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4.2: 세포 크기
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Biology

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Cell Size
 
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4.2: Cell Size

4.2: 세포 크기

The size of cells varies widely among and within organisms. For instance, the smallest bacteria are 0.1 micrometers (μm) in diameter—about a thousand times smaller than many eukaryotic cells. Most other bacteria are larger than these tiny ones—between 1-10 μm—but they still tend to be smaller than most eukaryotic cells, which typically range from 10-100 μm.

Surface Area

Larger is not necessarily better when it comes to cells. For instance, cells need to take in nutrients and water through diffusion. The plasma membrane surrounding cells limits the rate at which these materials are exchanged. Smaller cells tend to have a higher surface area to volume ratio than larger cells. That is because changes in volume are not linear to changes in surface area. When a sphere increases in size, the volume grows proportional to the cube of its radius (r3), while its surface area grows proportional to only the square of its radius (r2). Therefore, smaller cells have relatively more surface area compared to their volume than larger cells of the same shape. A larger surface area means more area of the plasma membrane where materials can pass into and out of the cell. Substances also need to travel within cells. Hence the rate of diffusion may limit processes in large cells.

Adaptations

Prokaryotes are often small and divide before they face limitations due to cell size. Larger eukaryotic cells have organelles that facilitate intracellular transport. Also, structural changes help overcome limitations. Some cells that need to exchange large amounts of substances with the environment developed long, thin extrusions that maximize the surface area to volume ratio. An example of such structures are the root hairs of plant cells that facilitate the intake of water and nutrients. Therefore, cell size and surface area to volume ratio are crucial factors in the evolution of cellular characteristics.

세포의 크기는 유기체 에 따라 그리고 내의 넓게 변화합니다. 예를 들어, 가장 작은 박테리아는 직경이 0.1 마이크로미터(μm)이며, 많은 진핵 세포보다 약 천 배 더 작습니다. 대부분의 다른 박테리아는 이 작은 박테리아보다는 더 큽니다 - 1-10 μm 사이 -하지만 그(것)들은 아직도 일반적으로 10-100 μm에서 구역수색하는 대부분의 진핵 세포 보다는 더 작습니다.

표면적

더 큰 세포에 관해서 반드시 더 나은. 예를 들어, 세포는 확산을 통해 영양소와 물을 섭취해야합니다. 주변 혈장 멤브레인은 이러한 물질이 교환되는 속도를 제한합니다. 더 작은 세포는 더 큰 세포 보다는 부피 비율에 더 높은 표면적을 가지고 있는 경향이 있습니다. 이는 볼륨의 변화가 표면적의 변화에 선형적이지 않기 때문입니다. 구의 크기가 증가하면 볼륨이 반지름(r3)의큐브에 비례하게 증가하고 표면적은 반지름(r2)의정사각형에 비례하게 증가합니다. 따라서, 더 작은 세포는 동일한 형상의 큰 세포보다는 그들의 부피에 비해 상대적으로 더 많은 표면적을 갖는다. 표면적이 클수록 재료가 셀 안팎으로 전달될 수 있는 플라즈마 멤브레인의 더 많은 영역이 있습니다. 물질은 또한 세포 내에서 여행해야합니다. 따라서 확산의 비율은 큰 세포에 있는 프로세스를 제한할 수 있습니다.

적응

Prokaryotes는 수시로 작고 세포 크기 때문에 한계에 직면하기 전에 분할합니다. 더 큰 진핵 세포에는 세포 내 수송을 용이하게 하는 세포기관이 있습니다. 또한 구조적 변화는 한계를 극복하는 데 도움이 됩니다. 많은 양의 물질을 환경과 교환해야 하는 일부 세포는 표면적을 볼륨 비로 최대화하는 길고 얇은 압출을 개발했습니다. 이러한 구조의 예는 물과 영양소의 섭취를 용이하게 식물 세포의 뿌리 머리입니다. 따라서 셀 크기와 표면적 대 부피 비율은 세포 특성의 진화에 중요한 요소입니다.


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