Permukaan pertukaran: saiz kecil dan halangan nipis sangat penting
Diperkenalkan| English | Makna |
|---|---|
| surface-area-to-volume ratio/ˈsɜːfɪs ˈeərɪə tə ˈvɒljuːm ˈreɪʃɪəʊ/ | rasio luas permukaan terhadap volume |
| exchange surface/eksˈtʃeɪndʒ ˈsɜːfɪs/ | permukaan pertukaran |
Apa yang akan menjelaskan pengamatan ini?
- Hewan besar tidak dapat mengandalkan difusi melalui permukaan luarnya untuk memasok setiap sel dengan cepat. Perubahan ukuran mengubah luas permukaan yang tersedia relatif terhadap volume yang membutuhkan nutrisi.
- Mulailah dengan prediksi. Nyatakan besaran atau fitur apa yang akan Anda bandingkan, lalu tentukan bukti apa yang dapat membedakan dua penjelasan.
Bangun modelnya
- Organisme bersel tunggal memiliki rasio luas permukaan terhadap volume yang relatif besar, memungkinkan transportasi yang cukup melintasi permukaannya. Organisme multiseluler yang lebih besar memerlukan permukaan pertukaran dan sistem transport khusus. Luas area yang besar, membran tipis, suplai darah dan ventilasi yang efisien meningkatkan pertukaran ketika relevan dengan organ.
- rasio luas permukaan terhadap volume: Perbandingan luas permukaan dengan volume dari objek yang sama; permukaan pertukaran: Permukaan yang beradaptasi untuk transfer zat.
Mengapa dinding alveol yang tipis mendukung pertukaran gas cepat?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Laju difusi turun tajam dengan jarak, sehingga dinding alveol setebal satu sel memberikan jalur pendek untuk pertukaran cepat yang dibutuhkan. Dinding tidak memblokir molekul, dan jumlah kromosom tidak relevan.
Pasangkan setiap istilah teknis dengan maknanya yang tepat.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Gunakan definisi untuk membedakan besaran dan proses yang terkait.
Pilih bukti yang boleh mengujinya
- Vilus memberikan usus halus area penyerapan yang besar. Paru-paru memiliki banyak alveolus dengan permukaan tipis, suplai darah, dan ventilasi. Insang ikan menyediakan permukaan pertukaran yang besar dengan pasokan darah. Rambut akar meningkatkan area penyerap tanaman, sementara daun menyediakan permukaan pertukaran gas yang besar dan jalur pendek melalui jaringannya.
- Bandingkan kubus atau model organ berlabel menggunakan satuan yang sama. Untuk kubus dengan sisi L, luas=6L² dan volume=L³. Hubungkan setiap fitur organ dengan cara ia meningkatkan transfer atau mempertahankan perbedaan konsentrasi; jangan hanya mencantumkan "luas besar" tanpa menyebutkan strukturnya.
Dua kebiasaan manakah yang membuat penyelidikan atau model dalam kasus ini lebih dapat dipertanggungjawabkan?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Menyatakan kondisi dan asumsi memungkinkan orang lain mengulangi pekerjaan persis seperti itu, dan mencatat bukti pendukung memungkinkan mereka memeriksa kesimpulan. Menyembunyikan hasil yang bertentangan menghilangkan bukti yang dapat menentang kesimpulan yang salah, dan satu pengukuran tidak pernah dapat menetapkan klaim yang lebih luas.
Bekerja daripada kuantiti yang diketahui
- Nyatakan nilai yang diketahui dan unitnya. Pilih hubungan kerana asumsinya sesuai dengan kes ini, kemudian susun semula sebelum menggantikan.
- Diketahui: kubus dengan sisi 1 cm memiliki luas 6 cm², volume 1 cm³, dan rasio 6:1. Pada sisi 2 cm, luas=24 cm² dan volume=8 cm³, menghasilkan 3:1. Panjang berlipat ganda, tetapi luas bertambah empat kali lipat dan volume delapan kali lipat. Kurangnya permukaan per unit volume membantu menjelaskan perlunya sistem pertukaran internal.
Sebuah kubus memiliki sisi 3 cm. Hitung luas permukaan dibagi dengan volume. Gunakan urutan yang sama: besaran yang diketahui → model → hubungan → substitusi → satuan dan interpretasi.
Sebuah kubus mempunyai sisi 3 cm. Kira luas permukaan dibahagikan dengan isipadu.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Hasilnya adalah 2 per cm. Diketahui: sisi kubus 3 cm. Luas permukaan = 6 x 3^2 = 54 cm^2; volume = 3^3 = 27 cm^3. Rasio = 54/27 = 2 per cm. Kubus yang lebih besar memiliki rasio yang lebih kecil, itulah sebabnya organisme besar memerlukan sistem pertukaran.
Semak kesimpulan dan had-hadnya
- Objek yang lebih besar memiliki total luas permukaan yang lebih banyak tetapi dapat memiliki luas permukaan per unit volume yang lebih sedikit. Aliran darah dan ventilasi mempertahankan gradien daripada membuat molekul memilih arah. Akar dan daun tanaman tidak menggunakan pembuluh darah hewan.
- Kembali ke pengamatan awal. Jelaskan apa hasil tersebut mendukung, kondisi apa yang diasumsikannya, dan satu cara untuk menguji penjelasan saingan.
Menggandakan sisi kubus menggandakan luas permukaannya dan volumenya sekaligus. Klaim ini salah: Luas berskala dengan kuadrat sisi dan volume dengan pangkat tiga sisi: menggandakan sisi mengalikan luas dengan 4 dan volume dengan 8. Skala yang sama untuk keduanya mustahil.
Permukaan pertukaran: ukuran kecil dan penghalang tipis itu penting: Vilus memberikan usus halus area penyerapan yang besar. Paru-paru memiliki banyak alveolus dengan permukaan tipis, suplai darah, dan ventilasi. Insang ikan menyediakan permukaan pertukaran yang besar dengan pasokan darah. Rambut akar meningkatkan area penyerap tanaman, sementara daun menyediakan permukaan pertukaran gas yang besar dan jalur pendek melalui jaringannya.
Menggandakan sisi kubus menggandakan luas permukaan dan volumenya.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Luas berskala dengan kuadrat sisi dan volume dengan pangkat tiga sisi: menggandakan sisi mengalikan luas dengan 4 dan volume dengan 8. Skala yang sama untuk keduanya mustahil.
Luas permukaan dibandingkan dengan volume benda yang sama: tulis istilah teknisnya.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Rasio luas permukaan terhadap volume berarti Luas permukaan dibandingkan dengan volume benda yang sama.