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　　1、問題的提出
 

　　人教版高中生物學(xué)教材必修1第6章第1節(jié)“細(xì)胞的增殖”中的一個知識點重要平臺，就是關(guān)于細(xì)胞不能無限長大的原因深刻認識，教材中描述了兩個原因：一個是表面積和體積之比，一個是細(xì)胞核的控制范圍應用提升，對于這兩個原因主動性，教材上的文字只有寥寥數(shù)筆，這部分知識不僅高中生理解起來有困難發展的關鍵，有些教師也只是知道大概而不理解其中緣由道路。如何能夠更好地解釋這兩個原因，只有這兩個原因會影響細(xì)胞的大小嗎真諦所在？
 

　　2指導、細(xì)胞不能無限長大的原因
 

　　2.1其他高中生物學(xué)教材中提出的解釋
 

　　美國高中主流理科教材中指出影響細(xì)胞大小的原因有4個：最主要的原因是表面積與體積之比，細(xì)胞的表面積即細(xì)胞膜所包被的區(qū)域充分，所有的營養(yǎng)物質(zhì)(如氧氣進一步完善，營養(yǎng)物質(zhì)集聚，水等)和代謝廢物都需要通過細(xì)胞膜進(jìn)出，而細(xì)胞的體積即細(xì)胞的內(nèi)部空間調整推進，其中包括細(xì)胞器狀況，細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核所在的區(qū)域。為了方便理解機製，以圖1的小立方體模式圖為例說明建立和完善。它的邊長只有1μm，近似等于一個細(xì)菌細(xì)胞的大小參與水平，計算立方體的表面積為長×寬×側(cè)面數(shù)(1μm×1μm×6=6μm2)大型，計算體積：長×寬×高=1μm3，兩者的比例為6:1明確相關要求。假設(shè)立方體的細(xì)胞的邊長增加到2μm重要意義，表面積則為24μm2，體積為8μm3深化涉外，兩者比例變?yōu)?:1構建，比細(xì)胞較小時的比例要小。當(dāng)它的邊長變?yōu)?μm時服務延伸，其表面積為96μm2共創輝煌，體積則為64μm3，兩者比例為3:2進一步，比例進(jìn)一步變小大部分，如果細(xì)胞一直持續(xù)增大，那么表面積和體積之比會持續(xù)變小實際需求。而隨著細(xì)胞的增大解決方案，體積比表面積增加的速度更快，這就意味著細(xì)胞獲取充足的養(yǎng)分和及時排除廢物變得更加困難善謀新篇。
 

　　通過維持較小的形態(tài)增產，細(xì)胞才能夠具有較大的表面積和體積之比，更容易維持自身的生存方法。然而有些細(xì)胞必須保持巨大的形態(tài)行動力，如長頸鹿的神經(jīng)元細(xì)胞，從長頸鹿的脖子一直延伸到它的腿部切實把製度，起碼有數(shù)米之長保供，然而這些神經(jīng)元細(xì)胞的形狀并不像普通的細(xì)胞那樣是圓形或者立方形，而是維持著一種細(xì)長而薄的形態(tài)進行部署，這樣的形態(tài)也使神經(jīng)元細(xì)胞具有巨大的表面積責任，并維持著相對較小的體積。
 

　　第二個原因是物質(zhì)的運輸距離的限制。物質(zhì)的移動在小的細(xì)胞內(nèi)比大的細(xì)胞更容易組建，這是因為細(xì)胞膜是選擇透過性膜表現，細(xì)胞膜控制細(xì)胞物質(zhì)的運輸，一旦物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞首次，物質(zhì)就要通過擴(kuò)散作用或馬達(dá)蛋白的幫助使物質(zhì)沿著細(xì)胞骨架移動到需要它的位置上去的有效手段，當(dāng)距離變得過大時，會降低物質(zhì)運輸?shù)男史桨?，而小的?xì)胞能極大地提高運輸營養(yǎng)和廢物的效率，從而維持這高效的運輸體系了解情況。
 

　　第三個原因是受到細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞間信息交換的限制深入。如果細(xì)胞特別大，就會使得細(xì)胞幾乎不可能進(jìn)行細(xì)胞和細(xì)胞之間的交流重要的，細(xì)胞間信號的傳遞速率會降低開展研究，同時各種細(xì)胞器之間的物質(zhì)移動和信號傳遞的效率也會降低。
 

　　第四個原因是DNA限制了細(xì)胞的大小相互融合。細(xì)胞核中的DNA含有合成蛋白質(zhì)的指令首要任務，蛋白質(zhì)幾乎參與了所有細(xì)胞器要完成的功能。但是在細(xì)胞核中復(fù)制DNA指令的有一定的速度且蛋白質(zhì)在細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行復(fù)制也有一定的速度不同需求，必須要有足夠多的DNA為細(xì)胞提供需要的蛋白質(zhì)發展，否則細(xì)胞不能存活，如果細(xì)胞很大總之，那么細(xì)胞質(zhì)的量會大大增加面向，就需要更多的酶，這時研學體驗，核的負(fù)擔(dān)就會增加建設項目，如果不能提供足夠數(shù)量的酶，細(xì)胞的功能則不能很好的完成落實落細。
 

　　2.2細(xì)胞和分子生物學(xué)上提出的解釋
 

　　在細(xì)胞和分子生物學(xué)方面對細(xì)胞的大小及影響因素有很多的研究相結合，總結(jié)一下有4個方面的原因。
 

　　(1)細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)的量與核糖體RNA的量
 

　　其中蛋白質(zhì)是更為重要的因素製高點項目，而其他化學(xué)物質(zhì)對細(xì)胞大小來說所占權(quán)重比較小為產業發展。這主要是指在動物細(xì)胞內(nèi)，有報道從果蠅和酵母中得到幾種核糖體突變的突變體類型有所增加，而它們的細(xì)胞尺寸都發(fā)生了改變服務好。所以，細(xì)胞的大小與核糖體的活性有關(guān)反應能力，而蛋白質(zhì)的含量是由核糖體來決定的共謀發展。在高等動物中，以相同的信號網(wǎng)絡(luò)來調(diào)節(jié)細(xì)胞大小。在哺乳動物中這一信號網(wǎng)絡(luò)的核心是一個叫做mTOR的蛋白激酶市場開拓，在果蠅和其他生物中也有同源的蛋白質(zhì)作用措施。在哺乳動物或果蠅中，蛋白質(zhì)的失活會導(dǎo)致細(xì)胞變小要落實好。mTOR或TOR接收上游信號并對氨基酸緊密相關、葡萄糖和細(xì)胞外的其他營養(yǎng)物質(zhì)以及生長因子(如胰島素)作出反應(yīng)。激活后的mTOR有兩個功能：一方面它活化了核糖體蛋白S6(rpS6)的激酶(S6K)導(dǎo)致rpS6磷酸化先進技術，從而可能加強(qiáng)核糖體的翻譯效率培訓，因而使細(xì)胞增大，在S6K缺乏的果蠅和小鼠中宣講手段，細(xì)胞明顯減少重要工具，而細(xì)胞數(shù)量沒有變化，因此身體變小配套設備。而rpS6磷酸化位點的缺失更優質，也會導(dǎo)致一些組織的細(xì)胞變小推進高水平；另一方面脫穎而出，活化的mTOR將翻譯抑制因子4E-BP磷酸化，解除其對翻譯起始因子4E的抑制生產創效，增強(qiáng)蛋白質(zhì)翻譯結構，促進(jìn)蛋白質(zhì)積累，增加細(xì)胞體積優化上下。
 

　　(2)內(nèi)外環(huán)境因素和細(xì)胞周期的調(diào)控
 

　　對于一個處于增殖的細(xì)胞哪些領域，它必須協(xié)調(diào)好細(xì)胞的大小與細(xì)胞分裂之間的關(guān)系并且確保在每次分裂之前，細(xì)胞的大小要維持在一定的尺寸不斷創新，這個尺寸被稱為關(guān)鍵尺寸建立和完善，如果細(xì)胞沒有達(dá)到關(guān)鍵尺寸就分裂了，那么子細(xì)胞就會因為太小而不能存活參與水平，如果細(xì)胞超過了關(guān)鍵尺寸之后才分裂大型，那么子細(xì)胞的功能就會受到影響并且細(xì)胞的數(shù)量的增長也會變慢。對于一個正在生長中的多細(xì)胞生物體明確相關要求，每個細(xì)胞的增殖和大小都會受到個體精確的調(diào)節(jié)和控制重要意義。為了整個生物體的協(xié)調(diào)發(fā)展，每一種類型的細(xì)胞都會受到組織和器官的精確調(diào)控深化涉外。這種精確的調(diào)控現(xiàn)在認(rèn)為與細(xì)胞內(nèi)外的環(huán)境和信號有關(guān)體系。單細(xì)胞生物更多會受到外界環(huán)境的影響，如果外界環(huán)境中營養(yǎng)物質(zhì)充足參與能力，條件適宜合理需求，細(xì)胞就會生長大一些是目前主流，而外界環(huán)境惡劣情況下，細(xì)胞不僅比較小高質量，而且它的增殖也受到了抑制充分發揮。對于多細(xì)胞生物體，更多受到細(xì)胞內(nèi)外信號分子的調(diào)控管理。
 

　　(3)細(xì)胞核中DNA和基因組的含量
 

　　一般來說原核生物基因組少設計，細(xì)胞尺寸相對較小，而真核生物基因組較多改進措施，細(xì)胞尺寸比較大就此掀開，真核生物基因數(shù)量不僅比原核生物多，而且它們還具有更多的基因非編碼區(qū)今年，這些非編碼基因是不編碼蛋白質(zhì)的穩步前行。而植物多倍體細(xì)胞普遍比單倍體或者二倍體細(xì)胞的體積要大。
 

　　(4)對于有液泡的植物細(xì)胞和真菌類細(xì)胞良好，zhong央液泡決定了細(xì)胞的大小大多數(shù)植物和真菌類細(xì)胞(包括酵母細(xì)胞)當(dāng)中含有一個或幾個非常大的充滿了液體的液泡，它們大多數(shù)占據(jù)了超過30%的細(xì)胞體積銘記囑托，更有甚者引領，可占據(jù)細(xì)胞體積的90%。液泡兼有溶酶體的功能示範，它里面有一些水解酶應用前景，同時也是存儲營養(yǎng)物質(zhì)和廢物的場所，維持著細(xì)胞的膨壓運行好，它是增長細(xì)胞大小zui經(jīng)ji的一種方式首次。