实验10-模拟探究细胞表面积与体积的关系

PAOPPPA 祝大家国庆快乐，中秋愉快！可别忘了10月6日与实验10的约会哦！APPPPP实验10模拟探究细胞表面积与体积的关系（10月6日9：009：30）一、 实验目的：通过探究细胞大小，即细胞的 与 之比，与物质 之间 的关系，探讨细胞 的原因。二、 实验原理：1、用不同体积的含酚酞的琼脂块模拟 ；2、用NaOH溶液模拟_；3、琼脂块中含有的 与NaOH相遇，呈 色，可显示物质在琼脂块中的扩散深度。用_ _模拟物质运输速率。三、实验流程四、注意事项解释1.制作琼脂块（边长分别为3cm,2cm,1cm的正方体）2.浸泡琼脂块（放入 中，浸泡10min）3.测量并记录结果（将琼脂块切成 ，观察颜色变化，变成红色部分代表 。）4.计算测量结果，得结论。1.浸泡时，须用塑料勺不时 琼脂块，但不能用勺子将琼脂块切开或挖动其表面。2每两次操作之间必须把刀 ，NaOH有腐蚀性，应避免与皮肤和眼睛接触。1.避免干扰实验结果2.避免干扰实验结果五、实验结论：琼脂块表面积与体积之比随着琼脂块的增大而 ；NaOH扩散的体积与整个琼脂块的体积之比随着琼脂块的增大而 。六课后讨论题答案：1.当NaOH与含酚酞的琼脂块相遇时，其中的酚酞变成紫红色，这是常用的检测NaOH的方法，从琼脂块的颜色变化就知道NaOH扩散到多远；在相同时间内，NaOH在每一琼脂块内扩散的深度基本相同，说明NaOH在每一琼脂块内扩散的速率是相同的。2.根据球体的体积公式V=4/3r3，表面积公式S=4r2，计算结果如下表。细胞直径（m）表面积（m2）体积（m3）比值（表面积/体积）201 2564 1870.30302 82614 1300.203.细胞越大，物质运输的效率越低，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的。细胞越大，需要与外界环境交流的物质越多；但是细胞体积越大，其表面积相对越小，细胞与周围环境之间物质交流的面积相对小了，所以物质运输的效率越低。实验11一、实验目的：表面积 体积 运输速率 不能无限长大的原因二、实验原理：细胞 扩散物质 酚酞 紫红 单位时间内，NaOH溶液在琼脂块中的扩散深度三、实验流程：NaOH溶液 两半 NaOH扩散的深度四、注意事项：翻动 擦干五、实验结论：减小 减小细胞不能无限长大的主要因素1.细胞表面积与体积的关系限制了细胞的长大；（表面积/体积）2.细胞大小还受细胞核的控制范围限制。（质/核）（补：那细胞是不是越小越好呢？P111）实验10 模拟探究细胞表面积与体积的关系1. 真核细胞的直径一般在10100微米之间。生物体细胞体积趋向于小的原因是（ ） 受细胞所能容纳的物质制约 相对面积小，有利于物质的迅速转运和交换 受细胞核所能控制的范围制约 相对面积大，有利于物质的迅速转运和交换A B C D2. （09江苏14）细胞作为生命活动的基本单位，其结构和功能高度统一。下列有关叙述正确的是 卵细胞体积较大有利于和周围环境进行物质交换，为胚胎早期发育提供所需养料哺乳动物成熟的红细胞表面积与体积之比相对较大，有利于提高气体交换效率小肠绒毛上皮细胞内有大量的线粒体，有助于物质运输的能量供应 哺乳动物成熟精子中细胞质较少，有利于精子运动 A B C D3. 在探究细胞体积与表面积关系的实验中，分别采用边长为1cm、2cm、3cm的含酚酞琼脂块，放入NaOH溶液，相同时间后，发现NaOH在三块琼脂块中扩散的深度（ ）A. 都一样 B. 体积越大，深度越大 C. 体积越小，深度越小 D. 边长2cm的扩散深度最大4. （05东北师大附中）生物体内细胞代谢速率与物质扩散的速度有关。同种物质虽然在细胞中扩散的快慢基本相同，但细胞大小不同，扩散的速率(扩散部位的体积占细胞体积的比)会有差异。有人设计了一种模型，用于研究这一问题。实验目的：略。 实验材料：略。实验步骤：(1)用小刀将琼脂块(内含酚酞)切成三块边长3cm、2cm和1cm的立方体；(2)将以上三块琼脂块样品浸在01Na0H溶液中，处理10min；(3)取出琼脂块样品，吸干浮液后，分别将每一样品切成两半，观察切面，测量每一切面上的NaOH扩散的深度，并计算出扩散部分的体积。请根据以上实验分析回答：(1)请你为此项实验拟定一个课题名称：_。(2)该项实验中所用到的细胞模型是_。(3)实验中在样品内加入的酚酞是为了检测NaOH在琼脂块中的扩散速度，原因是_实验得出样品有关数据如下表： 琼脂块样品 表面积cm2体积cm3比值(表面积体积) 1号(3cm)54 27 2：1 2号(2cm) 24 83：1 3号(1cm) 6 16：l 通过上表数据，你分析得出的结论是：_据此推测3个样品中，NaOH扩散部位的体积占细胞体积的比从大到小依次为_。(5)通常情况下，细胞的边长小于01cm。根据上述研究，可以对细胞的大小与物质扩散之间的关系做出合理的解释是_。答案：13：CCA2.解析：本题考查的是细胞大小与物质交换之间的关系。细胞体积越大，相对表面积越小，细胞与周围环境进行的物质交换越慢，故错，正确。线粒体是进行有氧呼吸的主要场所，为细胞提供能量，因此正确，而精子的细胞质大部分都消失，只保留细胞核，利于运动，因此选择B。4、(1)细胞的大小与物质扩散快慢之间关系的研究(其他意思相近者也可) (2)不同大小的琼脂块 (3)酚酞遇NaOH变红色(4)边长越大，其表面积与体积之比越小 3号2号1号 (5)当细胞的边长小于0.1cm时，表面积与体积比较大，物质扩散速率越快，细胞代谢效率高。实验11观察细胞的有丝分裂P115（10月6日9：3010：30）一实验目的：1制作洋葱根尖细胞有丝分裂装片。2观察植物细胞有丝分裂的过程，识别有丝分裂的不同时期，比较细胞周期不同时期的时间长短。3绘制植物细胞有丝分裂简图。二、 实验原理：1、有丝分裂是真核生物进行细胞分裂的 。细胞进行有丝分裂具有周期性， 包括 和分裂期（分裂期又分为 、 、 、 ）。2、在高等植物体内，有丝分裂常见于根尖、芽尖等分生区，茎形成层细胞。由于各个细胞的分裂是独立进行的，因此，当染色体被碱性染料着色后，通过在 下观察，同一组织中可以看到不同 细胞内 的存在状态。从而判断细胞各处于有丝分裂的哪个时期。 三、实验流程（解离漂洗染色制片）四、注意事项分析1.培养根尖：当根长到5cm时，就可以做实验材料了。C 解离：将根尖放入 液，使组织中细胞相互分离开来。（35min） （用清水）（约10min）2.制作装片染色：用 溶液使 着色）（35min）A制片： 取放根尖滴清水弄碎根尖盖压先用 镜寻找到 区的细胞，再换上 镜，寻找细胞分裂的各时期图。3.观察装片4.绘图：在以下空白处绘出同一种生物的（设染色体为2对）细胞分裂（有丝分裂、减、减）中期和后期的细胞图讨论：制作好洋葱根尖有丝分裂装片的关键是什么？答：制作好洋葱根尖有丝分裂装片的关键有以下几点：（1）剪取洋葱根尖材料时，应该在洋葱根尖细胞一天之中分裂最活跃的时间；（2）解离时，要将根尖细胞杀死，细胞间质被溶解，使细胞容易分离；（3）压片时，用力的大小要适当，要使根尖被压平，细胞分散开。J1.保水温，勤换水。2.1解离时间要保证，细胞才能分散开来。解离时间也不宜过长。2.2.漂洗要充分，可换水12次。2.3染色时间不宜过长，否则显微镜下一片紫色，无法观察。2.4要弄碎根尖，再垂直向下均匀用力压片，不可移动盖玻片，3.分生区的细胞特点：细胞呈 形，核较大，有处于 的细胞。1.因为细胞分裂和生长需要水分、适宜的温度和氧气。2.1溶解细胞间质，使组织中的细胞相互分离开来。此时，细胞已被盐酸杀死。否则，根尖过于酥软且染色体成分被破坏，无法取出。2.2.洗去解离液，防止解离过度，有利着色。2.3龙胆紫等为碱性染料，可使染色体着色。醋酸洋红溶液也能使染色体着色2.4使细胞分散，避免细胞重叠，便于观察。做得成功的装片，标本被压成云雾状。二、实验原理：主要方式 一个细胞周期 分裂间期 前期 中期 后期 末期 高倍镜 时期 染色体三、实验流程：盐酸乙醇解离 漂洗 龙胆紫 染色体 低倍 分生 高倍四、注意事项：正方 分裂期1. 在制作洋葱根尖有丝分裂装片的过程中，细胞停止分裂的时间是（） .解离时.漂洗时.染色时.压片时分裂期2.3小时分裂间期10.4小时2. 右图示洋葱根尖分生区细胞的细胞周期。假设洋葱根尖细胞的细胞周期大多开始于夜晚2200点，若要观察洋葱根尖细胞的有丝分裂过程，取材的最佳时间是A夜晚2200至018B次日824至1042C次日1042至1300之间D次日018至1042之间3. （09江苏6）有1位同学做根尖有丝分裂实验，在显微镜中观察到的图像如图所示。造成这种情况的原因可能是 取材位置不合适 取材时间不合适制片时压片力量不合适 解离时间不合适视野选择不合适 A B C D4. 在进行“观察植物细胞有丝分裂”实验中，甲、乙、丙3位同学在剪取洋葱根尖后立即进行的操作步骤如下：学生操作步骤解离漂洗染色制片观察甲+乙+丙+请问：甲、乙、丙观察到的实验结果依次是（ ）染色体未着上颜色，无法看清细胞重叠，看不到染色体染色体着上颜色，清晰可见染色体着色很浅，模糊不清A BCD5. 下图表示洋葱根尖细胞有丝分裂装片的制作与观察，据图回答： A过程叫_，作用是_。 C过程叫_，主要目的是_。 D过程中需要对载玻片上的根尖进行按压，以促使细胞_。 E过程中需要先在低倍镜下找到根尖的_，才能进行下一步的观察。1.A 2.B 3.C 4.C 3.解析：由图观察，细胞多处于未分裂状态，故可能取材时间不合适，细胞分裂不旺盛；且视野中有一些细胞为长形，可能取自伸长区细胞，为取材位置不合适，应取分生区细胞；也有可能是视野选择不当，没有找到合适视野观察；由图知细胞均分散开，故不可能为所述原因。C 5 解离；使组织中的细胞分离开来 染色；使染色体着色 分散开 生长点6. 回答“观察植物细胞有丝分裂实验”中的有关问题： 观察材料取洋葱根尖的原因是_。 将切取的洋葱根尖放入质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精溶液中，在室温下35分钟的目的是：_。 将洋葱根尖从盐酸溶液中取出，先要_，接着放入_或_中进行染色，目的是为了_。74 根尖生长点细胞分裂旺盛 使组织细胞相互分离 用清水漂洗；龙胆紫；醋酸洋红溶液；便于观察染色体7. (07揭阳一模)36、 (7分)某小组同学做了以下实验。 实验材料：洋葱根尖细胞有丝分裂切片 方法：某学生用高倍显微镜取样观察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MlM2M3M分裂期前期A1A2A3A中期B1B2B3B后期ClC2C3C末期DlD2D3D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：表中的样本1、样本2、样本3具体是指什么？ 。这里的计数细胞的总数N具体是指什么？ 。表中M的数值与样本1、样本2、样本3的关系是 。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。建立此数学模型的重要步骤之一是提出假设使研究对象得以简化，在这里你所提出的假设是 。结合你所学的知识回答：哪一阶段所需的时间最长? 。你怎样用表中的数据来说明你的结论? 。77.（7分）三个不同视野中的细胞。 3个样本中的细胞总数。 M=Ml+M2+M3 M/N720 (分钟)。 温度、营养、空间等环境条件适宜，细胞分裂不受外界条件影响。 分裂间期。 MN720值最大。 或：统计中分裂间期的细胞数最多。1. （走向高考）科学家研究发现，微生物细胞的代谢异常旺盛，每小时所转化的物质可达自身重量的成千上万倍，这是同等重量的高等动植物所望尘莫及的。资料显示，一般情况下生物体越小，越能迅速地与外界环境进行物质交换，其单位时间内所转化物质的重量与其体重之比就越大。请你用以下所给的材料用具设计一个模拟实验（提示：物质的转化量可用物质的吸收量来反映。）（一）设计实验实验目的：（略）实验材料：琼脂块、 0.01%NaCl（可被琼脂块吸收）、天平、小刀、尺子等实验步骤：第一步：用小刀将琼脂块切成三组边长分别为3cm、2cm和1cm的立方体小块；第二步：_ _ _；第三步：_ _；第四步：_ _预期结果：_ _；实验结论：_ _。（二）回答问题：（1）该研究中所用的三种大小不同的琼脂块代表_。（2）有人计算了三种琼脂块表面积与体积得出相关数据如下表：通过对表中数据的分析，你得出的结论是琼脂块边长（cm）表面积（cm）体积（cm）比值（表面积：体积）354272：122483：11616：1（3）综合上述模拟实验及对表格数据的分析，你对微生物的代谢异常旺盛这一现象的解释是 _ 。6（一）第二步：用天平称取等量的三种边长的琼脂块，并记录下其重量然后将其同时放入盛有足量NaCl溶液的烧杯中；第三步：一定时间后（不能过短或过长），同时取出所有琼脂块，用吸水纸吸去浮液；第四步：用天平分别称取三组琼脂块的重量，并分别计算出三组琼脂块增加的重量与其原来重量之比。预期结果：三组琼脂块增重与原重之比由小到大依次是：3cm组2cm组1cm组（或边长越小的琼脂块，其增重与原重之比越大）实验结论：同等重量的生物体（琼脂块），生物体（琼脂块）体积越小，单位时间内所转化物质的重量与体重之比就越大（二）（1）三种不同体积的生物体（微生物） （2）物体越小，其表面积与体积之比就越大 （3）微生物体积小，表面积与体积之比较大，单位时间内所转化物质的重量与体重之比较大（注意：依据提示和提供的材料做实验）8. 光学显微镜下可用于区别动植物细胞有丝分裂的一项是（） .染色体数目.有无纺缍丝.细胞质分裂方式.细胞核分裂方式9. 下列四组试剂中，用来制作洋葱根尖细胞有丝分裂观察的一组是（ ） A1%的龙胆紫溶液、10%的盐酸 B0.1g/ml的NaOH、0.01g/ml的CuSO4 C用30%的蔗糖溶液、清水 D丙酮、石油醚、苯10. 洋葱有丝分裂装片制作过程的正确 步骤是（ ）A解离染色漂洗压片 B解离染色漂洗固定 C解离漂洗染色压片 D压片染色解离漂洗3（江苏4）下列有关细胞生命活动的叙述，正确的是 A分裂期的细胞不进行DNA复制和蛋白质合成 B免疫系统中的记忆细胞既有分化潜能又有自我更新能力C凋亡细胞内的基因表达都下降，酶活性减弱 D原癌基因突变促使细胞癌变，抑癌基因突变抑制细胞癌变解析：本题考查细胞生命活动的知识。A中细胞在分裂期需要很多酶参与，所以会有蛋白质的合成，但复制是在间期完成的，在分裂期不再复制B中记忆细胞在二次免疫中接受抗原的再次刺激后会迅速增殖分化成相应的效应细胞，故具有分化和自我更新能力C中基因表达都下降，酶活性减弱是细胞衰老的特征不是细胞凋亡的特征D中原癌基因和抑癌基因发生突变均会引起细胞癌变答案：B46. （天津1）下列选项中，两类细胞的染色体数目均可呈周期性变化的是A. 蛙的红细胞与淋巴细胞B. 小鼠骨髓瘤细胞与杂交瘤细胞C. 人的胚胎干细胞与成熟红细胞D. 牛的精细胞与精原细胞答案：B【解析】染色体数目呈周期性变化的一定是处于分裂的细胞，题中蛙的红细胞、淋巴细胞、成熟的红细胞、牛的精细胞均不再分裂了，小鼠骨髓瘤细胞、杂交瘤细胞以及精原细胞都具有细胞周期，能进行分裂，所以B正确。2. 参天大树和小草在细胞的大小上并无差异，鲸的细胞也不一定比蚂蚁的细胞大，以下解释正确的是A细胞体积大，相对面积小，有利于细胞接受外界信息和外界交换物质B细胞体积大，相对面积也大，有利于细胞接受外界信息和外界交换物质C直径越小的细胞，相对面积大，有利于细胞接受外界信息和外界交换物质D细胞体积小，相对面积也小，有利于细胞接受外界信息和外界交换物质3. 下列哪种细胞是观察动物细胞有丝分裂的最佳材