พื้นผิวแลกเปลี่ยน: ขนาดเล็กและกำแพงบางมีความสำคัญ
แนะนำใหม่| English | ความหมาย |
|---|---|
| surface-area-to-volume ratio/ˈsɜːfɪs ˈeərɪə tə ˈvɒljuːm ˈreɪʃɪəʊ/ | อัตราส่วนพื้นที่ผิวต่อปริมาตร |
| exchange surface/eksˈtʃeɪndʒ ˈsɜːfɪs/ | พื้นผิวแลกเปลี่ยน |
อะไรจะอธิบายการสังเกตนี้ได้?
- สัตว์ขนาดใหญ่ไม่สามารถพึ่งพาการแพร่ผ่านผิวหนังภายนอกเพื่อจ่ายสารให้เซลล์ทุกเซลล์ได้อย่างรวดเร็ว ขนาดเปลี่ยนแปลงพื้นที่ที่มีอยู่เมื่อเทียบกับปริมาตรที่ต้องการวัสดุ
- เริ่มต้นด้วยการทำนาย ระบุปริมาณหรือลักษณะที่คุณจะเปรียบเทียบ แล้วตัดสินใจว่าหลักฐานอะไรที่จะแยกแยะคำอธิบายสองแบบได้
สร้างโมเดล
- สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวมี อัตราส่วนพื้นที่ผิวต่อปริมาตร ที่ค่อนข้างใหญ่ ช่วยให้สามารถขนส่งได้เพียงพอผ่านพื้นผิว สิ่งมีชีวิตมัลติเซลล์ลาร์ขนาดใหญ่ต้องการ ผิวการแลกเปลี่ยน และระบบขนส่งที่เชี่ยวชาญ พื้นที่กว้าง เยื่อหุ้มบาง การไหลเวียนเลือดที่มีประสิทธิภาพ และการระบายอากาศช่วยปรับปรุงการแลกเปลี่ยนเมื่อเกี่ยวข้องกับอวัยวะ
- อัตราส่วนพื้นที่ผิวต่อปริมาตร: พื้นที่ผิวเมื่อเทียบกับปริมาตรของวัตถุเดียวกัน; ผิวการแลกเปลี่ยน: พื้นผิวที่ปรับตัวสำหรับการถ่ายโอนสาร
ทำไมผนังปอดที่บางจึงรองรับการแลกเปลี่ยนก๊าซได้อย่างรวดเร็ว?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
อัตราการแพร่ลดลงอย่างรวดเร็วตามระยะทาง ดังนั้นผนัง альโวลัสที่หนาเพียงหนึ่งเซลล์จึงให้เส้นทางสั้นที่ต้องการสำหรับการแลกเปลี่ยนอย่างรวดเร็ว ผนังไม่ขัดขวางโมเลกุล และจำนวนโครโมโซมไม่เกี่ยวข้อง
จับคู่แต่ละคำศัพท์เทคนิคกับความหมายที่แม่นยำ
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
ใช้นิยามเพื่อแยกแยะปริมาณและกระบวนการที่เกี่ยวข้อง
เลือกหลักฐานมาทดสอบสมมติฐาน
- ขี้ขน (Villi) ให้ลำไส้เล็กมีพื้นที่ดูดซึมมาก ปอดมีปอด альโวลีจำนวนมากที่มีพื้นผิวนำ การไหลเวียนเลือด และการระบายอากาศ ตาปลาปลาให้ผิวการแลกเปลี่ยนขนาดใหญ่ที่มีการไหลเวียนเลือด.supporting รากผมเพิ่มพื้นที่ดูดซึมของพืช ในขณะที่ใบไม้ให้ผิวการแลกเปลี่ยนแก๊สขนาดใหญ่และเส้นทางสั้นผ่านเนื้อเยื่อ
- เปรียบเทียบลูกบาศก์หรือโมเดลอวัยวะที่มีป้ายกำกับโดยใช้หน่วยเดียวกัน สำหรับลูกบาศก์ด้านยาว L พื้นที่=6L² และปริมาตร=L³ เชื่อมโยงคุณลักษณะของอวัยวะแต่ละอย่างเข้ากับวิธีที่มันเพิ่มการถ่ายโอนหรือรักษาความแตกต่างของความเข้มข้น; อย่าแค่列出 “พื้นที่ใหญ่” โดยไม่ระบุชื่อโครงสร้าง
นิสัยสองอย่างใดทำให้การตรวจสอบหรือแบบจำลองในกรณีนี้รองรับได้มากขึ้น?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
การระบุเงื่อนไขและสมมติฐานช่วยให้ผู้อื่นทำงานซ้ำได้โดยถูกต้อง และการบันทึกหลักฐานรองรับช่วยให้พวกเขาตรวจสอบข้อสรุปได้ การซ่อนผลลัพธ์ที่ขัดแย้งกันจะกำจัดหลักฐานที่อาจทลายข้อสรุปที่ผิดพลาด และข้อมูลจากตัววัดเพียงหนึ่งค่าไม่สามารถใช้ยืนยันข้ออ้างที่กว้างขวางได้
ทำงานจากปริมาณที่ทราบค่า
- ระบุค่าที่ทราบและหน่วยของมัน เลือกความสัมพันธ์โดยพิจารณาว่าข้อสมมติฐานสอดคล้องกับเคสนี้ แล้วจัดรูปสมการก่อนแทนค่า
- ข้อมูล已知: ลูกบาศก์ที่มีด้านยาว 1 ซม. มีพื้นที่ 6 ซม.², ปริมาตร 1 ซม.³ และอัตราส่วน 6:1 ที่ด้านยาว 2 ซม., พื้นที่=24 ซม.² และปริมาตร=8 ซม.³, ให้ค่า 3:1 ความยาวเพิ่มขึ้นสองเท่า แต่พื้นที่เพิ่มขึ้นสี่เท่าและปริมาตรเพิ่มแปดเท่า พื้นที่ต่อหน่วยปริมาตรที่น้อยลงช่วยอธิบายความจำเป็นของระบบแลกเปลี่ยนภายใน
ลูกบาศก์มีด้านยาว 3 ซม. จงคำนวณหาพื้นที่ผิวหารด้วยปริมาตร ใช้อะดิส序列เดียวกัน: ปริมาณที่ทราบ → แบบจำลอง → ความสัมพันธ์ → แทนค่า → หน่วยและความหมาย
ลูกบาศก์มีด้านยาว 3 ซม. คำนวณพื้นที่ผิวหารด้วยปริมาตร
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
ผลลัพธ์คือ 2 ต่อ cm已知: ด้านลูกบาศก์ 3 cm พื้นที่ผิว = 6 x 3^2 = 54 cm^2; ปริมาตร = 3^3 = 27 cm^3 อัตราส่วน = 54/27 = 2 ต่อ cm ลูกบาศก์ขนาดใหญ่มีอัตราส่วนเล็กกว่า นี่คือเหตุผลที่สิ่งมีชีวิตขนาดใหญ่จำเป็นต้องมีระบบแลกเปลี่ยน
ตรวจสอบข้อสรุปและขอบเขต
- วัตถุที่ใหญ่กว่าจะมีพื้นที่ผิวรวมมากขึ้น แต่อาจมีพื้นที่ผิวต่อหน่วยปริมาตรน้อยลง การไหลของเลือดและการหายใจรักษาความต่างของความเข้มข้นแทนที่จะทำให้โมเลกุลเลือกทิศทาง พืชไม่ใช้หลอดเลือดแบบสัตว์ทั้งรากและใบ
- กลับไปที่การสังเกตเดิม อธิบายว่าผลลัพธ์นี้สนับสนุนสิ่งใด มีเงื่อนไขใดบ้าง และเป็นอย่างไรในการทดสอบคำอธิบายอื่นที่ขัดแย้งกัน
การเพิ่มด้านของลูกบาศก์เป็นสองเท่าจะทำให้พื้นที่ผิวและปริมาตรเพิ่มขึ้นสองเท่าเช่นกัน ข้อความนี้ไม่ถูกต้อง: พื้นที่ผิวแปรผันตามกำลังสองของด้าน และปริมาตรแปรผันตามกำลังสามของด้าน: การเพิ่มด้านเป็นสองเท่าจะทำให้พื้นที่ผิวเพิ่มขึ้น 4 เท่า และปริมาตรเพิ่มขึ้น 8 เท่า การเพิ่มขนาดทั้งสองอย่างเท่ากันเป็นเรื่องที่เป็นไปไม่ได้
พื้นผิวแลกเปลี่ยน: ขนาดเล็กและผนังบางมีความสำคัญ: รังขนในลำไส้เล็กให้พื้นที่ดูดซึมขนาดใหญ่ ปอดมี альเวโอลจำนวนมากที่มีพื้นผิบบาง มีระบบเลือดและการหายใจ Gill ของปลาให้พื้นที่แลกเปลี่ยนขนาดใหญ่ซึ่งมีเลือดไปเลี้ยง รากผมเพิ่มพื้นที่ดูดซึมของพืช ในขณะที่ใบให้พื้นที่แลกเปลี่ยนก๊าซขนาดใหญ่และเส้นทางสั้นผ่านเนื้อเยื่อ
การเพิ่มขนาดด้านของลูกบาศก์เป็นสองเท่าจะทำให้พื้นที่ผิวและปริมาตรเพิ่มขึ้นสองเท่า
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
พื้นที่เพิ่มขึ้นตามกำลังสองของด้าน และปริมาตรเพิ่มขึ้นตามกำลังสามของด้าน: การเพิ่มขนาดด้านเป็นสองเท่าจะทำให้พื้นที่เพิ่มขึ้น 4 เท่า และปริมาตรเพิ่มขึ้น 8 เท่า การขยายขนาดทั้งสองอย่างเท่ากันเป็นเรื่องที่เป็นไปไม่ได้
พื้นที่ผิวเมื่อเทียบกับปริมาตรของวัตถุเดียวกัน: เขียนคำศัพท์ทางเทคนิค
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
อัตราส่วนพื้นที่ผิวต่อปริมาตร หมายถึง พื้นที่ผิวเมื่อเทียบกับปริมาตรของวัตถุเดียวกัน