物質(zhì)穿越膜層數(shù)的計算問題，在高中生物試題中經(jīng)常出現(xiàn),也是重點和難點之一。

 

　　一、穿膜層數(shù)的計算問題常涉及的知識點

 

（1）常涉及到的細胞結(jié)構(gòu)的膜的層數(shù)：線粒體和葉綠體均為2層膜，液泡、細胞膜均為1層膜、核糖體、核膜上的核孔均為0層膜等。

 

（2）常涉及到結(jié)構(gòu)和細胞：紅細胞；肺泡壁、毛細血管壁、毛細淋巴管壁、小腸粘膜上皮、腎小囊壁、腎小管壁細胞等均為單層上皮細胞，物質(zhì)在穿越這些細胞時均穿越了兩層細胞膜。

 

（3）常涉及到的生理過程：營養(yǎng)物質(zhì)的吸收、分泌蛋白的合成與分泌、泌尿、血液循環(huán)、神經(jīng)傳導、光合作用、呼吸作用等。

 

　　二、穿膜問題典型題例析

 

　　1.動物體內(nèi)氧氣的吸收、運輸和利用過程中的穿膜問題

 

例1.空氣中的02被吸收到人體內(nèi)參加細胞的有氧呼吸，這一過程中02共穿過( )層膜

 

    A.7         B.9        C.1l        D.13

 

　　解析：呼吸的全過程分為五個環(huán)節(jié)：肺的通氣；肺泡處的氣體交換；氣體在血液中的運輸；組織處的氣體交換；氧氣在細胞內(nèi)的利用。

 

    ①肺的通氣：此過程中02沒有穿膜行為，而是通過呼吸道直接進入肺泡；②肺泡處的氣體交換：此過程02需穿過肺泡壁、毛細血管壁及紅細胞的細胞膜，最終進入紅細胞中與血紅蛋白結(jié)合成氧合血紅蛋白，其中肺泡壁和毛細血管壁都是由一層上皮細胞圍成，因此在此過程中02共需穿過5層膜；⑧氣體在血液中的運輸：此過程中02始終以氧合血紅蛋白的形式隨血液運往全身各處，沒有出紅細胞，因而沒有穿膜行為；④組織處的氣體交換：此過程中02需從紅細胞出來，穿過毛細血管壁進入組織細胞中，依據(jù)上面的分析，此處共需穿過4層膜；⑤氧氣在細胞內(nèi)的利用：02進入組織細胞后，還需進入線粒體內(nèi)才能參與有氧呼吸過程，線粒體是雙層膜細胞器，因此此過程中02需穿過2層膜。綜合上述五個過程，02共需穿過11層膜。

 

答案：C

 

　　2.動物體內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)的吸收、運輸和利用過程中的穿膜問題

 

例2.人小腸中的葡萄糖被吸收到體內(nèi)成為肝糖原，此過程中葡萄糖共穿過( )層膜

 

    A.6          B.7          C.8       D.9

 

解析：主要考查營養(yǎng)物質(zhì)的吸收問題。小腸中的葡萄糖需要穿過小腸絨毛壁和毛細血管壁才能進入血漿成為血糖。再經(jīng)過血液循環(huán)，穿越毛細血管到達組織液，進入肝細胞內(nèi)合成肝糖原。小腸絨毛壁和毛細血管壁都是由一層上皮細胞圍成的薄壁，而穿過每一層細胞都需穿過2層細胞膜，因此此過程中葡萄糖共穿過7層膜。

 

　答案：B

 

　　3.動物泌尿過程中的穿膜問題

 

　例3.血漿中的某個葡萄糖分子，流經(jīng)腎小球后，最終發(fā)現(xiàn)于腎靜脈中，那么它總共穿過了幾層磷脂分子結(jié)構(gòu)（   ）

 

    A.12層       B.16層     C.0層     D.0層或16層

 

　　解析：主要考查了泌尿的過程。葡萄糖分子由血漿通過入球小動脈進入腎小球，有可能不經(jīng)過腎小球的濾過作用直接從出球小動脈出來，進入腎靜脈，則沒有過穿越膜結(jié)構(gòu)。還有可能穿越了腎小囊壁，進入腎小囊內(nèi)形成原尿，最后通過腎小管的重吸收回血管，這種情況下所穿越的膜結(jié)構(gòu)依次為：腎小球的毛細血管壁→腎小囊壁→腎小管壁→毛細血管壁，共8層膜，即16層磷脂分子層。

 

　　答案：D

 

　　4.植物體內(nèi)光合作用和呼吸作用過程中的穿膜問題

 

例4.細胞線粒體產(chǎn)生的C02，進入相鄰細胞內(nèi)參與光合作用，此過程中C02需穿過( )層膜

 

    A.4       B.6      C.8      D.10

 

解析:關(guān)鍵詞是“相鄰細胞”。線粒體和葉綠體都是雙層膜結(jié)構(gòu)的細胞器。C02從一個細胞的線粒體出來，進入相鄰細胞的葉綠體內(nèi)，需穿過兩層細胞膜和線粒體、葉綠體的各兩層膜．共計6層膜。若為同一細胞內(nèi)，則只穿越4層膜。

 

答案：B

 

　　5.特殊情況下的穿膜問題

 

例5.轉(zhuǎn)錄形成的mRNA從細胞核內(nèi)出來后，會附著在細胞質(zhì)中的核糖體上，此過程中mRNA需穿過 ( )層膜

 

    A.0       B.1       C.2      D.4

 

解析：細胞核的核膜是雙層膜，但mRNA是大分子化合物，無法穿膜通過，它從細胞核內(nèi)出來是從核膜上的通道——核孔出來的，因此穿過0層膜。

 

答案：A

 

例6.當神經(jīng)興奮在神經(jīng)元之間傳遞時，突觸小泡中的神經(jīng)遞質(zhì)由突觸前膜釋放到突觸間隙中，再和突觸后膜上的受體結(jié)合。此過程中共穿越了幾層膜結(jié)構(gòu)（   ）

 

   A.0       B.1         C.2     D.4

 

解析：突觸結(jié)構(gòu)中神經(jīng)遞質(zhì)的釋放屬于外排或胞吐作用，不穿越膜結(jié)構(gòu)。在突觸后膜上的受體與神經(jīng)遞質(zhì)結(jié)合的過程中也沒有穿越膜結(jié)構(gòu)，故總計穿越了0層膜結(jié)構(gòu)。

 

答案：A

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