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4.2: 细胞的大小
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细胞的大小
 
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4.2: 细胞的大小

细胞的大小在生物体内和体内变化很大。例如,最小的细菌直径为0.1微米(μm) - 比许多真核细胞小约一千倍。大多数其他细菌要大一些(1-10μm之间),但它们通常仍然比大多数真核细胞小,通常在10-100μm范围内。

表面积

对于细胞来说,体积越大并不一定越好。例如,细胞需要通过扩散吸收营养和水分。细胞周围的质膜限制了这些物质的交换速率。较小的细胞比较大的细胞具有更高的表面积体积比。这是因为体积的变化与表面积的变化不是线性的。当球体增大时,体积与其半径的立方成正比 (r3),而其表面积仅与半径的平方成正比(r2)。因此,与体积相比,较小的细胞比相同形状的较大细胞具有相对较多的表面积。表面积越大,意味着质膜的面积越大,材料就可以进出细胞。物质也需要在细胞内运动。因此扩散速度可能会限制大细胞内的过程。

适应性

原核生物通常很小,在由于细胞大小而面临限制之前就会分裂。较大的真核细胞具有促进细胞内运输的细胞器。此外,结构变化有助于克服局限性。一些需要与环境交换大量物质的细胞形成了长而薄的挤压,最大化表面积与体积之比。这种结构的一个例子是植物细胞的根毛,它促进了水分和营养的摄入。因此,细胞大小和比表面积是细胞特性演化的关键因素。


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