第 2 节 细胞的形态和功能合作与讨论 1．阅读下表，试从物质交换的角度分析为什么细胞的体积普遍较小。[来源:Z.xx.k.Com]细胞类型直径大小（μm）支原体细胞0.1～0.3细菌细胞[来源:学|科|网 Z|X|X|K]1～2动植物细胞20～30原生动物细胞数百至数千 我的思路：尽管不同种类的细胞大小不一，但有一个共同点就是细胞普遍较小，这是什么原因呢？细胞生命活动 中与外界环境的物质交换包括吸收养分和排除废物，都是通过细胞表面的细胞膜来进行。随着细胞的长大，细 胞体积增大，内含物 增多，用于物质交换的表面积便显得不够用。假设细胞是一个半径为 lμm 的球形，则这个球形细胞的体积为 4.1μm3，表面积为 12.5μm2，表面积与体积的比为 3：1，若细胞长大为原半径 4 倍的球状，这时细胞体积为 268μm3，表面积为 200.8μm2，也就是说，体积增至 64 倍，表面积才增至 16 倍，表面积与体积之比为 0.7：1（如图 1—1—3 所示）。显然单位体积细胞内 含物所分摊到的表面积缩小了许多。其结果会是表面积不足以供物质的进出，成为细 胞代谢限制因素，细胞代谢速率将因此明显下降。总之，细胞体积越 小，其相对表面积反而越大，这样有利于物质的迅速转运和交换。有的细胞为了增加表面积还形成很多的细胞突起，各种不同的生物细胞，其大小形态都与其功能相适应，这是生物长期进化的结果。 [来源:学#科#网] 图 1—1—3 2．细胞的形态结构与功 能的相统一是生物界的普遍 规律，你能否较详细地分析一下哺乳动物红细胞的形态结构与功能的关系？ 我的思路：红细胞呈扁圆形，体积 很小，是一种非常特殊的细胞。哺乳动物的红细胞内没有细胞核，也没有其他重要的细胞器，仅仅是一层细胞膜包着血红蛋白。这些特点都与红细胞交换 O2与 CO2的功能密切相关。细胞体积小，呈圆形，非常有利于在血管内快速运行，体积小则相对表面积大，有利于提高气体交换效率。细胞内主要是血红蛋白，有助于结合更多的 O2与 CO2。因此，红细胞的形态与结构与其交换气体的功能的关系是非常合理的。[来源:学*科*网 Z*X*X*K]
