Каковы некоторые примеры отношения площади поверхности к объему?

Каковы некоторые примеры отношения площади поверхности к объему?
Anonim

отношение площади поверхности к объему или же SA: V, - это площадь поверхности организма, деленная на его объем.

Предположим, что вы сферическая клетка.

Ваш SA: V важен, потому что вы зависите от диффузии через клеточную стенку для получения кислорода, воды и пищи и избавления от углекислого газа и отходов.

Давайте вычислим SA: V для трех размеров ячеек.

# "SA" = 4πr ^ 2 # а также #V = 4 / 3πr ^ 3 #

р = 1 мм: #SA = 4π "мм" ^ 2; V = 4 / 3π "мм" ^ 3; "SA: V" = 3,0 #

р = 2 мм: #SA = 16π "мм" ^ 2; V = 32 / 3π "мм" ^ 3; "SA: V" = 1,5 #

р = 3 мм: #SA = 36π "мм" ^ 2; V = 108 / 3π "мм" ^ 3; "SA: V" = 1,0 #

Ваше отношение площади поверхности к объему уменьшается с ростом.

Теперь давайте предположим, что питательные вещества могут диффундировать в вашу клетку со скоростью 0,05 мм / мин. Через 10 минут они достигнут 0,5 мм до центра. Какая фракция вашей клетки все еще будет выведена из строя через 10 минут?

р = 1 мм

#V_ "tot" = 4 / 3π "mm" ^ 3 #

#r_ "unfed" = "0.5 мм" #

#V_ "unsed" = 4 / 3πr ^ 3 = 4 / 3π × (0,50 "мм") ^ 3 = 0,50 / 3π "мм" ^ 3 #

#% "unfed" = V_ "unfed" / V_ "tot" × 100% = (0.50 / отмена (3) отмена ("π мм³")) / (4 / отмена (3) отмена ("π мм³")) × 100% = 12% #

р = 2 мм

#V_ "tot" = 32 / 3π "mm" ^ 3 #

#r_ "unfed" = "1,5 мм" #

#V_ "unsed" = 4 / 3πr ^ 3 = 4 / 3π × ("1,5 мм") ^ 3 = 13,5 / 3π "мм" ^ 3 #

#% "unfed" = V_ "unsed" / V_ "tot" × 100% = (13,5 / отмена (3) отмена ("π мм³")) / (32 / отмена (3) отмена ("π мм³")) × 100% = 42% #

г = 3 мм

#V_ "tot" = 108 / 3π "mm" ^ 3 #

#r_ "unfed" = "1,5 мм" #

#V_ "unsed" = 4 / 3πr ^ 3 = 4 / 3π × ("2,5 мм") ^ 3 = 62,5 / 3π "мм" ^ 3 #

#% "unfed" = V_ "unsed" / V_ "tot" × 100% (62,5 / отмена (3) отмена ("π мм³")) / (108 / отмена (3) отмена ("π мм³")) × 100% = 58% #

Чем больше вы получаете, тем дольше питательные вещества попадают в ваш интерьер.

За пределами определенного предела недостаточное количество питательных веществ сможет пересечь мембрану достаточно быстро, чтобы вместить ваш увеличенный объем.

Вам придется прекратить расти, если вы хотите выжить.