細胞通過分裂而增殖(三)(附教學(xué)反思)
同學(xué)們議論得好,細胞體積很小,我們很難對細胞的體積和細胞膜的表面積進行精確的測量和計算,就是科學(xué)家也很難對細胞進行精確測量,怎么辦呢?
科學(xué)家通常是通過建立數(shù)學(xué)模型來研究某些復(fù)雜或不易直接進行研究的問題。針對這個問題,我們可以用較大的正方體模型代替細胞,如用棱長分別為1厘米、2厘米、3厘米、4厘米的正方體,先計算小正方體的表面積和體積,再將兩者進行比較,問題就轉(zhuǎn)化為研究正方體的體積和表面積的關(guān)系了,這樣問題就簡化、易于理解了。
同學(xué)們可以拿出課前要求大家準備的正方體進行實驗了,但我們先來預(yù)測一下結(jié)果,四個正方體的體積與表面積的比是隨著體積的增大而變大,還是減小呢?
(學(xué)生討論并進行預(yù)測,可能的預(yù)測有三種:隨著正方體的體積增大,(1)比值增大,(2)比值減小,(3)比值不變。)
預(yù)測后,學(xué)生分別計算四個正方體的體積和表面積及比值,并將數(shù)據(jù)記錄在課本上的表格內(nèi)。
討論、分析正方體的體積和表面積比的變化有什么規(guī)律,與自己的預(yù)測是否相符。
學(xué)生匯報正方體的表面積與體積比。
從數(shù)據(jù)可看出,四個正方體從小到大,其表面積和體積的比分別為6、3、2、3/2,如果正方體的體積再增大,比值會怎么樣呢? (學(xué)生答:減小)我們可得出什么結(jié)論呢?(學(xué)生答:正方體的體積越大,表面積與體積比則越小,反之則越大。)為了讓學(xué)生都能理解細胞大小與物質(zhì)交換的關(guān)系,再如下提問。
1.把棱長1厘米的正方體放入紅墨水里,有幾面被染紅?面積是多少?表面積與體積比呢? (6面,6平方厘米,6/1)
2.棱長2厘米的正方體表面積與體積比是多少?(3/1)把它放入紅墨水里,它6面共24平方厘米被染紅,我用刀把它切成4個棱長1厘米的小正方體,每個小正方體有幾面被染紅?面積是多少?面積與體積比又是多少? (3面,3平方厘米,3/1)
3.如果把棱長3厘米的正方體放入紅墨水里,情況會如何呢?(平均2面,2平方厘米,2/1)
如果把正方體換為其他的幾何模型,結(jié)論也是一樣的,因此我們也可以把這個結(jié)論應(yīng)用到細胞中去,同學(xué)們能說說看嗎?
學(xué)生答:細胞越大,細胞膜面積與體積比則越小;細胞越小,細胞膜面積與體積比則越大。
設(shè)問:這對細胞有什么好處或意義呢? (激發(fā)思考)
問:體積較大細胞與體積較小細胞比較,在生活中哪種細胞需要從外界環(huán)境獲取更多的營養(yǎng)物質(zhì)呢?誰又會產(chǎn)生更多的廢物要排出體外呢?
答:體積較大的細胞。
問:如果細胞無限生長,同學(xué)們討論一下,看會有什么情況出現(xiàn)? (較大細胞的表面積即細胞膜的面積相對較小,細胞膜將不能保證從外界環(huán)境獲取足夠的生活物質(zhì)供細胞進行生命活動。)
問:同學(xué)們現(xiàn)在理解了細胞為什么這么小嗎?
答:較小細胞的表面積則相對較大,更易于保證細胞與外界進行物質(zhì)交換,從而保證細胞正常的生命活動。
第二課時
(一)設(shè)問導(dǎo)入
通過上一節(jié)課的學(xué)習(xí),我們知道細胞體積很小,而細胞又能不斷地生長,那么細胞將怎樣才能保持較小的體積呢?生物體內(nèi)那么多細胞又是怎么來的呢?
一種方式就是細胞長到一定程度,就停止生長;另一種是細胞長到一定大小的時候,細胞可能一分為二,同學(xué)們認為會是哪一種呢? (答:第二種)