Які приклади відношення площі поверхні до об'єму?

Які приклади відношення площі поверхні до об'єму?
Anonim

The співвідношення поверхня-площа-об'єм або SA: V, - площа поверхні організму, поділена на його обсяг.

Припустимо, що ви сферична клітина.

Ваша SA: V важлива, тому що ви залежать від дифузії через вашу клітинну стінку, щоб отримати кисень, воду і продукти харчування і позбутися вуглекислого газу і відходів.

Розрахуємо SA: V для трьох розмірів клітин.

# "SA" = 4πr ^ 2 # і #V = 4 / 3πr ^ 3 #

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

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

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

Співвідношення площі поверхні до обсягу зменшується, коли ви збільшуєтеся.

Тепер давайте припустимо, що поживні речовини можуть дифундувати у вашу клітину зі швидкістю 0,05 мм / хв. Через 10 хв вони досягали б 0,5 мм до центру. Яка частка вашої клітини все ще буде незайнятою після 10 хв?

r = 1 мм

#V_ "tot" = 4 / 3π "mm" ^ 3 #

#r_ "unfed" = "0,5 мм" #

#V_ "unfed" = 4 / 3πr ^ 3 = 4 / 3π × (0.50 "mm") ^ 3 = 0.50 / 3π "mm" ^ 3 #

#% "unfed" = V_ "unfed" / V_ "tot" × 100% = (0.50 / скасування (3) скасування ("π mm³")) / (4 / скасування (3) скасування ("π mm³")) × 100% = 12% #

r = 2 мм

#V_ "tot" = 32 / 3π "mm" ^ 3 #

#r_ "unfed" = "1,5 мм" #

#V_ "unfed" = 4 / 3πr ^ 3 = 4 / 3π × ("1.5 мм") ^ 3 = 13.5 / 3π "мм" ^ 3 #

#% "unfed" = V_ "unfed" / V_ "tot" × 100% = (13.5 / скасування (3) скасування ("π mm³")) / (32 / скасування (3) скасування ("π mm³")) × 100% = 42% #

r = 3 мм

#V_ "tot" = 108 / 3π "mm" ^ 3 #

#r_ "unfed" = "1,5 мм" #

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

#% "unfed" = V_ "unfed" / V_ "tot" × 100% (62.5 / скасування (3) скасування ("π mm³")) / (108 / скасування (3) скасування ("π mm³")) × 100% = 58% #

Чим більше ви отримуєте, тим довше потрібно поживних речовин, щоб досягти вашого інтер'єру.

За певною межею недостатньо поживних речовин може перетнути мембрану достатньо швидко, щоб вмістити збільшений об'єм.

Вам доведеться перестати рости, якщо хочете вижити.