中擴散的深度相同。學(xué)生通過數(shù)據(jù)的 分析和對比，對細 胞大小和物質(zhì)運 輸關(guān)系有強烈和 直觀的感覺。脂塊的體積之比類比細胞

7、中物 質(zhì)運輸?shù)男?。物質(zhì)運輸?shù)男?率與細胞大小之間是什么關(guān) 系？3.為什么細胞越大，物質(zhì)運輸 的效率越低？細胞越大，物質(zhì)運輸?shù)男试降?。物質(zhì)出入細胞需要進行跨膜運輸，細胞越大， 需要與外界環(huán)境交流的物質(zhì)越多；但是細胞 體積越大，其相對表面積越小，細胞與周圍 環(huán)境之間物質(zhì)交流的面積相對越小，所以物 質(zhì)運輸?shù)男试降?。引?dǎo)學(xué)生思考，變 抽象為形象，為學(xué) 生搭建學(xué)習(xí)的支 架。實 驗 結(jié) 論引導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié)實驗結(jié)果：1. 瓊脂塊的表面積與體積之比隨著瓊脂塊的增大而;2. naoh擴散的體積與整個瓊脂塊的體積之比隨著瓊脂塊的增大而o實驗結(jié)論：1 .細胞的體積越大，其相對表面積 細胞 的物質(zhì)運輸效率o2.

8、限制細胞長大的因素之一是o從模型觀察現(xiàn)象 上升到對真實細 胞的認識。知 識 拓 展除了細胞的表面積和體積之 比，還有什么因素限制細胞長 大？核質(zhì)比細胞核是細胞遺傳和代謝的控制中心，幾乎 所有生命活動的進行都需要來自細胞核的指 令，但細胞核內(nèi)的dna是不會隨細胞體積的 擴大而增加的，其所控制的范圍是一定的。細胞太大，細胞核的“負擔(dān)”會太大。銜接細胞核的知 識，獲得新知。批 判 思 維 培 養(yǎng)既然細胞越小，細胞表面積相 對就越大，細胞的物質(zhì)運輸?shù)?效率就越高，那為什么細胞體 積是不是越小越好呢？學(xué)生討論回答：不能細胞完成各項生命活動必需的結(jié)構(gòu)和物質(zhì)需 要占有一定的空間。批判思維的培養(yǎng) 有利于學(xué)生全面 客觀分析問題。精 講 總 結(jié)1. 限制細胞長大的因素主要有 兩方面：一是細胞表面積與體 積的比；二是細胞的核質(zhì)比， 細胞核所控制的細胞大小與核 的大小成正比。所以細胞都很小，不能無限長 大。2. 由于受細胞器所占體積的影 響，細胞也不是越小越好。3. 多細胞生物體體積的增大還 有賴于細胞的增殖。傾聽，動手做筆記。明確細胞不能無 限長大的原因，從 而引出細胞增殖 的必要性，為第二