物質(zhì)穿膜運輸問題是學(xué)生解題難點之一，其原因有兩個方面：首先，學(xué)生對題目涉及的生物體局部結(jié)構(gòu)不清楚，無從著手分析；其次，對物質(zhì)是否跨膜還是非跨膜(即膜融合)進出細(xì)胞，不能作出正確判斷。

 

1．結(jié)構(gòu)區(qū)分

 

(1)單層膜與單層磷脂分子：單層膜是一層單位膜，包含兩層磷脂分子，而不是單層磷脂分子。

 

(2)一層膜與一層細(xì)胞：物質(zhì)穿過一層膜，是指物質(zhì)通過跨膜運輸(自由擴散、協(xié)助擴散和主動運輸)的方式通過一層膜結(jié)構(gòu)。物質(zhì)穿過一層細(xì)胞，指的是物質(zhì)先進入細(xì)胞、再排出細(xì)胞的過程，通過膜的層數(shù)為兩層。

 

(3)跨膜運輸和膜泡運輸：前者主要是小分子物質(zhì)和離子通過自由擴散、協(xié)助擴散和主動運輸?shù)姆绞酵ㄟ^生物膜的過程，通過膜結(jié)構(gòu)時，以實際通過膜的層數(shù)計算；后者主要指大分子物質(zhì)(神經(jīng)遞質(zhì)為小分子物質(zhì)，也通過胞吐的方式排出)通過胞吞、胞吐的方式通過生物膜的過程，物質(zhì)通過膜的層數(shù)為0。

 

(4)葉綠體內(nèi)的O2到達葉綠體外需通過2層膜(若強調(diào)從產(chǎn)生部位到葉綠體外，則為3層膜，因為O2在類囊體內(nèi)產(chǎn)生)；線粒體產(chǎn)生的CO2到達線粒體外需通過2層膜。

 

2．典例示法

 

典例1　外界空氣中O2進入人體骨骼肌細(xì)胞被利用，至少要穿過的生物膜層數(shù)是

 

(　　)

 

A．5層                   B．10層

 

C．11層                  D．12層

 

圖解示法　組織細(xì)胞與外界環(huán)境進行氣體交換的整個過程(如圖1所示)是通過內(nèi)環(huán)境而間接進行的，整個過程包括外呼吸、氣體在血液中的運輸和內(nèi)呼吸3個環(huán)節(jié)。經(jīng)過外呼吸實現(xiàn)了血液和外界環(huán)境之間的氣體交換；O2在血液中以氧合血紅蛋白的形式進行運輸；經(jīng)過內(nèi)呼吸實現(xiàn)骨骼肌與內(nèi)環(huán)境之間的氣體交換及O2最后參與有氧呼吸而被骨骼肌細(xì)胞所利用。外呼吸可用下圖2表示，內(nèi)呼吸可用下圖3表示。

 

 

　

 

從圖2可知，在肺通氣和肺泡內(nèi)的氣體交換的過程中，O2要穿過肺泡壁(一層上皮細(xì)胞)、毛細(xì)血管壁(一層上皮細(xì)胞)及紅細(xì)胞膜，共計5層生物膜，才能與血紅蛋白結(jié)合；從圖3可知，經(jīng)過組織里的氣體交換，O2進入骨骼肌細(xì)胞要透過紅細(xì)胞膜、毛細(xì)血管壁(一層上皮細(xì)胞)和一層骨骼肌細(xì)胞膜(合計4層生物膜)，再加上O2最終要進入線粒體參與有氧呼吸，而線粒體是具有雙層膜的細(xì)胞器，故共合計6層膜。由此可知，外界空氣中O2進入人體骨骼肌細(xì)胞被利用，至少要穿過的生物膜層數(shù)是11層。

 

答案　C

 

典例2　蛋白質(zhì)的消化產(chǎn)物被人體所吸收并轉(zhuǎn)化為組織蛋白的過程中，共穿過磷脂分子層數(shù)是                                                      (　　)

 

  A．4                      B．8

 

C．7                      D．14

 

圖解示法　食物中的蛋白質(zhì)在消化道中被蛋白酶和肽酶分解成氨基酸，主要在小腸中被吸收 高中英語，其吸收過程如圖所示：

 

 

腸腔中的氨基酸經(jīng)過小腸絨毛上皮細(xì)胞(2層膜)＋絨毛內(nèi)毛細(xì)血管壁(2層膜)＋組織處毛細(xì)血管壁(2層膜)＋組織細(xì)胞膜(1層膜)＝7層膜；而1層膜由2層磷脂分子構(gòu)成，所以共穿過14層磷脂分子層。

 

答案　D

 

典例3　用同位素標(biāo)記血液的葡萄糖分子，若該分子流經(jīng)腎臟后又經(jīng)過腎靜脈流出，該分子穿過幾層細(xì)胞膜                                         (　　)

 

A．4層                      B．8層

 

C．0層或8層                 D．16層

 

圖解示法　血糖流經(jīng)腎臟后又經(jīng)腎靜脈流出的過程中，

 

經(jīng)過了腎小球的濾過作用和腎小管的重吸收作用(如圖所

 

示)。整個過程中葡萄糖分子依次穿過了腎小球毛細(xì)血管、

 

腎小囊壁、腎小管壁和腎小管周圍的毛細(xì)血管壁而重新

 

回到血液，最后經(jīng)靜脈流出。而這些“壁”都很薄，只

 

由一層上皮細(xì)胞構(gòu)成，而每穿過一層細(xì)胞即經(jīng)過2層細(xì)

 

胞膜，故共穿過8層膜。但并非每個葡萄糖分子都會從腎小球濾過，若沒有濾過的

 

葡萄糖分子，則從入球小動脈流入而又直接從出球小動脈流出，再流經(jīng)腎小管周圍

 

的毛細(xì)血管，最后經(jīng)腎靜脈流出，這個過程中葡萄糖分子始終在血管中流動，沒有

 

穿過任何膜結(jié)構(gòu)。

 

答案　C

 

典例4　血漿中的1個葡萄糖分子進入組織細(xì)胞被徹底氧化分解，需要穿過幾層細(xì)胞膜                                                        (　　)

 

A．5層                  B．3層

 

C．6層                  D．4層

 

圖解示法　血漿中的葡萄糖分子進入組織細(xì)胞

 

 

必須通過內(nèi)環(huán)境(如圖所示)，葡萄糖首先要穿過毛細(xì)血管壁進入組織液，毛細(xì)血管壁由一層上皮細(xì)胞組成，所以葡萄糖穿過這層細(xì)胞即穿過2層細(xì)胞膜，再進入組織細(xì)胞共穿過3層細(xì)胞膜。進入組織細(xì)胞的葡萄糖在被徹底氧化分解時，首先要在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中經(jīng)過細(xì)胞呼吸的第一階段，被分解成兩分子丙酮酸，再進一步進入線粒體被徹底氧化分解。葡萄糖分子不直接進入線粒體，所以血漿中的葡萄糖進入組織細(xì)胞被徹底氧化分解經(jīng)過的細(xì)胞膜只有3層。本題易誤選A，因線粒體為雙層膜結(jié)構(gòu)，而實際上完整的葡萄糖分子只進入到細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，初步分解后才進入線粒體，但進入線粒體的已不是葡萄糖分子，而是丙酮酸。另外，題目所問的是幾層細(xì)胞膜，線粒體的內(nèi)、外膜不是細(xì)胞膜。

 

答案　B

 

典例5　內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)的分泌蛋白，輸送到高爾基體腔內(nèi)進一步加工，最后釋放到細(xì)胞外。這一過程中分泌蛋白通過的生物膜層數(shù)是                        (　　)

 

A．4層                  B．3層

 

C．2層                  D．0層

 

圖解示法　如圖所示，分泌蛋白在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體上合

 

成，經(jīng)過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的加工，由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔膨大、出芽形成囊泡，

 

把蛋白輸送到高爾基體腔內(nèi)，做進一步加工后，再由高爾

 

基體邊緣突起形成囊泡，把蛋白質(zhì)裹在囊泡內(nèi)，運輸?shù)郊?xì)

 

胞膜，最后囊泡與細(xì)胞膜融合，經(jīng)細(xì)胞膜的胞吐作用把蛋

 

白質(zhì)釋放到細(xì)胞外。整個過程中分泌蛋白都是以囊泡的形

 

式移動，而并非穿過生物膜進行運輸，故這一過程中穿過

 

的生物膜層數(shù)是0層。

 

答案　D

 

典例6　1分子CO2從葉肉細(xì)胞的線粒體基質(zhì)中擴散出來，進入一相鄰細(xì)胞的葉綠體基質(zhì)內(nèi)，至少穿過的生物膜層數(shù)及磷脂分子層數(shù)分別是              (　　)

 

A．5層和10層                 B．6層和12層

 

C．7層和7層                  D．8層和16層

 

圖解示法　1分子CO2從葉肉細(xì)胞的線粒體基質(zhì)中擴散出來，進入相鄰細(xì)胞的葉綠體基質(zhì)內(nèi)(如圖)，

 

因葉綠體和線粒體都是具有雙層膜的細(xì)胞器，故共穿過的生物膜是6層，而每一層膜由2層磷脂分子構(gòu)成，所以共穿過12層磷脂分子層。

 

 

答案　B

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