Question

1．經過實驗已經證實：細胞的表面積與體積之比越大，細胞與環境之間進行物質交換的效率越高．含酚酞的瓊脂遇到NaOH會呈現紫色，通過測量NaOH向瓊脂塊內擴散的深度計算出NaOH擴散的體積，再根據表面積與體積的比值，來分析得出結論．請你用瓊脂塊模擬細胞來設計實驗，驗證該結論．
（1）提供的材料和試劑：塑料刀，防護手套，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，質量分數為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擴散的溶度，作記錄．
⑤將測量及計算結果填入表格

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

應根據什么測量出NaOH的擴散深度？測量瓊脂塊上NaOH擴散的厚度，預測a、b、c大小的關系為a＞b＞c．
（3）分析和結論：
分析：瓊脂塊的體積越小，相對的表面積越大，物質交換越快；反之越慢．
結論：細胞越大，與環境進行物質交換的效率越慢．因此，生物體器官的大小取決于細胞的數量．通過以上實驗可以說明，細胞的體積不能無限增大，因為細胞過大，與環境進行物質交換效率低，不能保證細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，該實驗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擴散的厚度和（NaOH）擴散的體積/整個瓊脂塊體積的比值，因此實驗的目的是通過模擬細胞的實驗探究細胞大小，即細胞的表面積與體積之比與物質運輸效率之間的關系，進一步探討細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擴散的深度進行測量，由于NaOH在瓊脂中擴散的速度相同，因此不同邊長的瓊脂塊中，NaOH擴散的厚度相同，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擴散的體積/整個瓊脂塊體積的比值越大，即物質交換越快，反之越慢．
結論：細胞越大，與環境進行物質交換的效率越慢，生物體器官的大小取決于細胞的數量和大小，由于細胞體積越大，與環境進行物質交換效率低，不能保證細胞生命活動和能量的需求，所以細胞不能無限長大，因此生物器官的大小主要取決于細胞的數量．
故答案為：
（2）①邊長分別為1、2、3cm
②NaOH
⑤塑料尺  NaOH擴散  a＞b＞c
（3）大   慢  數量    不能無限增大

點評 本題旨在考查學生對通過模擬實驗探究細胞不能無限長大的原因的實驗的掌握并對相關知識進行再現的能力．