نسبة مساحة السطح إلى الحجم – الانتشار في مكعبات الأجار

ماذا تعرض

تتبادل الخلايا المواد بالانتشار عبر سطحها، لكنها تستعملها في حجمها كله. في هذه التجربة العملية الشهيرة يُلوَّن الأجار بالوردي بقلوي وكاشف الفينولفثالين، ثم يُقطع إلى قطع توضع في حمض الهيدروكلوريك. ينتشر الحمض إلى الداخل من كل وجه، فيزول اللون الوردي من الخارج إلى الداخل. للمكعبات الصغيرة نسبة كبيرة لمساحة السطح إلى الحجم فيزول لونها بسرعة، أما مركز المكعب الكبير فبعيد عن السطح ويزول لونه بعد وقت أطول بكثير. وتربط مقارنة المكعبات بالصفائح المسطحة والقطع الطويلة ذات الحجم نفسه النتائج بحجم الخلية والخملات والحويصلات الهوائية وأجهزة النقل.

طريقة الاستخدام

اختر مجموعة «قطع الأجار» و«تركيز حمض الهيدروكلوريك»، ثم اضغط «أضف الحمض وابدأ». راقب انكماش اللب الوردي واقرأ الجدول: زمن زوال اللون، ونسبة الحجم التي بلغها الحمض عند «الزمن المحدد». فعّل «اقطع القطع إلى نصفين» لترى الداخل. غيّر «الرسم البياني» لمقارنة SA:V والزمن مع الضلع، أو نسبة ما بلغه الحمض مع SA:V. ومع «اقطع قطعك بنفسك» اضبط «الشكل» والأبعاد، ثم اضغط «اقطع وأضف».

المعاملات القابلة للتغيير

• قطع الأجار مكعبات 0.5، 1، 2، 3 cm, الحجم نفسه (8 cm³) بأشكال مختلفة, اقطع قطعك بنفسك
• تركيز حمض الهيدروكلوريك 0.1 mol/dm³, 0.5 mol/dm³, 1 mol/dm³
• ضلع المكعب (اقطع قطعك بنفسك) 0.5–3 cm
• الزمن المحدد لقراءة النسبة المئوية 1–30 min
• الرسم البياني نسبة ما بلغه الحمض مقابل الزمن, SA:V والزمن مقابل الضلع, نسبة ما بلغه الحمض مقابل SA:V

أسئلة للاستكشاف

1. لماذا تؤدي مضاعفة ضلع المكعب إلى زيادة زمن زوال لونه كليًا بنحو أربع مرات؟
2. للصفيحة المسطحة وللمكعب الذي طول ضلعه 2 cm الحجم نفسه. أيهما له نسبة SA:V أكبر، وكيف يغيّر ذلك النتائج؟
3. كيف تحل الخملات في الأمعاء الدقيقة والحويصلات الهوائية في الرئتين المشكلة التي يبيّنها مكعب الأجار الكبير؟