Главные идеи
Почему клетки остаются маленькими, как быстро в них перемещаются вещества и как температура влияет на скорости — всё это вопросы масштаба. Площадь поверхности, объём и расстояние объясняют большую часть.
- Площадь поверхности растёт как квадрат размера, а объём — как куб, поэтому отношение площади к объёму падает с ростом клетки: 6 ÷ L для куба и 3 ÷ r для шара.
- Время диффузии растёт как квадрат расстояния, поэтому крупным клеткам нужны транспортные системы или уплощённые и складчатые формы.
- Q₁₀ — множитель, на который растёт скорость при повышении температуры на 10 °C. У многих биологических реакций Q₁₀ около 2.
- Процентное изменение массы (конечная − начальная) ÷ начальная × 100 используют в опытах по осмосу с цилиндрами картофеля.
Основные формулы
cube: SA ÷ V = 6 ÷ Lsphere: SA ÷ V = 3 ÷ rt ∝ x²Q₁₀ = (R₂ ÷ R₁)^(10 ÷ (T₂ − T₁))% change = (final − initial) ÷ initial × 100
Разобранный пример
У куба со стороной 1 см SA ÷ V = 6 см⁻¹, у куба со стороной 2 см — 3 см⁻¹, поэтому удвоение размера уменьшает отношение вдвое. Скорость реакции, выросшая с 2,0 до 4,0 между 20 °C и 30 °C, даёт Q₁₀ = 2. Кусочек картофеля массой 2,5 г, весящий после вымачивания 2,8 г, прибавил (2,8 − 2,5) ÷ 2,5 × 100 = 12 %.
Частые ошибки
- Мнение, что у большей клетки отношение площади поверхности к объёму больше. Оно меньше.
- Использование конечной массы в знаменателе процентного изменения. Делите на начальную массу.
- Применение Q₁₀ на интервале, отличном от 10 °C, без показателя степени.
Практика
Проверьте себя на тренировочных вопросах по этой теме: Клетки и транспорт