高中生物物质穿膜层数专题
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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..11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..因此;总共要穿过11层膜..例4.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例5.一分子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..例6.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..例7、分泌蛋白的分泌需要穿过几层膜答:0层..例8、信使RNA离开合成部位到达核糖体上;需要通过几层生物膜答:0层..高中生物内环境中物质穿过共通过了几层生物膜;解答此类问题应注意:1 物质的运输途径..若氧气或二氧化碳进入通过的途径;常常涉及到生理结构的知识..2 涉及生物膜的问题..单层的有:细胞膜、液泡膜、内质网膜、高尔基体膜等;双层的有:线粒体和叶绿体膜、细胞核的膜..其中肺泡壁、毛细血管壁和小肠绒毛壁都是由单层上皮细胞构成的;穿过上皮细胞涉及2层膜结构;无膜的有:核糖体与中心体..3 某些大分子从细胞核中出来;如果核孔;不涉及到穿膜;此外;细胞向外分泌消化酶、抗体;或蛋白类激素的外排作用以及细胞的内吞作用;都可看作是通过0层生物膜..4 磷脂分子层数=生物膜的数量×2..5 理解至少的含义..在该类试题中常常涉及到“至少”一词;是为了使答案准确和问题简化起见..6 跨膜中涉及到的物质有:氧气、二氧化碳、葡萄糖、大分子物质如蛋白质等..经典试题回顾:1 关于气体跨膜运输的问题例1人体组织细胞如骨骼肌细胞有氧呼吸时需要的C6 H12 O6 和O2 从外界进入该细胞参与反应;各自至少需要通过多少层生物膜 A 3和4 B 4和5 C 7和9 D 7和11解析:这个物质跨膜数量问题就比较复杂..先看葡萄糖;机体吸收葡萄糖主要是用于组织细胞的氧化供能;葡萄糖经小肠粘膜上皮进入毛细血管中;形成了血糖..葡萄糖从小肠进入毛细血管经过4层细胞膜后;还要再穿过一层毛细血管壁上皮细胞2层膜;进入组织液;再穿过1层组织细胞膜;进入组织细胞;共通过7层生物膜..再看氧气;首先要知道肺泡膜也是由单层细胞构成的;其次要知道氧进入血液后;要进入红细胞内与血红蛋白结合并运输;三是氧进入组织细胞后;还要再进入线粒体才能被利用;因为有氧呼吸的第三阶段需要氧;而该阶段是在线粒体基质中完成的..这一复杂的过程可表示为:离开肺泡2层膜→进入血管2层膜→进入红细胞1层膜→运输到组织器官→出红细胞1层膜→出血管2层膜→进入组织细胞1层膜→进入线粒体2层膜;共计11层生物膜..答案D例2科学家在研究玉米;甘蔗等原产热带地区绿色植物的光合作用时发现;当向这些绿色植物提供14CO2时;光合作用开始后1S内;竟有90%以上的14C 出现在含有四个碳原子的有机酸用C4表示中..随着光合作用的进行;C4中的14C 逐渐减少;而C3中的14C 逐渐增多..这说明在这类绿色植物的光合作用中;CO2中的C首先转移到中C4;然后才转移到C3中..科学家将这类植物叫做C4植物..请问空气中的 14CO2进入上述植物叶肉细胞中合成淀粉;则14CO2至少需要穿过的生物膜层数为A 3B 5C 7D 9解析:本题考查C4植物的叶片构造..在维管束外有一圈维管束鞘细胞和部分的叶肉细胞..14CO2进入C4植物的叶肉细胞的叶绿体中合成C4化合物后出来;进入到维管束鞘细胞的叶绿体中合成淀粉..涉及到的生物膜层数=叶肉细胞膜2+叶肉细胞叶绿体膜4+维管束鞘细胞膜1+维管束鞘细胞的叶绿体膜2=9..答案:D2 关于非气体跨膜的问题例3细胞中的mRNA分子从产生部位到作用场所需要穿过多少层磷脂双分子层A 0B 4C 5D 6解析:m RNA属于生物大分子;mRNA是从核孔进入细胞质中与核糖体结合来完成翻译的;而原核细胞又无核膜..因此;不管是什么细胞;其中的RNA分子从产生部位到作用场所都不需要穿过生物膜;即通过0层磷脂双分子层..例4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:首先要知道小肠粘膜上皮及其周围的毛细血管壁;都是由单层上皮细胞构成的;其次要明白葡萄糖经小肠进入毛细血管需穿过小肠粘膜上皮细胞和毛细血管壁细胞..葡萄糖从小肠进入毛细血管一共要穿过4层细胞膜;而每层细胞膜都是由双层磷脂分子层构成..所以共穿过8层磷脂分子层..答案:C例5经内质网糖基化加工后的蛋白质分泌到细胞外需要经过的膜结构及穿过的膜层数分别为A.内质网→细胞膜;2层B.内质网→高尔基体→细胞膜;3层C.内质网→高尔基体→线粒体→细胞膜;4层D.内质网→高尔基体→细胞膜;0层解析:分泌蛋白形成的过程经过的途径为:内质网→高尔基体→细胞膜..即经内质网糖基化加工后的蛋白质先通过内质网出芽形成小泡融合到高尔基体;接着高尔基体再出芽形成形成小泡融合到细胞膜;最后由细胞膜排出细胞外;而分泌蛋白始终没有穿过膜;而是以小泡的形式运输..答案:D。
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。
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。
2019-2020年高考生物复习专题二物质分子的穿膜问题需注意的问题:1、膜层数=磷脂双分子层数=2×磷脂分子2、线粒体、叶绿体双层膜(2层磷脂双分子层、4层膜)3、一层管壁是一层细胞是两层膜(2层磷脂双分子层、4层膜)4、在血浆中O2通过红细胞运输。
5、RNA穿过核孔进入细胞质与核糖体结合共穿过0层膜。
6、分泌蛋白及神经递质的合成和分泌过程共穿过0层生物膜,因为是通过膜泡运输的,并没有穿膜。
7、⑴吸入的O2进入组织细胞及被利用时的穿膜层数:1层肺泡壁+2层毛细血管壁+红细胞2层膜+组织细胞的细胞膜=2+2×2+2+1=9层膜=9层磷脂双分子层=18层磷脂分子。
注:若是“被利用”需加线粒体两层膜。
⑵CO2从组织细胞至排出体外时的穿膜层数:1层组织细胞膜+2层毛细血管壁+1层肺泡壁=1+2×2+2=7层膜=7层磷脂双分子层=14层磷脂分子。
(不考虑红细胞运CO2)注:若是“从产生场所”需加线粒体两层膜。
(3)葡萄糖从小肠吸收至组织细胞需穿膜的层数:1层小肠上皮细胞+2层毛细血管壁+组织细胞膜=2+2×2+1=7层膜=7层磷脂双分子层=14层磷脂分子。
例1、若某一植物细胞线粒体中产生的一个CO2扩散进入一个相邻细胞进行光合作用,则该CO2分子穿过层生物膜(层磷脂双分子层;层磷脂分子)。
解析:CO2由线粒体产生由该细胞释放出来,穿越3层膜;进入相邻细胞的叶绿体穿越3层膜,共穿越6层膜。
答案:6 6 12例2、人体组织细胞(如骨骼肌细胞)有氧呼吸时需要的C6H12O6和O2从外界进入该细胞参与反应,各自至少需要通过多少层生物膜( )A、3和4B、4和5C、7和9D、7和11解析:这个物质跨膜数量问题就比较复杂,我们还是用图示加以说明。
先看葡萄糖(),机体吸收葡萄糖主要是用于组织细胞的氧化供能;葡萄糖经小肠粘膜上皮进入毛细血管中,形成了血糖。
图丙中的①→②→③便是其运输的途径:葡萄糖从小肠进入毛细血管经过4层细胞膜后,还要再穿过一层毛细血管壁上皮细胞(2层膜),进入组织液,再穿过1层组织细胞膜,进入组织细胞,共通过7层生物膜。
穿膜问题例1:一个叶肉细胞中的氧气从产生处到被消耗处,至少要通过几层膜?()A. 1层B. 2层C. 4层D. 6层解析:首先分析题意,若氧气产生和被消耗都在同一个细胞,这样通过的膜层数最少,氧气的产生处和被消耗处分别是叶绿体和线粒体,然后根据叶绿体和线粒体都是双层膜来计算,从叶绿体出来通过2层膜,再进入线粒体又通过2层膜,总共4层膜。
答案:C例2:植物根尖成熟区的一个细胞呼吸作用产生的水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层解析:呼吸作用有两种类型,即有氧呼吸和无氧呼吸,但能够产生水的是有氧呼吸,有氧呼吸分为三个阶段,依次在细胞质基质、线粒体、线粒体中进行,其中产生水的是第三阶段,在线粒体中进行,所以这个水分子首先从线粒体出来通过2层膜,再出这个细胞通过1层细胞膜,然后进入另一个细胞,通过1层细胞膜,最后进入液泡通过1层膜,总共5层膜。
答案:D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层解析:解答这道题首先要弄清高等多细胞动物(包括人类)营养物质吸收、运输、利用全过程。
小肠壁黏膜上皮、毛细血管壁都是由一层上皮细胞构成的,因此小肠中的葡萄糖要穿透黏膜上皮细胞、毛细血管壁细胞才能进入血液,这过程要通过4层细胞膜(进出各一层),葡萄糖经血液运输,然后通过组织处毛细血管2层细胞膜,最后从组织液进入组织肌细胞通过1层细胞膜,总共7层膜。
答案:B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层解答:通过静脉注射,药物可以直接到达血液中,ATP经血液循环到心脏中的毛细血管,通过毛细血管壁2层膜(进出各一层)和心肌细胞1层细胞膜,共3层膜。
答案:B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层解析:血液中的葡萄糖分子有可能经肾小球滤过后被重吸收回血液,也有可能没有经肾小球滤过而一直在血液中,若葡萄糖没有滤过则流经肾脏后又经肾静脉流出不需要穿过膜;若葡萄糖流经肾脏经肾小球滤过到肾小囊,要通过毛细血管壁、肾小囊壁(一层细胞构成),需穿过4层细胞膜,再经肾小管重吸收回血液,经肾静脉流出,要通过肾小管壁(一层细胞构成)、毛细血管壁,需穿过4层细胞膜,总共8层膜。
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。
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),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。
物质跨膜数量的计算,是试题中经常出现的一种类型题。
不少学生在解答此类试题中明显暴露出很多问题。
该类试题涉及很多知识的支撑,如相关生理过程及经过的生物膜结构等。
解答此类问题应注意:1物质的运输途径。
若氧气或二氧化碳进入通过的途径,常常涉及到生理结构的知识。
2涉及生物膜的问题。
单层的有:细胞膜、液泡膜、内质网膜、高尔基体膜等;双层的有:线粒体和叶绿体膜、细胞核的膜。
其中肺泡壁、毛细血管壁和小肠绒毛壁都是由单层上皮细胞构成的,穿过上皮细胞涉及2层膜结构;无膜的有:核糖体与中心体。
3某些大分子从细胞核中出来,如果核孔,不涉及到穿膜;此外,细胞向外分泌消化酶、抗体,或蛋白类激素的外排作用以及细胞的内吞作用,都可看作是通过0层生物膜。
4 磷脂分子层数=生物膜的数量×2。
5理解至少的含义。
在该类试题中常常涉及到“至少”一词,是为了使答案准确和问题简化起见。
6跨膜中涉及到的物质有:氧气、二氧化碳、葡萄糖、大分子物质如蛋白质等。
经典试题回顾:1 关于气体跨膜运输的问题【例1】人体组织细胞(如骨骼肌细胞)有氧呼吸时需要的C6 H12 O6 和O2 从外界进入该细胞参与反应,各自至少需要通过多少层生物膜()A 3和4B 4和5C 7和9D 7和11解析:这个物质跨膜数量问题就比较复杂。
先看葡萄糖,机体吸收葡萄糖主要是用于组织细胞的氧化供能;葡萄糖经小肠粘膜上皮进入毛细血管中,形成了血糖。
葡萄糖从小肠进入毛细血管经过4层细胞膜后,还要再穿过一层毛细血管壁上皮细胞(2层膜),进入组织液,再穿过1层组织细胞膜,进入组织细胞,共通过7层生物膜。
再看氧气,首先要知道肺泡膜也是由单层细胞构成的,其次要知道氧进入血液后,要进入红细胞内与血红蛋白结合并运输;三是氧进入组织细胞后,还要再进入线粒体才能被利用,因为有氧呼吸的第三阶段需要氧,而该阶段是在线粒体基质中完成的。
这一复杂的过程可表示为:离开肺泡(2层膜)→进入血管(2层膜)→进入红细胞(1层膜)→运输到组织器官→出红细胞(1层膜)→出血管(2层膜)→进入组织细胞(1层膜)→进入线粒体(2层膜),共计11层生物膜。
答案D【例2】科学家在研究玉米,甘蔗等原产热带地区绿色植物的光合作用时发现,当向这些绿色植物提供14CO2时,光合作用开始后1S内,竟有90%以上的14C 出现在含有四个碳原子的有机酸(用C4表示)中。
随着光合作用的进行,C4中的14C 逐渐减少,而C3中的14C 逐渐增多。
这说明在这类绿色植物的光合作用中,CO2中的C首先转移到中C4,然后才转移到C3中。
科学家将这类植物叫做C4植物。
请问空气中的14CO2进入上述植物叶肉细胞中合成淀粉,则14CO2至少需要穿过的生物膜层数为()A 3B 5C 7D 9解析:本题考查C4植物的叶片构造。
在维管束外有一圈维管束鞘细胞和部分的叶肉细胞。
14CO2进入C4植物的叶肉细胞的叶绿体中合成C4化合物后出来,进入到维管束鞘细胞的叶绿体中合成淀粉。
涉及到的生物膜层数=叶肉细胞膜(2)+叶肉细胞叶绿体膜(4)+维管束鞘细胞膜(1)+维管束鞘细胞的叶绿体膜(2)=9。
答案:D2 关于非气体跨膜的问题【例3】细胞中的mRNA分子从产生部位到作用场所需要穿过多少层磷脂双分子层()A 0B 4C 5D 6解析:m RNA属于生物大分子,mRNA是从核孔进入细胞质中与核糖体结合来完成翻译的,而原核细胞又无核膜。
因此,不管是什么细胞,其中的RNA分子从产生部位到作用场所都不需要穿过生物膜,即通过0层磷脂双分子层。
【例4】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:首先要知道小肠粘膜上皮及其周围的毛细血管壁,都是由单层上皮细胞构成的;其次要明白葡萄糖经小肠进入毛细血管需穿过小肠粘膜上皮细胞和毛细血管壁细胞。
葡萄糖从小肠进入毛细血管一共要穿过4层细胞膜,而每层细胞膜都是由双层磷脂分子层构成。
所以共穿过8层磷脂分子层。
答案:C【例5】经内质网糖基化加工后的蛋白质分泌到细胞外需要经过的膜结构及穿过的膜层数分别为()A 内质网→细胞膜,2层B内质网→高尔基体→细胞膜,3层C内质网→高尔基体→线粒体→细胞膜,4层D内质网→高尔基体→细胞膜,0层解析:分泌蛋白形成的过程经过的途径为:内质网→高尔基体→细胞膜。
即经内质网糖基化加工后的蛋白质先通过内质网出芽形成小泡融合到高尔基体,接着高尔基体再出芽形成形成小泡融合到细胞膜,最后由细胞膜排出细胞外,而分泌蛋白始终没有穿过膜,而是以小泡的形式运输。
答案:D植物代谢部分例1 1分子CO:从空气中进入玉米维管束鞘细胞的叶绿体内(如图1),共穿过的生物膜层数至少是( ) A.8层B.9层解析玉米n 是C 植物,CO 首先是通过叶的气孔,进人叶肉细胞,在叶肉细胞的C.10层D.11层叶肉细胞维管束鞘细胞图1 细胞膜叶绿体叶绿体基质中被固定成C ,然后再进人维管束鞘细胞的叶绿体中被固定和还原。
“至少”是说明不考虑穿过内质网等其他膜结构。
这样CO,经过的生物膜层数为:外界到叶肉细胞的叶绿体基质3层,再到维管束鞘细胞的叶绿体中6层。
答案为B。
2 动物代谢部分例2 肺泡中的1个0:分子,以氧合血红蛋白的形式运输到组织细胞,最后在细胞内生成为水中的氧。
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次解析外界空气中的氧进人人体红细胞与血红蛋白结合,至少需穿过肺泡壁、毛细血管壁、红细胞膜、毛细血管壁、组织细胞膜、线粒体膜。
在氧分子穿过肺泡壁的过程中共通过了两层细胞膜结构;氧分子穿过毛细血管壁进入血浆的过程中也要通过两层膜结构;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。
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。
答案:C2.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:B3.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:D4.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.4B.6C.8D.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:B5.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.0B.1C.2D.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.0B.1C.2D.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:A1、是问几层膜还是问几层磷脂双分子层。
1层膜=2层磷脂双分子层。
2、有1层膜的结构:细胞膜和4种细胞器。
分别是内质网,高尔基体,液泡,溶酶体。
3、有2层膜的结构:细胞核和2种细胞器。
线粒体和叶绿体。
4、没有膜的结构:主要是2种细胞器:核糖体和中心体;还有细胞壁。
(一般要注意区分问题所问的是“结构”还是“细胞器”)5、肺泡璧,血管壁还有消化道的壁,都是由单层细胞排列而成的。
物质穿过这些结构时通过的不是一层膜,而是一层细胞。
这3个结构是高中题目中最常见的,一般来说是你所问的这类题目中较难的。
6、物质从起点到终点所经过的路径一定要知道。
例如:一个细胞的线粒体中所产生的一个CO2(二氧化碳分子),如果被与其相邻的细胞的叶绿体所利用,那么这个CO2穿过了几层膜?起点:线粒体内,终点:相邻细胞的叶绿体中。