物质穿越膜层数的计算问题
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高考小专题:生物高考中有关跨膜计算的解题策略(沪版教材)相关知识点:生物体中具膜的结构有单膜类的细胞膜、液泡、高尔基体、内质网、溶酶体,双膜类的核膜、线粒体、叶绿体。
上述结构的膜的化学组成相似,基本结构大致相同,统称为生物膜。
在解答涉及动物细胞的过膜问题时,要注意物质从血管内流出或物质进入血管,穿过血管壁时经过的是两层细胞膜,因为毛细血管壁是由一层细胞构成的。
另外还需要掌握物质所对应的一些生理过程的有关知识,如气体交换、物质运输、尿的形成等(涉及到的壁有:毛细血管壁、肺泡壁、小肠上皮细胞、肾小囊壁等)。
以下通过例题对相关结构与生理知识进行讲解并巩固)一、植物细胞中的过膜问题例1:一个叶肉细胞中的O2从产生处到被消耗处,至少要通过几层膜?()A. 1层B. 2层C. 5层D. 6层例2:植物根尖成熟区的一个细胞呼吸作用产生的H2O 分子进入另一个成熟区细胞的液泡中至少要通过几层膜?()A. 1层B. 2层C. 4层D. 5层二、动物细胞中的过膜问题例3:葡萄糖由小肠黏膜上皮细胞吸收进入肌肉细胞进行无氧呼吸,至少需要穿过几层膜?()A. 4层B. 7层C. 9层D. 6层例4:ATP是细胞内的能源物质,医药商店出售的ATP注射液可治疗心肌炎,若人体静脉注射这类药物,ATP到达心肌细胞内至少要通过几层细胞膜?()A. 2层B. 3层C. 4层D. 6层例5:同位素标记追踪血液中的某葡萄糖分子,若该分子流经肾脏后,又经肾静脉流出,则该分子很可能穿过几层细胞膜?()A. 2层B. 4层C. 6层D. 0层或8层例6:细胞核中转录而成的RNA要与核糖体结合来翻译相关蛋白质,需穿过几层膜?()A. 0层B. 3层C. 8层D. 6层例7:胰腺合成分泌的消化酶到十二指肠消化食物需穿过几层膜?()A. 1层B. 4层C. 0层D. 8层例8:外界空气中的O2进入人体组织细胞中被利用,至少要通过几层膜?()A. 5层B. 11层C. 8层D. 9层9.葡萄糖经小肠粘膜上皮进入毛细血管,需透过的磷脂分子层数是()A.4层B.6层C.8层D.10层。
之吉白夕凡创作膜计算计算某物质代谢中进入细胞所通过的膜的层数或磷脂双分子层数,一定要弄清物质在体内的运行路线,结合各部分结构和相应功能即可作答。
注意物质进入毛细血管,穿过毛细血管壁和氧气或二氧化碳穿过肺泡壁时都要经过两层细胞膜。
活细胞代谢时需不竭的与外界环境进行物质交换,即从外界环境获得氧气和营养物质,同时,把自身代谢发生的二氧化碳、水等代谢终产品和对细胞有害物质排出体外。
细胞代谢是在专门细胞器或细胞质基质中进行的,从结构上看,内质网、高尔基体、液泡膜、线粒体、叶绿体都是由膜结构构成的。
前三者为单层膜,后二者是双层膜。
(1)1层生物膜=1层磷脂双分子层=2层磷脂分子层(2)在细胞中,核糖体、中心体、染色体无膜结构;细胞膜、液泡膜、内质网膜、高尔基体膜是单层膜;线粒体、叶绿体和细胞核的膜是双层膜,但物质若从核孔穿透核膜时,则穿过的膜层数为0。
(3)肺泡壁、毛细血管壁和消化道管壁都是由单层上皮细胞构成,且穿过1层细胞则需穿过2次细胞膜(生物膜)或4层磷脂分子层。
例1.大气中的氧气要进入红细胞与血红蛋白结合,需要穿过几层磷脂分子层()A.3层 B.5层C.6层 D.10层【解析】大气中的氧气首先要从呼吸道进入肺泡,穿过肺泡中的某一细胞时,进、出共两层膜,然后穿过血管壁,进、出血管壁也是两层膜,最后进入红细胞(1层膜)中与血红蛋白结合,总共是5层膜,即10层磷脂分子层。
答案:D例2.内环境中的氧气进入组织细胞并用于有氧呼吸至少要通过几层磷脂分子层()A.2层 B.4层C.6层 D.8层答案:C例3.红细胞中含18O的氧气被利用后酿成C18O2进入c(血浆)内,18O至少要透过()层膜。
【解析】红细胞中含18O的氧气首先从红细胞中出来(1层膜),穿过毛细血管(进、出共2层膜),【进入组织细胞(1层膜),再进入线粒体(2层膜)被利用酿成C18O2,又从线粒体中出来,穿过组织细胞膜,即进、出组织细胞和线粒体共6层膜】,再一次穿过毛细血管(进、出共2层膜),最后到达血浆中。
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膜计算计算某物质代谢中进入细胞所通过的膜的层数或磷脂双分子层数,一定要弄清物质在体内的运行路线,结合各部分结构和相应功能便可作答.注意物质进入毛细血管,穿过毛细血管壁和氧气或二氧化碳穿过肺泡壁时都要经过两层细胞膜。
活细胞代谢时需不断的与外界环境进行物质交换,即从外界环境获得氧气和营养物质,同时,把自身代谢产生的二氧化碳、水等代谢终产物和对细胞有害物质排出体外。
细胞代谢是在专门细胞器或细胞质基质中进行的,从结构上看,内质网、高尔基体、液泡膜、线粒体、叶绿体都是由膜结构构成的。
前三者为单层膜,后二者是双层膜。
(1)1层生物膜=1层磷脂双分子层=2层磷脂分子层(2)在细胞中,核糖体、中心体、染色体无膜结构;细胞膜、液泡膜、内质网膜、高尔基体膜是单层膜;线粒体、叶绿体和细胞核的膜是双层膜,但物质若从核孔穿透核膜时,则穿过的膜层数为0。
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膜计算计算某物质代谢中进入细胞所通过的膜的层数或磷脂双分子层数,一定要弄清物质在体内的运行路线,结合各部分结构和相应功能便可作答。
注意物质进入毛细血管,穿过毛细血管壁和氧气或二氧化碳穿过肺泡壁时都要经过两层细胞膜。
活细胞代谢时需不断的与外界环境进行物质交换,即从外界环境获得氧气和营养物质,同时,把自身代谢产生的二氧化碳、水等代谢终产物和对细胞有害物质排出体外。
细胞代谢是在专门细胞器或细胞质基质中进行的,从结构上看,内质网、高尔基体、液泡膜、线粒体、叶绿体都是由膜结构构成的。
前三者为单层膜,后二者是双层膜。
(1)1层生物膜=1层磷脂双分子层=2层磷脂分子层(2)在细胞中,核糖体、中心体、染色体无膜结构;细胞膜、液泡膜、内质网膜、高尔基体膜是单层膜;线粒体、叶绿体和细胞核的膜是双层膜,但物质若从核孔穿透核膜时,则穿过的膜层数为0。
(3)肺泡壁、毛细血管壁和消化道管壁都是由单层上皮细胞构成,且穿过1层细胞则需穿过2次细胞膜(生物膜)或4层磷脂分子层。
例1.大气中的氧气要进入红细胞与血红蛋白结合,需要穿过几层磷脂分子层( )A.3层 B.5层C.6层 D.10层【解析】大气中的氧气首先要从呼吸道进入肺泡,穿过肺泡中的某一细胞时,进、出共两层膜,然后穿过血管壁,进、出血管壁也是两层膜,最后进入红细胞(1层膜)中与血红蛋白结合,总共是5层膜,即10层磷脂分子层.答案:D例2。
膜计算计算某物质代谢中进入细胞所通过的膜的层数或磷脂双分子层数,一定要弄清物质在体内的运行路线,结合各部分结构和相应功能便可作答。
注意物质进入毛细血管,穿过毛细血管壁和氧气或二氧化碳穿过肺泡壁时都要经过两层细胞膜。
活细胞代谢时需不断的与外界环境进行物质交换,即从外界环境获得氧气和营养物质,同时,把自身代谢产生的二氧化碳、水等代谢终产物和对细胞有害物质排出体外。
细胞代谢是在专门细胞器或细胞质基质中进行的,从结构上看,内质网、高尔基体、液泡膜、线粒体、叶绿体都是由膜结构构成的。
前三者为单层膜,后二者是双层膜。
(1)1层生物膜=1层磷脂双分子层=2层磷脂分子层(2)在细胞中,核糖体、中心体、染色体无膜结构;细胞膜、液泡膜、内质网膜、高尔基体膜是单层膜;线粒体、叶绿体和细胞核的膜是双层膜,但物质若从核孔穿透核膜时,则穿过的膜层数为0。
(3)肺泡壁、毛细血管壁和消化道管壁都是由单层上皮细胞构成,且穿过1层细胞则需穿过2次细胞膜(生物膜)或4层磷脂分子层。
例1.大气中的氧气要进入红细胞与血红蛋白结合,需要穿过几层磷脂分子层()A.3层 B.5层C.6层 D.10层【解析】大气中的氧气首先要从呼吸道进入肺泡,穿过肺泡中的某一细胞时,进、出共两层膜,然后穿过血管壁,进、出血管壁也是两层膜,最后进入红细胞(1层膜)中与血红蛋白结合,总共是5层膜,即10层磷脂分子层。
答案:D例2.内环境中的氧气进入组织细胞并用于有氧呼吸至少要通过几层磷脂分子层()A.2层 B.4层C.6层 D.8层答案:C例3.红细胞中含18O的氧气被利用后变成C18O2进入c(血浆)内,18O至少要透过()层膜。
【解析】红细胞中含18O的氧气首先从红细胞中出来(1层膜),穿过毛细血管(进、出共2层膜),【进入组织细胞(1层膜),再进入线粒体(2层膜)被利用变成C18O2,又从线粒体中出来,穿过组织细胞膜,即进、出组织细胞和线粒体共6层膜】,再一次穿过毛细血管(进、出共2层膜),最后到达血浆中。
关于生物膜层数的计算问题作者:郑红冠来源:《读写算》2013年第43期物质出入细胞跨膜层数的计算问题属于生物学的微观领域。
通常看不到摸不着内容抽象,并且涉及的知识点多,广泛地分布在相应地各章节中。
因此,学生在学习中不容易掌握和应用。
根据自己多年地教学经验,有关跨膜层数的计算问题总结如下。
并且为了便于学生理解,讲解此类习题时一定要画图(化抽象为具体)。
一,细胞内的跨膜层数的计算方法:总结各种细胞器的生物膜层数,单层膜的细胞器有内质网,高尔基体,液泡,溶酶体;双层膜的细胞器有线粒体,叶绿体;无膜结构的细胞器有核糖体,中心体。
根据所求物质地运动情况,计算穿过细胞器的生物膜层数之和。
例1.如果一分子二氧化碳从叶肉细胞的线粒体基质中扩散进入同一细胞的叶绿体基质中,那么这个二氧化碳分子穿过的膜的层数至少是:(A)A.4B.6C.7D.8解析:至少是排除这一二氧化碳分子穿过其它细胞器的膜。
因為线粒体,叶绿体各双层膜所以选A。
二.细胞间的跨膜层数的计算方法:物质所在细胞的细胞膜及经过的细胞器膜加上相应细胞的细胞膜及经过的细胞器膜之和。
例2一个成熟区的细胞呼吸作用产生的H2O分子进入另一个成熟区细胞的大液泡中至少要经过( A )层膜。
A.5B.3C.10D.6解析:细胞呼吸作用产生H2O是有氧呼吸的第三阶段,场所是线粒体内。
因此计算的生物膜层数为:本细胞的细胞膜+线粒体膜+进入细胞的细胞膜+液泡膜。
至少是除线粒体,液泡以外的其它细胞器不计算在内。
答案选A。
三,涉及消化吸收的跨膜层数的计算方法:消化吸收的场所是消化道(人和高等动物)。
物质从消化道进入相应器官的组织细胞首先要穿过消化道壁的上皮细胞,毛细血管壁细胞,然后通过血液循环出毛细血管壁细胞,最后到达组织细胞。
例3.食物中的葡萄糖经消化道吸收到达肝脏细胞内穿过的生物膜层数至少是:(C)A.5B.6C.7D.8解析:葡萄糖进消化道壁细胞经过一层细胞膜,出消化道壁细胞经过一层细胞膜共两层,同理穿过毛细血管壁细胞两层,通过血液循环穿过毛细血管壁细胞两层,肝脏细胞膜一层总共七层。
一、穿膜层数得计算问题常涉及得知识点(1)常涉及到得细胞结构得膜得层数:线粒体与叶绿体均为2层膜,液泡、细胞膜均为1层膜、核糖体、核膜上得核孔均为0层膜等。
(2)常涉及到结构与细胞:红细胞;肺泡壁、毛细血管壁、毛细淋巴管壁、小肠粘膜上皮、肾小囊壁、肾小管壁细胞等均为单层上皮细胞,物质在穿越这些细胞时均穿越了两层细胞膜。
(3)常涉及到得生理过程:营养物质得吸收、分泌蛋白得合成与分泌、泌尿、血液循环、神经传导、光合作用、呼吸作用等。
二、穿膜问题典型题例析1、动物体内氧气得吸收、运输与利用过程中得穿膜问题例1、空气中得02被吸收到人体内参加细胞得有氧呼吸,这一过程中02共穿过( )层膜A、7B、9C、1lD、13解析:呼吸得全过程分为五个环节:肺得通气;肺泡处得气体交换;气体在血液中得运输;组织处得气体交换;氧气在细胞内得利用。
如甲图;①肺得通气:此过程中02没有穿膜行为,而就是通过呼吸道直接进入肺泡;②肺泡处得气体交换:此过程02需穿过肺泡壁、毛细血管壁及红细胞得细胞膜,最终进入红细胞中与血红蛋白结合成氧合血红蛋白,其中肺泡壁与毛细血管壁都就是由一层上皮细胞围成,因此在此过程中02共需穿过5层膜;③气体在血液中得运输:此过程中02始终以氧合血红蛋白得形式随血液运往全身各处,没有出红细胞,因而没有穿膜行为;④组织处得气体交换:此过程中02需从红细胞出来,穿过毛细血管壁进入组织细胞中,依据上面得分析,此处共需穿过4层膜;⑤氧气在细胞内得利用:02进入组织细胞后,还需进入线粒体内才能参与有氧呼吸过程,线粒体就是双层膜细胞器,因此此过程中02需穿过2层膜。
综合上述五个过程,02共需穿过11层膜、答案:C外呼吸如图乙,内呼吸如图丙。
2、动物体内营养物质得吸收、运输与利用过程中得穿膜问题例2、人小肠中得葡萄糖被吸收到体内成为肝糖原,此过程中葡萄糖共穿过( )层膜A、6B、7C、8D、9解析:主要考查营养物质得吸收问题。
物质跨膜数量的计算物质跨膜数量的计算——绘图法一、穿膜层数的计算问题常涉及的知识点〔1〕常涉及到的细胞结构的膜的层数:线粒体和叶绿体均为2层膜,液泡、细胞膜均为1层膜、核糖体、核膜上的核孔均为0层膜等。
〔2〕常涉及到结构和细胞:红细胞;肺泡壁、毛细血管壁、毛细淋巴管壁、小肠粘膜上皮、肾小囊壁、肾小管壁细胞等均为单层上皮细胞,物质在穿越这些细胞时均穿越了两层细胞膜。
〔3〕常涉及到的生理过程:营养物质的吸收、分泌蛋白的合成与分泌、泌尿、血液循环、神经传导、光合作用、呼吸作用等。
二、穿膜问题典型题例析1.动物体内氧气的吸收、运输和利用过程中的穿膜问题例1.空气中的02被吸收到人体内参加细胞的有氧呼吸,这一过程中02共穿过( )层膜A.7B.9C.1lD.13解析:呼吸的全过程分为五个环节:肺的通气;肺泡处的气体交换;气体在血液中的运输;组织处的气体交换;氧气在细胞内的利用。
如甲图;①肺的通气:此过程中02没有穿膜行为,而是通过呼吸道直接进入肺泡;②肺泡处的气体交换:此过程02需穿过肺泡壁、毛细血管壁及红细胞的细胞膜,最终进入红细胞中与血红蛋白结合成氧合血红蛋白,其中肺泡壁和毛细血管壁都是由一层上皮细胞围成,因此在此过程中02共需穿过5层膜;③气体在血液中的运输:此过程中02始终以氧合血红蛋白的形式随血液运往全身各处,没有出红细胞,因而没有穿膜行为;④组织处的气体交换:此过程中02需从红细胞出来,穿过毛细血管壁进入组织细胞中,依据上面的分析,此处共需穿过4层膜;⑤氧气在细胞内的利用:02进入组织细胞后,还需进入线粒体内才能参与有氧呼吸过程,线粒体是双层膜细胞器,因此此过程中02需穿过2层膜。
综合上述五个过程,02共需穿过11层膜.答案:C外呼吸如图乙,内呼吸如图丙。
2.动物体内营养物质的吸收、运输和利用过程中的穿膜问题例2.人小肠中的葡萄糖被吸收到体内成为肝糖原,此过程中葡萄糖共穿过( )层膜A.6B.7C.8D.9:主要考查营养物质的吸收问题。
物质跨膜运输的方式知识要点列表梳理1.自由扩散、协助扩散、主动运输的比较氧气、二氧化碳、甘油、人的红细胞吸收葡萄糖小肠吸收葡萄糖、氨基酸、例析有关物质穿越膜层数的计算山东省青岛第九中学辛建福物质穿越膜层数的计算问题,在高中生物试题中经常出现,也是重点和难点之一。
一、穿膜层数的计算问题常涉及的知识点(1)常涉及到的细胞结构的膜的层数:线粒体和叶绿体均为2层膜,液泡、细胞膜均为1层膜、核糖体、核膜上的核孔均为0层膜等。
(2)常涉及到结构和细胞:红细胞;肺泡壁、毛细血管壁、毛细淋巴管壁、小肠粘膜上皮、肾小囊壁、肾小管壁细胞等均为单层上皮细胞,物质在穿越这些细胞时均穿越了两层细胞膜。
(3)常涉及到的生理过程:营养物质的吸收、分泌蛋白的合成与分泌、泌尿、血液循环、神经传导、光合作用、呼吸作用等。
二、穿膜问题典型题例析1.动物体内氧气的吸收、运输和利用过程中的穿膜问题例1.空气中的02被吸收到人体内参加细胞的有氧呼吸,这一过程中02共穿过( )层膜A.7B.9C.1lD.13解析:呼吸的全过程分为五个环节:肺的通气;肺泡处的气体交换;气体在血液中的运输;组织处的气体交换;氧气在细胞内的利用。
①肺的通气:此过程中02没有穿膜行为,而是通过呼吸道直接进入肺泡;②肺泡处的气体交换:此过程02需穿过肺泡壁、毛细血管壁及红细胞的细胞膜,最终进入红细胞中与血红蛋白结合成氧合血红蛋白,其中肺泡壁和毛细血管壁都是由一层上皮细胞围成,因此在此过程中02共需穿过5层膜;⑧气体在血液中的运输:此过程中02始终以氧合血红蛋白的形式随血液运往全身各处,没有出红细胞,因而没有穿膜行为;④组织处的气体交换:此过程中02需从红细胞出来,穿过毛细血管壁进入组织细胞中,依据上面的分析,此处共需穿过4层膜;⑤氧气在细胞内的利用:02进入组织细胞后,还需进入线粒体内才能参与有氧呼吸过程,线粒体是双层膜细胞器,因此此过程中02需穿过2层膜。
综合上述五个过程,02共需穿过11层膜。
膜计算计算某物质代谢中进入细胞所通过的膜的层数或磷脂双分子层数,一定要弄清物质在体内的运行路线,结合各部分结构和相应功能便可作答。
注意物质进入毛细血管,穿过毛细血管壁和氧气或二氧化碳穿过肺泡壁时都要经过两层细胞膜。
活细胞代谢时需不断的与外界环境进行物质交换,即从外界环境获得氧气和营养物质,同时,把自身代谢产生的二氧化碳、水等代谢终产物和对细胞有害物质排出体外。
细胞代谢是在专门细胞器或细胞质基质中进行的,从结构上看,内质网、高尔基体、液泡膜、线粒体、叶绿体都是由膜结构构成的。
前三者为单层膜,后二者是双层膜。
(1)1层生物膜=1层磷脂双分子层=2层磷脂分子层(2)在细胞中,核糖体、中心体、染色体无膜结构;细胞膜、液泡膜、内质网膜、高尔基体膜是单层膜;线粒体、叶绿体和细胞核的膜是双层膜,但物质若从核孔穿透核膜时,则穿过的膜层数为0。
(3)肺泡壁、毛细血管壁和消化道管壁都是由单层上皮细胞构成,且穿过1层细胞则需穿过2次细胞膜(生物膜)或4层磷脂分子层。
例1.大气中的氧气要进入红细胞与血红蛋白结合,需要穿过几层磷脂分子层()A.3层 B.5层 C.6层 D.10层【解析】大气中的氧气首先要从呼吸道进入肺泡,穿过肺泡中的某一细胞时,进、出共两层膜,然后穿过血管壁,进、出血管壁也是两层膜,最后进入红细胞(1层膜)中与血红蛋白结合,总共是5层膜,即10层磷脂分子层。
答案:D例2.内环境中的氧气进入组织细胞并用于有氧呼吸至少要通过几层磷脂分子层()A.2层 B.4层 C.6层 D.8层答案:C例3.红细胞中含18O的氧气被利用后变成C18O2进入c(血浆)内,18O至少要透过()层膜。
【解析】红细胞中含18O的氧气首先从红细胞中出来(1层膜),穿过毛细血管(进、出共2层膜),【进入组织细胞(1层膜),再进入线粒体(2层膜)被利用变成C18O2,又从线粒体中出来,穿过组织细胞膜,即进、出组织细胞和线粒体共6层膜】,再一次穿过毛细血管(进、出共2层膜),最后到达血浆中。
膜计算计算某物质代谢中进入细胞所通过的膜的层数或磷脂双分子层数,一定要弄清物质在体内的运行路线,结合各部分结构和相应功能便可作答。
注意物质进入毛细血管,穿过毛细血管壁和氧气或二氧化碳穿过肺泡壁时都要经过两层细胞膜。
活细胞代谢时需不断的与外界环境进行物质交换,即从外界环境获得氧气和营养物质,同时,把自身代谢产生的二氧化碳、水等代谢终产物和对细胞有害物质排出体外。
细胞代谢是在专门细胞器或细胞质基质中进行的,从结构上看,内质网、高尔基体、液泡膜、线粒体、叶绿体都是由膜结构构成的。
前三者为单层膜,后二者是双层膜。
(1)1层生物膜=1层磷脂双分子层=2层磷脂分子层(2)在细胞中,核糖体、中心体、染色体无膜结构;细胞膜、液泡膜、内质网膜、高尔基体膜是单层膜;线粒体、叶绿体和细胞核的膜是双层膜,但物质若从核孔穿透核膜时,则穿过的膜层数为0。
(3)肺泡壁、毛细血管壁和消化道管壁都是由单层上皮细胞构成,且穿过1层细胞则需穿过2次细胞膜(生物膜)或4层磷脂分子层。
例1.大气中的氧气要进入红细胞与血红蛋白结合,需要穿过几层磷脂分子层()A.3层 B.5层 C.6层 D.10层【解析】大气中的氧气首先要从呼吸道进入肺泡,穿过肺泡中的某一细胞时,进、出共两层膜,然后穿过血管壁,进、出血管壁也是两层膜,最后进入红细胞(1层膜)中与血红蛋白结合,总共是5层膜,即10层磷脂分子层。
答案:D例2.内环境中的氧气进入组织细胞并用于有氧呼吸至少要通过几层磷脂分子层()A.2层 B.4层 C.6层 D.8层答案:C例3.红细胞中含18O的氧气被利用后变成C18O2进入c(血浆)内,18O至少要透过()层膜。
【解析】红细胞中含18O的氧气首先从红细胞中出来(1层膜),穿过毛细血管(进、出共2层膜),【进入组织细胞(1层膜),再进入线粒体(2层膜)被利用变成C18O2,又从线粒体中出来,穿过组织细胞膜,即进、出组织细胞和线粒体共6层膜】,再一次穿过毛细血管(进、出共2层膜),最后到达血浆中。
物质吸收穿过的生物膜层数问题汇总1、毛细血管、毛细淋巴管、组织细胞中的细胞膜层数解析:此类题目要注意审题,看明白问的是什么,比如问:几层膜?几层磷脂分子?①、膜:也就是我们平日说的生物膜,也称单位膜,可以理解为是细胞中各种细胞器膜和核膜的通称!其结构与功能基本与细胞膜类似②核膜:双层膜,相当于2层细胞膜,共有4层磷脂分子线粒体、叶绿体:双层膜,相当于2层细胞膜,共有4层磷脂分子内质网、高尔基体、液泡、溶酶体:单层膜,相当于1层细胞膜,由2层磷脂分子组成③毛细血管、毛细淋巴管都是由1层上皮细胞围成的,简图如下:思考1:物质进入毛细血管内要通过几层膜?几层磷脂分子:参考答案:物质进入毛细血管内要穿过1层细胞,所以是通过2层膜,共4层磷脂分子2、毛细血管与毛细淋巴管结构差异:都由一层上皮细胞构成,结构差别不大,识图:解析:上图是1个局部组织图,毛细淋巴管的一端连接较大的淋巴管,最后把淋巴汇集到总淋巴管,总淋巴管开口于左右锁骨下的静脉,毛细淋巴管的另一端是盲端(封闭),见图;毛细血管的两端是连接着较粗的血管,毛细血管和毛细淋巴管都分布于全身各处①毛细淋巴管是淋巴管道的起始部,以盲端起于组织间隙。
毛细淋巴管分布也较广泛。
除脑、脊髓、骨髓、上皮、角膜、晶状体、牙釉质和软骨外,遍及全身各处。
而毛细血管的一端连接动脉,另一端连接静脉②毛细淋巴管壁的通透性比毛细血管大,一些不易透过毛细血管的大分子物质,如蛋白质、细菌、异物、癌细胞等较易进入毛细淋巴管内随淋巴循环转移到全身各处。
③正常情况下,血浆中的大分子蛋白质不能透过毛细血管,由于某些原因一旦透出就由毛细淋巴管回收,局部淋巴循环受阻,会导致这些大分子蛋白质不能回收,它们滞留在组织液中,使组织液渗透压升高,引起组织水肿!3、呼吸时,氧气通过的路径以及穿过的膜数?思考2:外界环境中的气体(O2)进入组织细胞被利用至少需要经过几层生物膜?解析:共11层,注意审题,题目问的是进入细胞利用,应该考虑进入线粒体内,见下图:提示:①外界空气中的氧气首先通过呼吸道进入肺,在肺部沿着肺内的气管进入肺泡,途径如下:外界空气——鼻——咽——喉——气管——支气管——更细的支气管——肺泡②肺泡壁由1层上皮细胞构成,外部与毛细血管紧紧贴在一起③氧气进入血浆,大部分氧气进入红细胞内部与其内的血红蛋白结合形成氧合血红蛋白被运输,少部分以溶解形式被运输;④氧气通过的大致路径:外界氧气——呼吸道——肺泡——肺部的毛细血管——血液循环系统运输到达全身各处——组织处的毛细血管————组织细胞——线粒体思考3:比较以下部位氧气的浓度高低:肺泡、血浆、组织液、线粒体内参考答案:氧气浓度由高到低:肺泡、血浆、组织液、线粒体内解析:氧气是通过扩散形式进入线粒体的,氧气的扩散方向:物质由高浓度向低浓度方向扩散,所以肺泡内的氧气浓度最高,线粒体不停的进行呼吸作用消耗氧气,使线粒体内的浓度最低,这样,氧气才可以通过扩散进入线粒体同理,以上部位的二氧化碳浓度由高到低排列是:线粒体内、组织液、血浆、肺泡4、呼出二氧化碳时,二氧化碳通过的路径以及膜数?提示:①二氧化碳通过的路径正好与氧气进入的路径相反②二氧化碳由线粒体产生,排出路径大致是:线粒体——组织细胞——组织液——组织处的毛细血管内——血液循环运输到肺部——肺部的毛细血管——肺泡内——呼吸道——外界空气③二氧化碳在血液里的运输:不进入红细胞,大部分在血浆里以碳酸盐形式运输④呼出二氧化碳时,二氧化碳通过的路径以及膜数:9层出线粒体:2层出组织细胞:1层进入毛细血管:2层肺部出毛细血管:2层进肺泡:2层通过呼吸道呼出5、吸收葡萄糖时,葡萄糖通过的路径以及穿过的膜数?思考4:食物中的淀粉经过消化吸收进入组织细胞被利用穿过几层膜?参考答案:7层解析: ①消化道:淀粉在小肠被分解为葡萄糖,通过主动运输由肠上皮细胞吸收,进入小肠部位的毛细血管,随血液循环流到全身各处途径:先进入小肠上皮细胞(1层),再穿过毛细血管进入血浆被运输,通过的膜数:进出小肠上皮细胞:2层膜(进通过1层,出通过1层)进入毛细血管:2层(血管壁由1层细胞构成)②在血浆里通过血液循环运输到全身各处,到达全身各处的毛细血管,再穿过毛细血管进入组织液,再进入组织细胞③由毛细血管穿出进入组织液通过的膜数:2层④进入组织细胞通过的膜数:1层⑤在细胞质基质进行有氧呼吸的第一步,葡萄糖不直接进入线粒体6、用同位素标记追踪血液中的某些葡萄糖分子,若该分子流经人的肾脏后又由肾静脉流出,则该分子很可能穿过几层细胞膜?()A 2层B 4层C 6层D 0层或8层解析:答案D本题需要了解肾单位结构:1)、肾单位结构:见图其中:①肾小球是由入球小动脉(由肾动脉分支而成)分出的数十条毛细血管盘绕而成的血管球,这些毛细血管的另一端汇集成出球小动脉,进一步汇集成肾静脉②肾小囊:是由肾小管的盲端膨大部分凹陷而成,囊壁分内外两层,内层由1层上皮细胞构成,紧贴肾小球毛细血管,,外层也由1层上皮细胞构成,与肾小管相连,囊腔与肾小管相通。
膜计算计算某物质代谢中进入细胞所通过的膜的层数或磷脂双分子层数,一定要弄清物质在体内的运行路线,结合各部分结构和相应功能便可作答。
注意物质进入毛细血管,穿过毛细血管壁和氧气或二氧化碳穿过肺泡壁时都要经过两层细胞膜。
活细胞代谢时需不断的与外界环境进行物质交换,即从外界环境获得氧气和营养物质,同时,把自身代谢产生的二氧化碳、水等代谢终产物和对细胞有害物质排出体外。
细胞代谢是在专门细胞器或细胞质基质中进行的,从结构上看,内质网、高尔基体、液泡膜、线粒体、叶绿体都是由膜结构构成的。
前三者为单层膜,后二者是双层膜。
(1) 1 层生物膜 =1 层磷脂双分子层 =2 层磷脂分子层(2)在细胞中,核糖体、中心体、染色体无膜结构;细胞膜、液泡膜、内质网膜、高尔基体膜是单层膜;线粒体、叶绿体和细胞核的膜是双层膜,但物质若从核孔穿透核膜时,则穿过的膜层数为 0。
(3)肺泡壁、毛细血管壁和消化道管壁都是由单层上皮细胞构成,且穿过 1 层细胞则需穿过 2 次细胞膜(生物膜)或 4 层磷脂分子层。
例 1.大气中的氧气要进入红细胞与血红蛋白结合,需要穿过几层磷脂分子层()A.3 层 B . 5 层C.6 层 D .10 层【解析】大气中的氧气首先要从呼吸道进入肺泡,穿过肺泡中的某一细胞时,进、出共两层膜,然后穿过血管壁, 进、出血管壁也是两层膜,最后进入红细胞( 1 层膜)中与血红蛋白结合,总共是 5 层膜,即10 层磷脂分子层。
答案: D例 2. 内环境中的氧气进入组织细胞并用于有氧呼吸至少要通过几层磷脂分子层()A.2 层 B . 4 层C.6 层 D . 8 层答案: C例 3. 红细胞中含18 O的氧气被利用后变成C18 O2进入 c( 血浆 ) 内,18 O 至少要透过()层膜。
【解析】红细胞中含18O的氧气首先从红细胞中出来( 1 层膜),穿过毛细血管(进、出共 2 层膜),【进入组织细胞( 1 层膜),再进入线粒体( 2 层膜)被利用变成 C18 O2,又从线粒体中出来,穿过组织细胞膜,即进、出组织细胞和线粒体共 6 层膜】,再一次穿过毛细血管(进、出共 2 层膜),最后到达血浆中。
膜计算计算某物质代谢中进入细胞所通过的膜的层数或磷脂双分子层数,一定要弄清物质在体内的运行路线,结合各部分结构和相应功能便可作答。
注意物质进入毛细血管,穿过毛细血管壁和氧气或二氧化碳穿过肺泡壁时都要经过两层细胞膜。
活细胞代谢时需不断的与外界环境进行物质交换,即从外界环境获得氧气和营养物质,同时,把自身代谢产生的二氧化碳、水等代谢终产物和对细胞有害物质排出体外。
细胞代谢是在专门细胞器或细胞质基质中进行的,从结构上看,内质网、高尔基体、液泡膜、线粒体、叶绿体都是由膜结构构成的。
前三者为单层膜,后二者是双层膜。
(1)1层生物膜=1层磷脂双分子层=2层磷脂分子层(2)在细胞中,核糖体、中心体、染色体无膜结构;细胞膜、液泡膜、内质网膜、高尔基体膜是单层膜;线粒体、叶绿体和细胞核的膜是双层膜,但物质若从核孔穿透核膜时,则穿过的膜层数为0。
(3)肺泡壁、毛细血管壁和消化道管壁都是由单层上皮细胞构成,且穿过1层细胞则需穿过2次细胞膜(生物膜)或4层磷脂分子层。
例1.大气中的氧气要进入红细胞与血红蛋白结合,需要穿过几层磷脂分子层()A.3层 B.5层C.6层 D.10层【解析】大气中的氧气首先要从呼吸道进入肺泡,穿过肺泡中的某一细胞时,进、出共两层膜,然后穿过血管壁,进、出血管壁也是两层膜,最后进入红细胞(1层膜)中与血红蛋白结合,总共是5层膜,即10层磷脂分子层。
答案:D例2.内环境中的氧气进入组织细胞并用于有氧呼吸至少要通过几层磷脂分子层()A.2层 B.4层C.6层 D.8层答案:C例3.红细胞中含18O的氧气被利用后变成C18O2进入c(血浆)内,18O至少要透过()层膜。
【解析】红细胞中含18O的氧气首先从红细胞中出来(1层膜),穿过毛细血管(进、出共2层膜),【进入组织细胞(1层膜),再进入线粒体(2层膜)被利用变成C18O2,又从线粒体中出来,穿过组织细胞膜,即进、出组织细胞和线粒体共6层膜】,再一次穿过毛细血管(进、出共2层膜),最后到达血浆中。
专题 物质穿越膜层数计算
一、穿膜层数的计算问题常涉及的知识点
1层生物膜=1层磷脂双分子层=2层磷脂分子层
(1)常涉及到的细胞结构的膜的层数:
线粒体和叶绿体均为2层膜,液泡、细胞膜均为1层膜、核糖体、核膜上的核孔均为0
层膜等。
(2)常涉及到结构和细胞:红细胞;肺泡壁、毛细血管壁、毛细淋巴管壁、小肠粘膜上
皮、肾小囊壁、肾小管壁细胞等均为单层上皮细胞,物质在穿越这些细胞时均穿越了两
层细胞膜。
(3)常涉及到的生理过程:营养物质的吸收、分泌蛋白的合成与分泌、泌尿、血液循环、
神经传导、光合作用、呼吸作用等。
二、穿膜问题典型题例析
1.动物体内氧气的吸收、运输和利用过程中的穿膜问题
例1.空气中的02被吸收到人体内参加细胞的有氧呼吸,这一过程中02共穿过( )
A.7 B.9 C.1l D.13
解析:呼吸的全过程分为五个环节:肺的通气;肺泡处的气体交换;气体在血液中的运
输;组织处的气体交换;氧气在细胞内的利用。
呼吸全过程的三个连续环节
①肺的通气:此过程中02没有穿膜行为,而是通过呼吸道直接进入肺泡;②肺泡处的气体
交换:此过程02需穿过肺泡壁、毛细血管壁及红细胞的细胞膜,最终进入红细胞中与血红
蛋白结合成氧合血红蛋白,其中肺泡壁和毛细血管壁都是由一层上皮细胞围成,因此在此过
程中02共需穿过5层膜;③气体在血液中的运输:此过程中02始终以氧合血红蛋白的形式
随血液运往全身各处,没有出红细胞,因而没有穿膜行为;④组织处的气体交换:此过程中
02需从红细胞出来,穿过毛细血管壁进入组织细胞中,依据上面的分析,此处共需穿过4层
膜;⑤氧气在细胞内的利用:02进入组织细胞后,还需进入线粒体内才能参与有氧呼吸过程,
线粒体是双层膜细胞器,因此此过程中02需穿过2层膜。综合上述五个过程,02共需穿过
11层膜。答案:C
2.动物体内营养物质的吸收、运输和利用过程中的穿膜问题
例2.人小肠中的葡萄糖被吸收到体内成为肝糖原,此过程中葡萄糖共穿过( )层膜
A.6 B.7 C.8 D.9
解析:主要考查营养物质的吸收问题。小肠中的葡萄糖需要穿过小肠绒毛壁和毛细血管
壁才能进入血浆成为血糖。再经过血液循环,穿越毛细血管到达组织液,进入肝细胞内合成
肝糖原。小肠绒毛壁和毛细血管壁都是由一层上皮细胞围成的薄壁,而穿过每一层细胞都需
穿过2层细胞膜,因此此过程中葡萄糖共穿过7层膜。答案:B
3.动物泌尿过程中的穿膜问题
例3.血浆中的某个葡萄糖分子,流经肾小球后,最终发现于肾静脉中,那么它总共穿
过了几层磷脂分子结构( ) A.12层 B.16层 C.0层 D.0层或16层
解析:主要考查了泌尿的过程。葡萄糖分子由血浆通过入球小动脉进入肾小球,有可能
不经过肾小球的滤过作用直接从出球小动脉出来,进入肾静脉,则没有过穿越膜结构。还有
可能穿越了肾小囊壁,进入肾小囊内形成原尿,最后通过肾小管的重吸收回血管,这种情况
下所穿越的膜结构依次为:肾小球的毛细血管壁→肾小囊壁→肾小管壁→毛细血管壁,共8
层膜,即16层磷脂分子层。 答案:D
4.植物体内光合作用和呼吸作用过程中的穿膜问题
例4.细胞线粒体产生的C02,进入相邻细胞内参与光合作用,此过程中C02需穿过( )层膜
A.4 B.6 C.8 D.10
解析:关键词是“相邻细胞”。线粒体和叶绿体都是双层膜结构的细胞器。C02从一个细
胞的线粒体出来,进入相邻细胞的叶绿体内,需穿过两层细胞膜和线粒体、叶绿体的各两层
膜.共计6层膜。若为同一细胞内,则只穿越4层膜。答案:B
例5在一个叶肉细胞中,O2从叶绿体基质中扩散进入与【H】结合处,需要穿过几层生物膜?
5.特殊情况下的穿膜问题
例5.转录形成的mRNA从细胞核内出来后,会附着在细胞质中的核糖体上,此过程中mRNA
需穿过 ( )层膜
A.0 B.1 C.2 D.4
解析:细胞核的核膜是双层膜,但mRNA是大分子化合物,无法穿膜通过,它从细胞核
内出来是从核膜上的通道——核孔出来的,因此穿过0层膜。答案:A
例6.当神经兴奋在神经元之间传递时,突触小泡中的神经递质由突触前膜释放到突触间
隙中,再和突触后膜上的受体结合。此过程中共穿越了几层膜结构( )
A.0 B.1 C.2 D.4
解析:突触结构中神经递质的释放属于外排或胞吐作用,不穿越膜结构。在突触后膜上
的受体与神经递质结合的过程中也没有穿越膜结构,故总计穿越了0层膜结构。答案:A
练习:
1.大气中的氧气要进入组织细胞与血红蛋白结合,需要穿过几层磷脂分子层( )
A.3层 B.5层 C.6层 D.10层
【解析】大气中的氧气首先要从呼吸道进入肺泡,穿过肺泡中的某一细胞时,进、
出共两层膜,然后穿过血管壁,进、出血管壁也是两层膜,最后进入红细胞(1
层膜)中与血红蛋白结合,总共是5层膜,即10层磷脂分子层。答案:D
2.人体组织液中的氧气要进入组织细胞中参与氧化分解有机物,这些氧分子需要
通过几层由磷脂分子组成的膜( )
A.1 B.2 C.3 D.6【解析】人体组织液中的氧气要进入组织细胞,
需要穿过组织细胞膜1层,参与氧化分解则需要在组织细胞中的线粒体进行,因
此氧气进入组织细胞后,接着穿过线粒体(两层膜),方能完成氧化分解反应。
即3层膜,共6层磷脂分子层。 答案:D
3.内环境中的氧气进入组织细胞并用于有氧呼吸至少要通过几层磷脂分子层
( )
A.2层 B.4层 C.6层 D.8层
【解析】解析同例2。(略。)答案:C
4.红细胞中含18O的氧气被利用后变成C18O2进入c(血浆)内,18O至少要透过( )
层单位膜。
【解析】红细胞中含18O的氧气首先从红细胞中出来(1层膜),穿过毛细血管
(进、出共2层膜),【进入组织细胞(1层膜),再进入线粒体(2层膜)被
利用变成C18O2,又从线粒体中出来,穿过组织细胞膜,即进、出组织细胞和线
粒体共6层膜】,再一次穿过毛细血管(进、出共2层膜),最后到达血浆中。
因此,总共要穿过11层膜。
5.葡萄糖经小肠粘膜上皮进入毛细血管,需透过的磷脂分子层数是( )
A.4层 B.6层 C.8层 D.10层【解析】葡萄糖经小肠(消化道)进入
毛细血管需经过两层细胞:小肠粘膜上皮细胞和毛细血管壁上皮细胞。葡萄糖从
小肠进入毛细血管,进、出共穿过4层膜,每层细胞膜由双层磷脂分子层和蛋白
质构成,故共穿过8层磷脂分子层。答案:C
6.一分子CO2从叶肉细胞的线粒体基质中扩散出来,进入一相邻细胞的叶绿体
基质内,共穿过的生物膜层数是( )
A.5 B.6 C.7 D.8
【解析】主要考查对线粒体、叶绿体和细胞膜的亚显微结构等知识的掌握情况。
线粒体、叶绿体都是双层膜结构的细胞器,内膜里面含有液态基质,每层膜都是
单层的生物膜。相邻两个细胞各有一层生物膜包被。因此,一分子CO2从叶肉细
胞的线粒体基质中扩散出来需穿过3层膜,再进入相邻的细胞叶绿体基质中再需
穿越3层膜,所以共穿过了6层膜。
7.肺泡中的1个氧分子,以氧合血红蛋白的形式运输到组织细胞,最后在细胞内
成为水中的氧。在此过程中,这个氧分子需通过的选择透过性膜的次数共为( )
A、5次 B、7次 C、9次 D、11次
【解析】肺泡壁(单层细胞围成)2层→毛细血管壁(单层细胞围成)2层→红
细胞膜2层→毛细血管壁(单层细胞围成)2层→组织液中的组织细胞1层→线
粒体2层,即11层细胞膜。 详解:外界空气中的氧进入人体红细胞与血红蛋白
结合(血红蛋白位于血浆的红细胞内),至少需穿过肺泡壁(单层细胞围成)、
毛细血管壁(单层细胞围成)、红细胞膜、毛细血管壁(单层细胞围成)、组织
细胞、线粒体的双层膜。而氧分子要穿过肺泡壁,首先要进入肺泡壁中的某个细
胞,然后再出这个细胞,即在氧分子穿过肺泡壁的过程中共通过了两层细胞膜结
构。同理,氧分子穿过毛细胞血管壁进入血浆的过程中也要通过两层膜结构。血
红蛋白在红细胞内,所以氧气进入红细胞后就可与血蛋白结合,即氧气从血浆进
入红细胞与血红蛋白结合只需通过一层膜结构。氧气被运输到组织细胞周围时,
氧气从红细胞出来进入血浆(一层膜),再出毛细血管壁(两层膜),进入组织
液,再进入组织细胞(单层膜),再进入线粒体的基质(两层膜)。综上,外界
空气中的氧进入人体后,参加到呼吸作用共通过11细胞膜(一层膜结构由两层
磷脂分子构成,即共需通过22层磷脂分子层)。