Question

1．經(jīng)過實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證實(shí)：細(xì)胞的表面積與體積之比越大，細(xì)胞與環(huán)境之間進(jìn)行物質(zhì)交換的效率越高．含酚酞的瓊脂遇到NaOH會呈現(xiàn)紫色，通過測量NaOH向瓊脂塊內(nèi)擴(kuò)散的深度計(jì)算出NaOH擴(kuò)散的體積，再根據(jù)表面積與體積的比值，來分析得出結(jié)論．請你用瓊脂塊模擬細(xì)胞來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證該結(jié)論．
（1）提供的材料和試劑：塑料刀，防護(hù)手套，毫米尺，塑料勺，燒杯，吸水紙，邊長為8cm的含酚酞的瓊脂正方塊，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1的NaOH溶液．
（2）方法步驟：
①用塑料刀將含酚酞的瓊脂切成邊長分別為1、2、3cm的立方塊．
②將3個瓊脂塊放在燒杯中，加入NaOH溶液，將瓊脂塊淹沒，用塑料勺不斷攪拌．，浸泡10分鐘．
③戴上手套，用塑料勺將瓊脂塊取出，用吸水紙將溶液吸干．
④用塑料刀將瓊脂塊切成兩半，觀察并測量NaOH擴(kuò)散的溶度，作記錄．
⑤將測量及計(jì)算結(jié)果填入表格

瓊脂的邊長（cm）	比值（表面積/體積）	NaOH擴(kuò)散深度（cm）	比值（NaOH）擴(kuò)散的體積/整個瓊脂塊體積
1	6	X	a
2	3	Y	b
3	2	Z	c

應(yīng)根據(jù)什么測量出NaOH的擴(kuò)散深度？測量瓊脂塊上NaOH擴(kuò)散的厚度，預(yù)測a、b、c大小的關(guān)系為a＞b＞c．
（3）分析和結(jié)論：
分析：瓊脂塊的體積越小，相對的表面積越大，物質(zhì)交換越快；反之越慢．
結(jié)論：細(xì)胞越大，與環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換的效率越慢．因此，生物體器官的大小取決于細(xì)胞的數(shù)量．通過以上實(shí)驗(yàn)可以說明，細(xì)胞的體積不能無限增大，因?yàn)榧?xì)胞過大，與環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換效率低，不能保證細(xì)胞生命活動和能量的需求．

Answer 1

分析 分析表格中的信息可知，該實(shí)驗(yàn)的自變量是不同邊長的瓊脂塊，瓊脂的邊長分別是1cm、2cm、3cm；因變量是NaOH擴(kuò)散的厚度和（NaOH）擴(kuò)散的體積/整個瓊脂塊體積的比值，因此實(shí)驗(yàn)的目的是通過模擬細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)探究細(xì)胞大小，即細(xì)胞的表面積與體積之比與物質(zhì)運(yùn)輸效率之間的關(guān)系，進(jìn)一步探討細(xì)胞不能無限長大的原因．

解答 解：（2）①由表格提示可知，用塑料刀將含酚酞的瓊脂切成邊長分別是1、2、3cm的立方塊．
②將3個瓊脂塊放在燒杯中，加入NaOH，溶液，將瓊脂塊淹沒，并攪拌浸泡10分鐘．
⑤用塑料尺對瓊脂塊NaOH擴(kuò)散的深度進(jìn)行測量，由于NaOH在瓊脂中擴(kuò)散的速度相同，因此不同邊長的瓊脂塊中，NaOH擴(kuò)散的厚度相同，體積相同，而整個瓊脂塊的體積是分別是1、8、27因此NaOH擴(kuò)散的體積/整個瓊脂塊體積的比值是a＞b＞c．
（3）分析與討論：
分析：由表格信息可知，瓊脂塊的體積越小，相對的表面積越越大，NaOH擴(kuò)散的體積/整個瓊脂塊體積的比值越大，即物質(zhì)交換越快，反之越慢．
結(jié)論：細(xì)胞越大，與環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換的效率越慢，生物體器官的大小取決于細(xì)胞的數(shù)量和大小，由于細(xì)胞體積越大，與環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換效率低，不能保證細(xì)胞生命活動和能量的需求，所以細(xì)胞不能無限長大，因此生物器官的大小主要取決于細(xì)胞的數(shù)量．
故答案為：
（2）①邊長分別為1、2、3cm
②NaOH
⑤塑料尺  NaOH擴(kuò)散  a＞b＞c
（3）大   慢  數(shù)量    不能無限增大

點(diǎn)評 本題旨在考查學(xué)生對通過模擬實(shí)驗(yàn)探究細(xì)胞不能無限長大的原因的實(shí)驗(yàn)的掌握并對相關(guān)知識進(jìn)行再現(xiàn)的能力．