单细胞生物的生命活动

什么是单细胞生物

内容标准2.2研究整个身体只由一个细胞构成的生物，例如变形虫、草履虫、衣藻、酵母菌和细菌。由于细胞之间没有分工，这一个细胞及其细胞器必须独立完成生存所需的所有生命活动。

生命活动如何在一个细胞内进行

• 营养：变形虫利用伪足以吞噬作用摄入食物颗粒；衣藻利用其单一叶绿体进行光合作用；草履虫利用纤毛将食物扫入胞咽。
• 呼吸与气体交换：氧气直接经细胞膜扩散进入，二氧化碳扩散排出，因为细胞足够小，单靠扩散即可满足需求。
• 排泄：代谢废物经细胞膜扩散排出；在变形虫等淡水物种中，伸缩泡也会把经渗透进入的多余水分泵出。
• 对刺激的反应：草履虫的纤毛摆动使其游向食物或远离有害刺激；衣藻具有对光敏感的眼点，引导它游向光源以进行光合作用。
• 生殖与生长：大多数单细胞生物以二分裂方式进行无性生殖，即一个细胞长大后分裂成两个相同的子细胞。

为何单一细胞已足够

相对于其体积，单细胞生物具有非常大的表面积对体积比，因此物质经细胞膜的扩散速度足以供应氧气和养分并排除废物，而无需特化的运输结构。这正是这些生物尽管只有一个细胞，仍能保持高效运作的原因。

如何考查

题目通常展示变形虫、草履虫或衣藻的已标示图解，要求你辨认某个结构（如伸缩泡、伪足或眼点）并说出它所执行的生命活动。你也可能被要求解释为什么单一细胞足以在这些生物中完成所有生命活动。

考试风格例题

题目。两个立方体形状的细胞X与Y，边长分别为1毫米与3毫米。

(a) 计算每个细胞的表面积、体积，以及表面积对体积之比。(b) 说出哪个细胞的表面积对体积比更大。

(c) 利用(b)的答案，解释为何像细胞X那样大小的单细胞生物能单靠扩散生存，而像细胞Y那样大小的生物一般不能。

参考答案。(a) 细胞X：表面积 = 6 × 1² = 6平方毫米；体积 = 1³ = 1立方毫米；比值 = 6：1。

细胞Y：表面积 = 6 × 3² = 54平方毫米；体积 = 3³ = 27立方毫米；比值 = 2：1。(b) 细胞X的表面积对体积比更大。

(c) 较大的表面积对体积比意味着细胞X中每单位体积（细胞质）都有更多可用于交换的膜表面，因此氧气进入与废物排出的扩散速度足以满足细胞的需求。在细胞Y中，比值较小意味着内部相对远离细胞膜，因此单靠扩散会太慢，无法供应整个体积，这正是较大生物需要特化的运输与交换结构，而不能单靠扩散的原因。

练习题

试一试。一个球形单细胞生物的半径为2微米。

若该生物在形状不变的情况下，半径增大一倍（达4微米），说明其表面积对体积比会发生什么变化，并解释这对其通过扩散获取氧气的效率有何影响。（无需计算精确数值，根据表面积与体积如何随半径变化来推理即可。

）

考试提示

重点术语

以下术语对解释为何单细胞生物只需一个细胞即已足够至关重要：

• 细胞，单细胞生物的整个身体，独自完成所有生命活动。
• 细胞器，细胞内的特化结构，例如伸缩泡。
• 扩散，经细胞膜供应氧气并排除废物的被动运动。
• 渗透，水分进入细胞的运动，必须由伸缩泡加以抵消。

来源:SRC-DSKP-EN

常见问题

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