14. 某生物兴趣小组同学为探究细胞不能无限地长大的原因,用含酚酞的琼脂块进行了以下模拟实验。
实验材料及用具:含酚酞的琼脂块(边长分别为1 cm、2 cm、3 cm)、NaOH溶液、塑料刀、镊子、毫米尺、烧杯。
实验步骤:
①将3种不同大小的琼脂块分别放入盛有NaOH溶液的烧杯中,浸泡10分钟。
②用镊子取出琼脂块,用纸巾吸干表面溶液,将琼脂块放在纸巾上。
③用塑料刀把琼脂块切成两半,观察切面,测量NaOH扩散的深度,并计算NaOH扩散的体积占琼脂块总体积的比例。
注:酚酞是一种常用的酸碱指示剂,当无色酚酞试剂遇到氢氧化钠溶液时会迅速变为红色。
根据以上实验,回答下列问题。
(1)本实验中,含酚酞的琼脂块模拟的是
(2)从实验结果(见下表)可以看出,NaOH在不同大小琼脂块中的扩散深度

(3)通过本实验可以得出结论:细胞体积越大,表面积与体积比越
(4)若要使实验更具说服力,还可以采取的措施是
实验材料及用具:含酚酞的琼脂块(边长分别为1 cm、2 cm、3 cm)、NaOH溶液、塑料刀、镊子、毫米尺、烧杯。
实验步骤:
①将3种不同大小的琼脂块分别放入盛有NaOH溶液的烧杯中,浸泡10分钟。
②用镊子取出琼脂块,用纸巾吸干表面溶液,将琼脂块放在纸巾上。
③用塑料刀把琼脂块切成两半,观察切面,测量NaOH扩散的深度,并计算NaOH扩散的体积占琼脂块总体积的比例。
注:酚酞是一种常用的酸碱指示剂,当无色酚酞试剂遇到氢氧化钠溶液时会迅速变为红色。
根据以上实验,回答下列问题。
(1)本实验中,含酚酞的琼脂块模拟的是
细胞
,NaOH溶液模拟的是营养物质
。(2)从实验结果(见下表)可以看出,NaOH在不同大小琼脂块中的扩散深度
相同
(填“相同”或“不同”),但NaOH扩散的体积占琼脂块总体积的比例随琼脂块边长的增大而减小
(填“增大”“减小”或“不变”)。(3)通过本实验可以得出结论:细胞体积越大,表面积与体积比越
小
(填“大”或“小”),细胞的物质运输效率越低
(填“高”或“低”),这就是细胞不能无限地长大的原因之一。(4)若要使实验更具说服力,还可以采取的措施是
增加实验次数以减少误差(或使用不同浓度的NaOH溶液来进一步验证扩散速率与细胞大小的关系,合理即可)
(答出一点即可)。答案
14.(1)细胞 营养物质
(2)相同 减小
(3)小 低
(4)增加实验次数以减少误差(或使用不同浓度的NaOH溶液来进一步验证扩散速率与细胞大小的关系,合理即可)
(2)相同 减小
(3)小 低
(4)增加实验次数以减少误差(或使用不同浓度的NaOH溶液来进一步验证扩散速率与细胞大小的关系,合理即可)
解析
【分析】
本实验是探究细胞不能无限长大原因的模拟实验,核心是通过不同边长的琼脂块(模拟细胞)被NaOH(模拟细胞与外界交换的物质)扩散,观察物质扩散效率随琼脂块大小的变化,从而理解细胞表面积与体积比和物质运输效率的关系。解题时需明确模拟实验的对应关系,结合表格数据分析扩散深度、比例的变化,进而推导细胞的相关特性。
【解析】
(1)模拟实验中,含酚酞的琼脂块代表细胞,NaOH溶液代表细胞需要吸收的营养物质(或被细胞运输的物质),以此模拟细胞与外界的物质交换过程。
(2)从表格数据可知,不同边长琼脂块的NaOH扩散深度均为0.5cm,因此扩散深度相同;NaOH扩散体积与琼脂块总体积的比例,随琼脂块边长增大,从1:2变为1:4再到1:6,比例逐渐减小。
(3)细胞体积越大,其表面积与体积的比值(相对表面积)越小;结合实验结果,扩散比例越小,说明细胞的物质运输效率越低,这是细胞不能无限长大的重要原因之一。
(4)要使实验更具说服力,可通过增加实验次数减少误差,或更换不同浓度的NaOH溶液进一步验证扩散速率与细胞大小的关系,合理即可。
【答案】
(1)细胞;营养物质(或被细胞吸收的物质)
(2)相同;减小
(3)小;低
(4)增加实验次数以减少误差(或使用不同浓度的NaOH溶液来进一步验证扩散速率与细胞大小的关系,合理即可)
【知识点】
细胞大小与物质运输的关系;模拟实验的应用
【点评】
本题是高中生物探究细胞不能无限长大原因的经典模拟实验题,考查学生对实验原理、数据的分析能力,以及对细胞相对表面积与物质运输效率关系的理解,属于基础知识点的应用,难度适中。
【难度系数】
0.6
本实验是探究细胞不能无限长大原因的模拟实验,核心是通过不同边长的琼脂块(模拟细胞)被NaOH(模拟细胞与外界交换的物质)扩散,观察物质扩散效率随琼脂块大小的变化,从而理解细胞表面积与体积比和物质运输效率的关系。解题时需明确模拟实验的对应关系,结合表格数据分析扩散深度、比例的变化,进而推导细胞的相关特性。
【解析】
(1)模拟实验中,含酚酞的琼脂块代表细胞,NaOH溶液代表细胞需要吸收的营养物质(或被细胞运输的物质),以此模拟细胞与外界的物质交换过程。
(2)从表格数据可知,不同边长琼脂块的NaOH扩散深度均为0.5cm,因此扩散深度相同;NaOH扩散体积与琼脂块总体积的比例,随琼脂块边长增大,从1:2变为1:4再到1:6,比例逐渐减小。
(3)细胞体积越大,其表面积与体积的比值(相对表面积)越小;结合实验结果,扩散比例越小,说明细胞的物质运输效率越低,这是细胞不能无限长大的重要原因之一。
(4)要使实验更具说服力,可通过增加实验次数减少误差,或更换不同浓度的NaOH溶液进一步验证扩散速率与细胞大小的关系,合理即可。
【答案】
(1)细胞;营养物质(或被细胞吸收的物质)
(2)相同;减小
(3)小;低
(4)增加实验次数以减少误差(或使用不同浓度的NaOH溶液来进一步验证扩散速率与细胞大小的关系,合理即可)
【知识点】
细胞大小与物质运输的关系;模拟实验的应用
【点评】
本题是高中生物探究细胞不能无限长大原因的经典模拟实验题,考查学生对实验原理、数据的分析能力,以及对细胞相对表面积与物质运输效率关系的理解,属于基础知识点的应用,难度适中。
【难度系数】
0.6
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