kluczowe terminy
- powierzchnia: całkowita powierzchnia na powierzchni obiektu.
przy średnicy 0,1-5,0 µm komórki prokariotyczne są znacznie mniejsze od komórek eukariotycznych, które mają średnice od 10 do 100 µm. Niewielki rozmiar prokariotów pozwala jonom i cząsteczkom organicznym, które je wprowadzają, szybko dyfundować do innych części komórki. Podobnie, wszelkie odpady wytwarzane w komórce prokariotycznej mogą szybko rozproszyć się., Nie ma to miejsca w przypadku komórek eukariotycznych, które rozwinęły różne adaptacje strukturalne w celu zwiększenia transportu wewnątrzkomórkowego.
ogólnie rzecz biorąc, niewielki rozmiar jest niezbędny dla wszystkich komórek, zarówno prokariotycznych, jak i eukariotycznych., Rozważ obszar i objętość typowej komórki. Nie wszystkie komórki mają kulisty kształt, ale większość ma tendencję do zbliżania się do kuli. Wzór na powierzchnię kuli to 4nr2, Natomiast wzór na jej objętość to 4nr3 / 3. Wraz ze wzrostem promienia komórki, jej powierzchnia wzrasta wraz z kwadratem jej promienia, ale jej objętość wzrasta wraz z sześcianem jej promienia (znacznie szybciej).
W związku z tym, wraz ze wzrostem rozmiaru komórki, zmniejsza się jej stosunek powierzchni do objętości. Ta sama zasada miałaby zastosowanie, gdyby komórka miała kształt sześcianu (poniżej)., Jeśli komórka będzie zbyt duża, błona plazmowa nie będzie miała wystarczającej powierzchni, aby utrzymać szybkość dyfuzji wymaganą dla zwiększonej objętości. Innymi słowy, gdy komórka rośnie, staje się mniej wydajna. Jednym ze sposobów, aby stać się bardziej wydajne jest podział; innym sposobem jest rozwój organelli, które wykonują określone zadania. Adaptacje te prowadzą do rozwoju bardziej wyrafinowanych komórek zwanych komórkami eukariotycznymi.,
Mniejsze jednokomórkowe organizmy mają wysoki stosunek powierzchni do objętości, co pozwala im polegać na tlenu i materiału dyfundującego do komórki (i odpadów dyfundujących się) w celu przetrwania. Im wyższy jest stosunek powierzchni do objętości, tym bardziej efektywny może być ten proces. Większe zwierzęta wymagają wyspecjalizowanych narządów (płuc, nerek, jelit itp.), które skutecznie zwiększają powierzchnię dostępną dla procesów wymiany oraz układ krążenia do przenoszenia materiału i energii cieplnej między powierzchnią a rdzeniem organizmu.,
zwiększona objętość może prowadzić do problemów biologicznych. King Kong, fikcyjny olbrzymi goryl, miał niewystarczającą powierzchnię płuc, aby zaspokoić swoje zapotrzebowanie na tlen i nie mógł przetrwać. Dla małych organizmów o wysokim stosunku powierzchni do objętości, tarcie i dynamika płynów (wiatr, przepływ wody) są stosunkowo dużo ważniejsze, a grawitacja znacznie mniej ważna niż dla dużych zwierząt.
jednak zwiększona powierzchnia może również powodować problemy., Większy kontakt z otoczeniem przez powierzchnię komórki lub narządu (w stosunku do jego objętości) zwiększa utratę wody i substancji rozpuszczonych. Wysoki stosunek powierzchni do objętości stwarza również problemy z kontrolą temperatury w niekorzystnych warunkach.
licencje i atrybuty
CC licencjonowane treści, udostępnione wcześniej
- Kuratorowanie i rewizja. Dostarczone przez: Boundless.com. licencja: CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
CC LICENSED CONTENT, SPECIFIC ATTRIBUTION