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对于形状相似的物体，其比表面积(表面积与体积之比)与其尺度成反比,即  例如球的表面积为  体积为  比表面积为   柏拉图多面体和球的表面积(S)与体积(V)之间关系的坐标图(图片来自Wikipedia) 生物个体或其组成单元的比表面积往往对生物的新陈代谢影响很大。 例如，细胞内营养物质的进入和代谢废物的排除都必须经过细胞膜这样的表面。因此细胞越小，其比表面积就越大，其代谢速率大体上也就越高。当细胞大到一定程度，代谢速率就不足以维持细胞内部功能的正常运行，从而需要通过分裂的方式增加其比表面积。 类似地，就不难理解为什么微生物对营养物质的吸收转化能力比动植物等大型生物强成千上万倍。例如，大肠杆菌在1h内可分解其自重1000~10000倍的乳糖；产朊假丝酵母合成蛋白的能力比大豆强100倍，比食用牛强10万倍；一些微生物的呼吸速率也比高等动、植物的组织强数十至数百倍。快速的代谢速率还导致微生物个体的生长和繁殖速率极快。例如，有的大肠杆菌在合适的生长条件下，细胞分裂一次仅需12.5~20分钟，一个这样的个体经过一昼夜的繁殖后，理论上可以产生约5000000000万亿个后代，其后代总重可达到4000~5000 吨。微生物因比表面积小而具有的快速代谢、生长、繁殖能力在发酵工业中具有非常重要的意义，主要体现在生产效率高、周期短。  显微镜下的大肠杆菌图片(图片来自Wikipedia) 此外微生物体积小、比表面积大的特点也导致其易变异。有益的变异有助于筛选优良的品种从而提高发酵工业的效率；例如1943年时，每毫升产黄青霉发酵液仅分泌20单位青霉素，如今早已超过5万单位。而有害的变异也会增加传染病对人类的威胁；例如变异产生的青霉素耐药菌株感染人体每年都导致数以万计的人的死亡。 比表面积也会限制高等动物的体型。例如，有研究表明将蜻蜓放在高氧浓度的环境中，其生长速率更快，长大后的体型也更大，可以比普通蜻蜓大15%。这主要是因为蜻蜓所需的氧气是从体表扩散进入体内的。因此在一定氧浓度下，体型过大导致比表面积较低，代谢速率较低，从而不足以维持个体正常生命活动。当空气中氧浓度升高时，则可以保证更大体型个体的正常代谢。事实上，有化石表明大约三亿年前的石炭纪时期，某些巨型蜻蜓的翼展可达到70cm以上，而那时的大气氧浓度高达35%，远高于现在的21%。但氧浓度可能只是当时蜻蜓有较大体型的重要原因之一。  |
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