细胞大小与物质运输的关系

细胞大小与物质运输的关系
细胞小，物质运输速率快，细胞大，物质运输速率慢。

细胞运输主要是细胞与环境间的物质交换，包括细胞对营养物质的吸取、原材料的摄取和代谢废物的消除及产物的分泌。

似细胞从血液中吸取葡萄糖以及细胞质膜上的离子泵将Na+泵出、将K+泵入细胞都属于这种运输范围。

扩展资料
细胞运输
不同的'细胞大小会有不同的相对表面积（表面积/体积），而相对表面积会影响到物质的运输速率，即细胞体积小相对表面积大，物质运输速率快；而细胞体积大相对表面积反而小，物质运输速率也就慢了。

这也是大多数细胞的面积都是比较小的原因，除此以外，细胞核内遗传物质的量有限也决定了细胞不能太大。

细胞大小与物质运输的关系第三小组主讲：肖玉姣一、教学目标：1、知识目标（1）、通过实验得到细胞大小与物质运输的关系；（2）、收集实验数据并进行分析；（3）、能解释细胞不能无限长大的原因。

2．能力目标（1）、学会运用数据、表格分析问题。

（3）、尝试通过实验及其结果得出自己的结论3．情感态度与价值观体验合作学习的乐趣二、教学内容：用琼脂块模拟的细胞和用NaOH溶液作为被运输的物质进行实验，探究细胞大小与物质运输的关系，得到细胞越大，物质运输效率越慢，细胞越小，物质运输效率越快的结论。

因而细胞不能无限长大，但是我们的生物体又要长大，要靠什么来增大体积呢。

所以当细胞长到一定的体积之后，就要不断地进行分裂增殖，通过增加细胞的数量来增大生物体的体积。

从而引出下节课将要学习的内容。

二、教学重难点：1、教学重点：利用模型探究细胞大小与物质运输的关系；利用其他材料自主进行实验探究。

2、教学难点：理解细胞大小与物质运输的关系的关系；根据观察实验结果小组进行分析汇报。

四、教学材料：本节课是人教版必修一第六章第一节的内容。

通过实验，得到细胞大小与物质运输的关系。

用来解释细胞不能无限长大。

但是我们的生物体又要长大，要靠什么来增大体积呢。

所以当细胞长到一定的体积之后，就要不断地进行分裂增殖，通过增加细胞的数量来增大生物体的体积。

为下节课内容做铺垫。

五、教学过程与方法：教学内容教师的组织和引导学生活动教学意图导入引导学生理解用琼脂模拟不同大小细胞的原因（即选择同学们请看黑板上的资料，给出的是不同种类的生物其细胞大小，从中我们可以很清楚的看到，不管是动物细胞还是植物细胞，细胞大小都没有明显的差别，并且都很小，直径大约都20~30um之间。

我们知道，细胞要保持正常的生命活动就要不断地进行物质运输，但是，细胞这么小，它能满足物质运输的需求吗？细胞大小与物质运输之间到底是怎样的关系呢？为此，我们将通过今天的模拟实验来进行探讨。

我们要探究的是“细胞大小与物质运输的关系”，首先我们就要模拟出不同大小的细胞。

细胞大小与物质运输的关系-教案第一章：引言1.1 教学目标让学生了解细胞的基本概念。

让学生理解细胞大小与物质运输的关系。

1.2 教学内容细胞的概念：介绍细胞是生命的基本单位，构成生物体的所有组织和器官。

细胞大小与物质运输的关系：解释细胞的大小与其表面积与体积的比例，以及如何影响物质的进出。

1.3 教学方法采用讲授法，讲解细胞的基本概念和细胞大小与物质运输的关系。

利用图片和图表，帮助学生直观地理解细胞的大小和物质运输的过程。

1.4 教学活动引入话题：通过提问方式引导学生思考细胞的重要性。

讲解细胞的概念：简要介绍细胞的历史和功能。

讲解细胞大小与物质运输的关系：使用图片和图表来说明细胞大小与物质运输的效率之间的关系。

第二章：细胞的表面积与体积的比例2.1 教学目标让学生理解细胞的表面积与体积的比例对物质运输的影响。

2.2 教学内容表面积与体积的比例：解释细胞表面积与体积的比例对物质的吸收和排放的影响。

实例讲解：通过具体的例子来说明表面积与体积的比例对细胞功能的限制。

2.3 教学方法采用讲解法，解释细胞的表面积与体积的比例对物质运输的影响。

使用图示和模型，帮助学生直观地理解表面积与体积的比例的概念。

2.4 教学活动回顾细胞的概念：简要回顾细胞的基本特征。

讲解细胞的表面积与体积的比例：解释表面积与体积的比例对物质运输的影响。

举例说明：通过具体的例子来说明表面积与体积的比例对细胞功能的限制。

第三章：细胞大小与物质运输的关系3.1 教学目标让学生理解细胞大小与物质运输的关系。

3.2 教学内容细胞大小与物质运输的关系：解释细胞的大小与其表面积与体积的比例，以及如何影响物质的进出。

实例讲解：通过具体的例子来说明细胞大小与物质运输的关系。

3.3 教学方法采用讲解法，解释细胞大小与物质运输的关系。

使用图示和模型，帮助学生直观地理解细胞大小与物质运输的关系。

3.4 教学活动回顾细胞的表面积与体积的比例：简要回顾上一章节的内容。

【实验8】细胞大小与物质运输的关系活动目标1．尝试探究细胞大小与物质运输的关系。

2．探讨细胞不能无限长大的原因。

背景资料为什么细胞如此之小？一些科学家认为，细胞体积小是与其功能有关的。

细胞内要进行许许多多的化学反应，而这些化学反应需要很多原材料。

原材料来自细胞外，必须经过细胞膜运送进细胞内。

细胞越小，其表面积与体积之比就越大，物质运输的效率越高。

操作指南1．材料 3 cm×3 cm×6 cm的含酚酞的琼脂块（NaOH和酚酞相遇，呈紫红色）2．用具毫米尺，塑料勺，塑料刀(解剖刀)，餐巾纸，防护手套，烧杯。

3．试剂质量分数为0．1%的NaOH溶液4．操作要点（1）用塑料刀(解剖刀)把琼脂块切成三块边长分别为3 cm、2 cm和1 cm的立方体。

注意：都应切成标准的立方体，以保证体积和表面积的准确。

（2）把3块立方体琼脂块放在烧杯内，加入NaOH溶液将琼脂块淹没，用塑料勺不时翻动琼脂块10 min。

注意：①NaOH有刺激性，会腐蚀衣服，应避免与皮肤和眼睛接触，如泼洒出来，立即告诉老师，并用水冲洗泼洒处15 min；②NaOH作用于琼脂块的时间应一致。

（3）10 min后戴上手套，用塑料勺把琼脂块从NaOH溶液中取出来，用餐巾纸把它们吸干。

没干之前不要接触它们，以免在后面的操作中，琼脂块表面的NaOH溶液从切口流进去。

再用塑料刀把每一个琼脂块切成两半。

注意：每次切之前都应该把刀擦干净，以免不同琼脂块上的酚酞相互污染，影响实验结果。

（4）观察切面，测量每一种琼脂块上NaOH扩散的深度。

（5）把实验结果记录在下表中。

（6）把手洗干净，离开实验室。

教学设计1．引言用投影仪展示象和鼠的图片。

提出问题：象和鼠的身体都是由微小的细胞组成的，它们的个体大小相差悬殊，但同一器官、组织的细胞，其大小相差无几。

细胞为什么都如此之小？2．提出假说，设计实验一些科学家认为，细胞体积小是与其功能有关的。

细胞内要进行许许多多的化学反应，而这些化学反应需要很多原材料。

实验：细胞大小与物质运输的关系教学设计河南省焦作市第四中学陈乐乐各位评委、各位老师：大家好;我说课的题目是实验：细胞大小与物质运输的关系..我将从以下五个方面阐述我的教学设计..一、实验内容设计一教材分析本课题在教材中的位置、内容和作用：细胞大小与物质运输的关系是必修1第6章第1节“细胞的增殖”中的实验课题..教材运用类似模型模拟细胞进行物质运输;探讨细胞不能无限长大的原因..通过本实验的学习;促进学生体会科学探究的思维过程和方法;培养学生严谨科学的态度和精神..二教学策略分析教材实验方案不足之处与提出改进后的实验方案（三）教学重难点教学重点：实验改进思路的提出及改进方案的确立..教学难点：改进思路的提出及实验过程二、实验教学目标1.知识目标：理解细胞表面积与体积的关系;以及细胞大小与物质运输效率的关系..2.能力目标：提高分析问题和解决问题的能力..提高运用数学、物理方法处理和分析实验数据的能力3.情感目标：养成质疑、求实、创新及勇于实践的科学精神和科学态度..三、实验方法设计依据新课程理念;结合教学目标;为突破重难点;确立教法与学法：教法：合作讨论、启发式点拨、对比研究等学法：实验法为主体、融合讨论法、比较法、归纳法四．教学过程设计教学过程分六个环节;其中确立方案实施实验是重要环节..一问题导入针对教材方案：含酚酞的琼脂块放入0.1％NaOH 溶液中浸泡10分钟;观察NaOH扩散的深度..提出三个问题让学生思考..问题：1.教材方案中用什么模拟细胞2.用什么模拟被细胞吸收的物质3.如何确认物质扩散的深度目的：弄清楚实验目的;实验原理的基础上开展实验..理解实验原理;为后面改进思路的提出作铺垫..二教材方案分析：该实验用含酚酞的琼脂块模拟细胞; 用 NaOH 溶液模拟被细胞吸收的物质..由于酚酞遇 NaOH 变红; 可通过观察琼脂块由无色变成粉红色;了解 NaOH 分子扩散进入琼脂块的过程..测量 NaOH 分子扩散进琼脂块的深度;并计算在相同时间内NaOH 扩散进入琼脂块的体积与琼脂块的总体积之比;从而反映细胞物质运输的效率..但由于 NaOH 有腐蚀性;不少学生在实验操作中很紧张;怕 NaOH 溅到皮肤上;进而影响实验顺利进行..三针对问题;提出改进思路因此;在新课标倡导探究性学习理念的指导下;完成课本模拟实验后;引导学生对该实验进行反思：能否对本实验进行改进;利用易获得且更安全的实验材料和试剂; 确保探究实验安全、顺利、高效地开展.. 教师启发点拨;师生通过共同讨论、调查文献、归纳出一系列改进方案..四确立改进方案并实施经过多次预实验摸索;并选择更为安全;更为有效的试剂;最终确立改进后的实验方案：①用马铃薯块代替琼脂块;用碘－碘化钾溶液替代NaOH 溶液;节约实验成本;无腐蚀性;降低实验风险;保护实验者..②利用豆腐块代替琼脂块;用红墨水代替NaOH 溶液;豆腐成本低廉;韧性好;翻动时不易损伤;可从市场上直接购买; 取材容易;成本低..1.实验前的准备：材料用具马铃薯、豆腐、碘-碘化钾溶液碘化钾 15 g；蒸馏水 500 mL；碘 5 g、红墨水、烧杯、天平、酒精灯、塑料勺、吸水纸、毫米尺、小刀、一次性手套等..2.实验操作：马铃薯部分1将马铃薯切成边长分别为1 cm、2 cm、3 cm 的小块2最初学生把生的马铃薯块放入碘-碘化钾溶液中;发现只有薯块外面变成蓝色;而切面上无颜色变化.. 在教师的启发点拨下;学生发现是因为马铃薯的活细胞膜具有选择透过性; 阻止了碘/碘离子进入细胞;故切面上不会出现蓝色反应.. 将马铃薯块放入热水中并用酒精灯加热处理; 再进行上述实验..320 min 以后;用塑料勺将马铃薯块从碘液中取出;用吸水纸将其吸干;然后从中间切成两半;观察切面; 用毫米尺测量每块土豆块上碘扩散的深度; 观察碘扩散进去的深度是否一致..记录深度;并在表格上填写相关数据.. 图片豆腐块部分 1将豆腐切成边长分别为1 cm、2 cm、3 cm 的小块..2将豆腐块放入红墨水中 20 min 以后;用塑料勺将豆腐块从红墨水中取出;用吸水纸吸干;然后从中间切成两半;观察切面;用毫米尺测量每块豆腐块上红墨水扩散的深度;记录并分析数据..图片3.结果展示：测量、记录后;处理数据;小组间交流展示..引导学生根据表格数据讨论总结;得出实验结论..表格及数据如下：表1：表2：表3：4：表越小;物质扩散体积/马铃薯块豆腐块体积比就越小实验结论:细胞体积越大;相对表面积越小;细胞的物质运输效率就越低;所以;细胞不能无限长大..4.交流评价：同学们就改进后的实验方案与教材实验比较;评价;亲自体会改进方案获得良好实验效果的喜悦..马铃薯、豆腐、红墨水来自生活;学生认识到生活中处处可以获取实验材料..五课堂小结师生共同归纳总结改进方案中的创新要点：1.实验原理的改进2.实验材料和试剂的改进目的：让学生体会到实验改进的一般思路..实验目的不变;实验材料、实验试剂、实验原理是否可改促进学生实验创新技能的提升..六课堂延伸由于本实验利用了有颜色的反应确认物质扩散的深度;学生联想到三大有机物的检测实验..提出方案：豆腐块放在双缩脲试剂中观察;很遗憾;该实验失败了;因为紫色络合物溶于水;豆腐块慢慢变软被分解了图片..五．教学反思和自我评价1.在一系列探究活动中;“动手”+“动眼”+“动脑”+“动口”多角度达成本节课的教学目标..很好地锻炼了学生分析问题和解决问题的能力;实验操作技能和实验创新能力均得以提升..2.学生学会从生活中发现可以利用的生物学实验材料;增强了实验的实用性;拉近了生物学实验与生活的距离..3.实践的重要性..为达到最佳实验效果;课前我带领兴趣小组进行了多次操作..本实验中：碘—碘化钾溶液的浓度、用量；马铃薯块实验前的加热与否；扩散的时间等多种因素都会影响到实验效果..以上是我的说课内容;各位评委老师辛苦了;谢谢大家。

探究《细胞大小与物质运输的关系》创新实验设计方案1.实验在教材中的地位和作用“细胞大小与物质运输的关系”是高中生物苏教版必修一第五章“细胞增殖”内容的一个实验，通过本实验形象的说明了“细胞不能无限长大”的一个重要原因是：细胞相对表面积的限制。

学生通过模拟实验将微观细胞实体化、直观化，借助数学模型理解细胞不能无限长大的原因，对后面学习细胞的增殖、分化、衰老等有着非常重要的意义。

1.实验原型与不足：1.实验原型：原实验取三块边长分别为3cm、2cm、1cm的正方体琼脂块，模拟体积不同细胞，将其放在加入NaOH溶液的烧杯中淹没浸泡10min, 由于琼脂块内含有酚酞，物质在细胞中扩散速率是一定的，NaOH溶液通过渗透作用进入琼脂块会使其呈现紫红色，可依据颜色向内扩散的深度模拟这三个“细胞”中物质扩散效率，从而解释了细胞不能无限长大是的原因之一是细胞体积大小影响了物质运输效率。

实验结果：琼脂块越小，相对表面积（表面积∕ 体积）越大，物质在琼脂块中扩散的相对速率越大。

1.实验原型的不足之处该试验虽然能模拟出预期的实验效果，但存在以下不足：1.制作含有酚酞的琼脂块相对复杂，耗费时间，NaOH溶液有腐蚀性、操作时有安全隐患。

2.实验现象并不明显直观，用琼脂块模拟细胞不能体现细胞膜的结构，同时不能观察到物质进出细胞的动态过程。

1.实验的改进与创新1.实验改进针对实验原型中不足之处（1），进行材料的改进:用浅色凉粉替代琼脂块，用稀释后的红墨水替代NaOH溶液。

改进后取材方便，操作简单，现在现象明显。

1.实验创新课堂教学过程中有同学提出问题：能否模拟物质出细胞的过程呢？能否依据流出“细胞”物质的体积与原细胞体积的比值来解释细胞大小与物质运输效率的关系？师生通过讨论实践，将原实验模型进行如下创新：新实验研究物质进出细胞的当时从原来的进去细胞改为研究物质出细胞，模拟细胞的材料由加入酚酞不同体积的琼脂块改为不同体积得塑料瓶。

细胞大小与物质运输的关系【教材分析】《细胞大小与物质运输的关系》是人教版必修1第六章第一节的第一课时。

本节课是模拟探究实验，学生在探究实验中感悟原理，而不是直接告诉学生原理，这是与旧教材最明显的不同。

也是新课标“新”的体现。

把本实验安排在“细胞分裂”内容之前，目的在于先让学生通过探究知道细胞不能无限长大的原因，明白了细胞分裂的必要性，再来学习细胞分裂，体现知识的系统性。

从探究活动的类型来看，本实验是一个模拟探究实验，引用模型来解释生物上的原理，也体现了新课标对数学在生物上运用的重视。

从探究的内容来看，本实验属于部分探究实验，探究活动的问题已经给出，探究的计划已经制定好，学生只需完成收集数据、并对数据进行概括和推理，有利于学生即堂完成。

本实验操作过程比较简单，但实验后的的讨论题却有相当的思维力度，需要学生开动脑筋思考，并且要用联想的方法将模拟实验的结果迁移至真实的细胞。

亲身参与、感性认识会提高学生思考的活跃程度，激发求知欲，学生会讨论得很热烈。

这种亲历探究、师生互动的教学场景下是今于所倡导的探究性学习所需要的。

【学情分析】学生在初中已经学习过“细胞通过分裂产生新细胞”“受精卵通过细胞分裂和分化”等知识。

也具有相应的化学知识，知道本实验中NaOH与酚酞的显色原理。

学生在本模块前面的学习中，已经进行过其它的探究活动，对探究实验的过程和方法有一定的认识，在操作技能上也有一定的基础。

有的学生比较喜欢动手操作，但不愿意深入思考。

有的学生习惯于老师说什么就记什么，缺乏探究精神。

大多数学生习惯于对直观事物的观察和描述，现用模型来代替细胞具有一定的抽象性，需要学生运用联想迁移进行思考，有一定的难度。

【教学目标】1.知识目标(1)描述细胞表面积与体积的比例关系。

(2)分析得出表面积与体积之比较大者，其细胞代谢效率较高。

(3)概述细胞不能无限长大的原因。

(4)通过模拟实验，体验细胞必须要保持一定的体积，并认同细胞生长到一定大小后停止生长，细胞进入分裂增殖。

“细胞大小与物质运输的关系”实验教学改进作者：吴旭春来源：《中学生物学》2018年第01期1实验背景“细胞大小与物质运输的关系”是人教版教科书《必修1.分子与细胞》第六章“细胞的生命历程”中的第一节“细胞增殖”中的一个模拟实验。

为了说明“细胞为什么不能无限长大”的原因之一是细胞表面积与体积关系的限制，设计了这个模拟实验。

本模拟实验中以含有酚酞的琼脂块模拟细胞；以NaOH溶液模拟被细胞吸收的物质。

由于酚酞遇NaOH显粉红色，学生可通过观察琼脂块“细胞”由无色变成粉红色的过程，了解NaOH分子扩散进入“细胞”的过程；再通过测量NaOH扩散进入琼脂块“细胞”的深度，获得相应数据。

学生经计算、比较不同体积琼脂块“细胞”吸收物质的速率，可预测细胞表面积、体积之比与细胞代谢、物质运输的关系，进而理解细胞不能无限长大的原因。

2课本实验设计方案和原理2.1实验方案①用含有酚酞的琼脂块模拟细胞，用边长分别为3cm、2cm、1cm正方体琼脂块代表不同细胞的大小。

②质量分数为0.1%的NaOH溶液模拟细胞吸收的物质。

2.2实验原理①含有酚酞的琼脂块遇到NaOH，会变为红色。

利用酚酞与碱性溶液变红的特性，学生容易观察和测量NaOH扩散进入琼脂的深度。

②NaOH在琼脂块中扩散的速度相同，在相同时间内，NaOH扩散的深度（或琼脂块变红的体积）与琼脂块的总体积的比值可以反映NaOH在琼脂块中扩散的效率。

此过程可模拟细胞大小与物质运输效率的关系。

3该模拟实验在实际操作过程中遇到问题的思考3.1琼脂块的制作问题①获取琼脂对于学生来说比较麻烦，但从材料选取角度来讲应该是方便易取、便于观察。

②琼脂块的制作要配制浓度比例，琼脂浓度太高则琼脂块会太硬，影响实验现象；琼脂浓度太低，则琼脂块易变形会影响切割。

③琼脂在熔化加热过程中要不断搅拌，否则易引起焦糊甚至导致烧杯破裂。

3.2酚酞与NaOH的安全性问题酚酞是极易引起过敏的一种物质，操作过程中要戴一次性防护手套，避免直接接触皮肤。

《细胞大小与物质运输关系》的实验改进和思维拓展发表时间：2015-09-24T09:49:48.697Z 来源：《素质教育》2015年10月总第187期供稿作者：马国芹[导读] 山东省招远九中 “细胞大小与物质运输的关系”是人教版高中生物必修一第六章第一节的一个模拟实验。

马国芹山东省招远九中265400一、教材分析“细胞大小与物质运输的关系”是人教版高中生物必修一第六章第一节的一个模拟实验。

这是继学习了“细胞的物质运输”之后而学习“细胞增殖”之前的一个重要衔接点。

通过本实验的学习，学生就很容易理解为什么多细胞生物体是由许多个体积很小的细胞而不是几个较大的细胞构成的，为后续“细胞增殖”的学习奠定了基础；同时也充分体现了教材编排的逻辑性和连续性，具有承上启下的重要作用。

二、学情分析1.知识基础已具有相应的化学知识：NaOH与酚酞、淀粉与碘液的显色原理；具有相应的数学知识：计算正方体、圆柱体的体积和表面积等。

2.能力基础经过之前的学习，学生已具有一定的分析问题和解决问题的能力，具有一定的实验操作技能。

已进行过其它课题的探究，对探究的过程和方法有了一定的认识。

三、教学方法问题探究法和合作探究法。

四、三维目标1.知识目标通过探究细胞大小（细胞的表面积与体积之比）与物质运输效率之间的关系，探讨细胞不能无限长大的原因。

2.能力目标（1）通过对实验材料、用具和原有数学模型的改进，提高学生的创新探究能力。

（2）适时引导，提高学生的逆向思维能力和建模能力等。

3.情感态度与价值观目标通过学生动手探究，以及师生间、同学间的交流，培养学生的团队精神，提升学生的生物科学素养，培养学生乐于思考和探究的精神。

五、实验创新1.创新分析（1）本实验用含酚酞的琼脂块和NaOH作材料，因NaOH属于强碱，具有一定的腐蚀性，所以不少学生在实验过程中表现得畏首畏尾。

因此我考虑：能否将酚酞——NaOH换成安全一点的试剂呢？（2）教材要求将琼脂块切成边长为1cm、2cm、3cm的正方体。

细胞大小与物质运输的关系实验原理
原理：细胞不能无限长大；细胞越小表面积越大、越有利于物质交换。

细胞运输主要是细胞与环境间的物质交换，包括细胞对营养物质的吸收、原材料的摄取和代谢废物的排除及产物的分泌。

探究细胞大小与物质运输关系的实验原理不包括（）
A.酚酞遇到NaOH呈现红色
B.以琼脂块的大小表示细胞大小
C.以NaOH溶液在琼脂块中的扩散深度表示吸收速度
D.以NaOH溶液在琼脂块中的扩散体积比表示吸收速度
答案：C。

解：A、本实验原理是NaOH和酚酞相遇，呈紫红色，A正确；
B、以琼脂块的大小表示细胞大小，B正确；
C、以NaOH溶液在琼脂块中的扩散体积比表示吸收速度，C错误；
D、含酚酞的琼酯遇到NaOH会呈现紫色，通过测量NaOH向琼脂块内扩散的深度计算出NaOH扩散的体积，扩散体积比表示吸收速度，D正确。

细胞大小与物质运输的关系
①重点：探究细胞大小与物质运输的关系。

（依据：这是本实验要探究的主题，通过探究得出“细胞不能无限长大”的原理。

）
②难点：利用模型探究细胞表面积与体积的关系；理解细胞越小表面积越大、越有利于物质交换的原理。

（依据：由于客观条件的限制，只能进行模拟实验，要借助逻辑推理和想象、迁移才能得出合乎事实规律的认识。

）
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