Is Bigger Better?

In the case of most cells, bigger is not better.

A7.12 Small Intestine cell using microvilli to increase surface area
Cells need to find the ideal balance between surface area and volume to ensure all transportation into, out of, and within the cell can be done as quickly as possible. The larger the surface area to volume ratio, the quicker this transportation can occur.

Cells have adapted ways to increase their surface area to volume ratio, such as ways to decrease their volume or increase their surface area. Multicellular organisms have adapted transportation systems to help move materials around so they do not have to rely as much on the surface area to volume ratio. This allows these organisms to have cells with shapes and sizes specific to their function rather than to the movement of materials.

In the next lesson, we will look at how this transportation can be used in the medical field and in technology. We will also look at research currently taking place on how the concepts we have learned so far can be used in society.

Problem-Solving Activity

Which shape is best?


Background Information:

Cells have adapted many shapes to try to find the right ratio between surface area and volume. In this activity, you will look at three different shapes—cuboid, spheroid and cylinder—and determine which has the best surface area to volume ratio.

Find the surface area to volume for each of the following shapes:


A7.13 Cube 1

A7.14 Cube 2




A7.15 Sphere 1

A7.16 Sphere 2




A7.17 Cylinder 1

A7.18 Cylinder 2



You can find the formulas for surface area and volume for each of these shapes in your data booklet.

Please return to the top of this page and click on analysis to complete the analysis questions.
  1. Which shape has the best surface area to volume ratio?
The cube has the best surface area to volume ratio. Here are the calculations:

Cube 1 Sphere 1
Cylinder 1
«math» «mtable columnspacing=¨0px¨ columnalign=¨right center left¨» «mtr» «mtd» «mi»SA«/mi» «/mtd» «mtd» «mo»=«/mo» «/mtd» «mtd» «mn»6«/mn» «mi»lw«/mi» «/mtd» «/mtr» «mtr» «mtd»«/mtd» «mtd» «mo»=«/mo» «/mtd» «mtd» «mn»6«/mn» «mo»§#215;«/mo» «mn»2«/mn» «mo»§#215;«/mo» «mn»2«/mn» «/mtd» «/mtr» «mtr» «mtd»«/mtd» «mtd» «mo»=«/mo» «/mtd» «mtd» «mn»24«/mn» «mo»§#160;«/mo» «msup» «mi»mm«/mi» «mn»2«/mn» «/msup» «/mtd» «/mtr» «mtr» «mtd» «mi mathvariant=¨normal¨»V«/mi» «/mtd» «mtd» «mo»=«/mo» «/mtd» «mtd» «mi»lwh«/mi» «/mtd» «/mtr» «mtr» «mtd»«/mtd» «mtd» «mo»=«/mo» «/mtd» «mtd» «mn»2«/mn» «mo»§#215;«/mo» «mn»2«/mn» «mo»§#215;«/mo» «mn»2«/mn» «/mtd» «/mtr» «mtr» «mtd»«/mtd» «mtd» «mo»=«/mo» «/mtd» «mtd» «mn»8«/mn» «mo»§#160;«/mo» «msup» «mi»mm«/mi» «mn»3«/mn» «/msup» «/mtd» «/mtr» «mtr» «mtd» «mi mathvariant=¨bold¨»SA«/mi» «mo mathvariant=¨bold¨»:«/mo» «mi mathvariant=¨bold¨»V«/mi» «/mtd» «mtd» «mo mathvariant=¨bold¨»=«/mo» «/mtd» «mtd» «mn mathvariant=¨bold¨»3«/mn» «/mtd» «/mtr» «/mtable» «/math» «math» «mtable columnspacing=¨0px¨ columnalign=¨right center left¨» «mtr» «mtd» «mi»SA«/mi» «/mtd» «mtd» «mo»=«/mo» «/mtd» «mtd» «mn»4«/mn» «msup» «mi»§#960;r«/mi» «mn»2«/mn» «/msup» «/mtd» «/mtr» «mtr» «mtd»«/mtd» «mtd» «mo»=«/mo» «/mtd» «mtd» «mn»4«/mn» «mi mathvariant=¨normal¨»§#960;«/mi» «msup» «mfenced» «mn»2«/mn» «/mfenced» «mn»2«/mn» «/msup» «/mtd» «/mtr» «mtr» «mtd»«/mtd» «mtd» «mo»=«/mo» «/mtd» «mtd» «mn»50«/mn» «mo».«/mo» «mn»3«/mn» «mo»§#160;«/mo» «msup» «mi»mm«/mi» «mn»2«/mn» «/msup» «/mtd» «/mtr» «mtr» «mtd» «mi mathvariant=¨normal¨»V«/mi» «/mtd» «mtd» «mo»=«/mo» «/mtd» «mtd» «mfrac» «mn»4«/mn» «mn»3«/mn» «/mfrac» «msup» «mi»§#960;r«/mi» «mn»3«/mn» «/msup» «/mtd» «/mtr» «mtr» «mtd»«/mtd» «mtd» «mo»=«/mo» «/mtd» «mtd» «mfrac» «mn»4«/mn» «mn»3«/mn» «/mfrac» «mi mathvariant=¨normal¨»§#960;«/mi» «msup» «mfenced» «mn»2«/mn» «/mfenced» «mn»3«/mn» «/msup» «/mtd» «/mtr» «mtr» «mtd»«/mtd» «mtd» «mo»=«/mo» «/mtd» «mtd» «mn»33«/mn» «mo».«/mo» «mn»5«/mn» «mo»§#160;«/mo» «msup» «mi»mm«/mi» «mn»3«/mn» «/msup» «/mtd» «/mtr» «mtr» «mtd» «mi mathvariant=¨bold¨»SA«/mi» «mo mathvariant=¨bold¨»:«/mo» «mi mathvariant=¨bold¨»V«/mi» «/mtd» «mtd» «mo mathvariant=¨bold¨»=«/mo» «/mtd» «mtd» «mn mathvariant=¨bold¨»1«/mn» «mo mathvariant=¨bold¨».«/mo» «mn mathvariant=¨bold¨»5«/mn» «/mtd» «/mtr» «/mtable» «/math» «math» «mtable columnspacing=¨0px¨ columnalign=¨right center left¨» «mtr» «mtd» «mi»SA«/mi» «/mtd» «mtd» «mo»=«/mo» «/mtd» «mtd» «mn»2«/mn» «mi»§#960;rl«/mi» «mo»+«/mo» «mn»2«/mn» «msup» «mi»§#960;r«/mi» «mn»2«/mn» «/msup» «/mtd» «/mtr» «mtr» «mtd»«/mtd» «mtd» «mo»=«/mo» «/mtd» «mtd» «mn»2«/mn» «mi mathvariant=¨normal¨»§#960;«/mi» «mfenced» «mn»2«/mn» «/mfenced» «mfenced» «mn»4«/mn» «/mfenced» «mo»+«/mo» «mn»2«/mn» «mi mathvariant=¨normal¨»§#960;«/mi» «msup» «mfenced» «mn»2«/mn» «/mfenced» «mn»2«/mn» «/msup» «/mtd» «/mtr» «mtr» «mtd»«/mtd» «mtd» «mo»=«/mo» «/mtd» «mtd» «mn»75«/mn» «mo».«/mo» «mn»4«/mn» «mo»§#160;«/mo» «msup» «mi»mm«/mi» «mn»2«/mn» «/msup» «/mtd» «/mtr» «mtr» «mtd» «mi mathvariant=¨normal¨»V«/mi» «/mtd» «mtd» «mo»=«/mo» «/mtd» «mtd» «msup» «mi»§#960;r«/mi» «mn»2«/mn» «/msup» «mi mathvariant=¨normal¨»l«/mi» «/mtd» «/mtr» «mtr» «mtd»«/mtd» «mtd» «mo»=«/mo» «/mtd» «mtd» «mi mathvariant=¨normal¨»§#960;«/mi» «msup» «mfenced» «mn»2«/mn» «/mfenced» «mn»2«/mn» «/msup» «mfenced» «mn»4«/mn» «/mfenced» «/mtd» «/mtr» «mtr» «mtd»«/mtd» «mtd» «mo»=«/mo» «/mtd» «mtd» «mn»50«/mn» «mo».«/mo» «mn»3«/mn» «mo»§#160;«/mo» «msup» «mi»mm«/mi» «mn»3«/mn» «/msup» «/mtd» «/mtr» «mtr» «mtd» «mi mathvariant=¨bold¨»SA«/mi» «mo mathvariant=¨bold¨»:«/mo» «mi mathvariant=¨bold¨»V«/mi» «/mtd» «mtd» «mo mathvariant=¨bold¨»=«/mo» «/mtd» «mtd» «mn mathvariant=¨bold¨»1«/mn» «mo mathvariant=¨bold¨».«/mo» «mn mathvariant=¨bold¨»5«/mn» «/mtd» «/mtr» «mtr» «mtd»«/mtd» «mtd»«/mtd» «mtd»«/mtd» «/mtr» «/mtable» «/math»
Cube 2
Sphere 2
Cylinder 2
«math» «mtable columnspacing=¨0px¨ columnalign=¨right center left¨» «mtr» «mtd» «mi»SA«/mi» «/mtd» «mtd» «mo»=«/mo» «/mtd» «mtd» «mn»6«/mn» «mi»lw«/mi» «/mtd» «/mtr» «mtr» «mtd»«/mtd» «mtd» «mo»=«/mo» «/mtd» «mtd» «mn»6«/mn» «mo»§#215;«/mo» «mn»5«/mn» «mo»§#215;«/mo» «mn»5«/mn» «/mtd» «/mtr» «mtr» «mtd»«/mtd» «mtd» «mo»=«/mo» «/mtd» «mtd» «mn»150«/mn» «mo»§#160;«/mo» «msup» «mi»mm«/mi» «mn»2«/mn» «/msup» «/mtd» «/mtr» «mtr» «mtd» «mi mathvariant=¨normal¨»V«/mi» «/mtd» «mtd» «mo»=«/mo» «/mtd» «mtd» «mi»lwh«/mi» «/mtd» «/mtr» «mtr» «mtd»«/mtd» «mtd» «mo»=«/mo» «/mtd» «mtd» «mn»5«/mn» «mo»§#215;«/mo» «mn»5«/mn» «mo»§#215;«/mo» «mn»5«/mn» «/mtd» «/mtr» «mtr» «mtd»«/mtd» «mtd» «mo»=«/mo» «/mtd» «mtd» «mn»125«/mn» «mo»§#160;«/mo» «msup» «mi»mm«/mi» «mn»3«/mn» «/msup» «/mtd» «/mtr» «mtr» «mtd» «mi mathvariant=¨bold¨»SA«/mi» «mo mathvariant=¨bold¨»:«/mo» «mi mathvariant=¨bold¨»V«/mi» «/mtd» «mtd» «mo mathvariant=¨bold¨»=«/mo» «/mtd» «mtd» «mn mathvariant=¨bold¨»1«/mn» «mo mathvariant=¨bold¨».«/mo» «mn mathvariant=¨bold¨»2«/mn» «/mtd» «/mtr» «/mtable» «/math» «math» «mtable columnspacing=¨0px¨ columnalign=¨right center left¨» «mtr» «mtd» «mi»SA«/mi» «/mtd» «mtd» «mo»=«/mo» «/mtd» «mtd» «mn»4«/mn» «msup» «mi»§#960;r«/mi» «mn»2«/mn» «/msup» «/mtd» «/mtr» «mtr» «mtd»«/mtd» «mtd» «mo»=«/mo» «/mtd» «mtd» «mn»4«/mn» «mi mathvariant=¨normal¨»§#960;«/mi» «msup» «mfenced» «mn»5«/mn» «/mfenced» «mn»2«/mn» «/msup» «/mtd» «/mtr» «mtr» «mtd»«/mtd» «mtd» «mo»=«/mo» «/mtd» «mtd» «mn»314«/mn» «mo».«/mo» «mn»2«/mn» «mo»§#160;«/mo» «msup» «mi»mm«/mi» «mn»2«/mn» «/msup» «/mtd» «/mtr» «mtr» «mtd» «mi mathvariant=¨normal¨»V«/mi» «/mtd» «mtd» «mo»=«/mo» «/mtd» «mtd» «mfrac» «mn»4«/mn» «mn»3«/mn» «/mfrac» «msup» «mi»§#960;r«/mi» «mn»3«/mn» «/msup» «/mtd» «/mtr» «mtr» «mtd»«/mtd» «mtd» «mo»=«/mo» «/mtd» «mtd» «mfrac» «mn»4«/mn» «mn»3«/mn» «/mfrac» «mi mathvariant=¨normal¨»§#960;«/mi» «msup» «mfenced» «mn»5«/mn» «/mfenced» «mn»3«/mn» «/msup» «/mtd» «/mtr» «mtr» «mtd»«/mtd» «mtd» «mo»=«/mo» «/mtd» «mtd» «mn»523«/mn» «mo».«/mo» «mn»6«/mn» «mo»§#160;«/mo» «msup» «mi»mm«/mi» «mn»3«/mn» «/msup» «/mtd» «/mtr» «mtr» «mtd» «mi mathvariant=¨bold¨»SA«/mi» «mo mathvariant=¨bold¨»:«/mo» «mi mathvariant=¨bold¨»V«/mi» «/mtd» «mtd» «mo mathvariant=¨bold¨»=«/mo» «/mtd» «mtd» «mn mathvariant=¨bold¨»0«/mn» «mo mathvariant=¨bold¨».«/mo» «mn mathvariant=¨bold¨»6«/mn» «/mtd» «/mtr» «/mtable» «/math» «math» «mtable columnspacing=¨0px¨ columnalign=¨right center left¨» «mtr» «mtd» «mi»SA«/mi» «/mtd» «mtd» «mo»=«/mo» «/mtd» «mtd» «mn»2«/mn» «mi»§#960;rl«/mi» «mo»+«/mo» «mn»2«/mn» «msup» «mi»§#960;r«/mi» «mn»2«/mn» «/msup» «/mtd» «/mtr» «mtr» «mtd»«/mtd» «mtd» «mo»=«/mo» «/mtd» «mtd» «mn»2«/mn» «mi mathvariant=¨normal¨»§#960;«/mi» «mfenced» «mn»5«/mn» «/mfenced» «mfenced» «mn»8«/mn» «/mfenced» «mo»+«/mo» «mn»2«/mn» «mi mathvariant=¨normal¨»§#960;«/mi» «msup» «mfenced» «mn»5«/mn» «/mfenced» «mn»2«/mn» «/msup» «/mtd» «/mtr» «mtr» «mtd»«/mtd» «mtd» «mo»=«/mo» «/mtd» «mtd» «mn»408«/mn» «mo».«/mo» «mn»4«/mn» «mo»§#160;«/mo» «msup» «mi»mm«/mi» «mn»2«/mn» «/msup» «/mtd» «/mtr» «mtr» «mtd» «mi mathvariant=¨normal¨»V«/mi» «/mtd» «mtd» «mo»=«/mo» «/mtd» «mtd» «msup» «mi»§#960;r«/mi» «mn»2«/mn» «/msup» «mi mathvariant=¨normal¨»l«/mi» «/mtd» «/mtr» «mtr» «mtd»«/mtd» «mtd» «mo»=«/mo» «/mtd» «mtd» «mi mathvariant=¨normal¨»§#960;«/mi» «msup» «mfenced» «mn»5«/mn» «/mfenced» «mn»2«/mn» «/msup» «mfenced» «mn»8«/mn» «/mfenced» «/mtd» «/mtr» «mtr» «mtd»«/mtd» «mtd» «mo»=«/mo» «/mtd» «mtd» «mn»628«/mn» «mo».«/mo» «mn»3«/mn» «mo»§#160;«/mo» «msup» «mi»mm«/mi» «mn»3«/mn» «/msup» «/mtd» «/mtr» «mtr» «mtd» «mi mathvariant=¨bold¨»SA«/mi» «mo mathvariant=¨bold¨»:«/mo» «mi mathvariant=¨bold¨»V«/mi» «/mtd» «mtd» «mo mathvariant=¨bold¨»=«/mo» «/mtd» «mtd» «mn mathvariant=¨bold¨»0«/mn» «mo mathvariant=¨bold¨».«/mo» «mn mathvariant=¨bold¨»7«/mn» «/mtd» «/mtr» «mtr» «mtd»«/mtd» «mtd»«/mtd» «mtd»«/mtd» «/mtr» «/mtable» «/math»
  1. Why do you think that shape gives the best surface area to volume ratio?
A cube has the best surface area to volume ratio because it provides the most amount of surface area, due to it having six sides. This allows the most amount of cellular transport to happen.

  1. Which shapes will cause cells to stay very small?
The sphere has the worst surface area to volume ratio, so that shape would cause cells to stay the smallest. The sphere is very similar to the cylinder, but the cylinder has a larger surface area to volume ratio as we increase the size of the cell, so it is slightly better.

  Digging Deeper

A7.13 Symptoms of celiac disease

The cells in the small intestine have adapted to increase their surface area by forming structures called microvilli on the surface of their cells. These structures increase the surface area of the cell to help increase absorption from the small intestine but do not have a huge impact on the cell’s volume. People with celiac disease have a reaction to gluten found in wheat, barley, and rye that destroys these microvilli, preventing these cells from absorbing as many nutrients. The lack of nutrients causes many symptoms. Go to the following link for more information on this topic. https://www.medicinenet.com/celiac_disease_gluten_enteropathy/article.htm

Learn More