如何利用圖解法計算物質穿膜層數

　　物質穿膜運輸問題是學生解題難點之一，其原因有兩個方面：首先，學生對題目涉及的生物體區域性結構不清楚，無從著手分析;其次，對物質是否跨膜還是非跨膜***即膜融合***進出細胞，不能作出正確判斷。

　　1.結構區分

　　***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***葉綠體內的O2到達葉綠體外需通過2層膜***若強調從產生部位到葉綠體外，則為3層膜，因為O2在類囊體內產生***;線粒體產生的CO2到達線粒體外需通過2層膜。

　　***3***一層膜與一層細胞：物質穿過一層膜，是指物質通過跨膜運輸***自由擴散、協助擴散和主動運輸***的方式通過一層膜結構。物質穿過一層細胞，指的是物質先進入細胞、再排出細胞的過程，通過膜的層數為兩層。

　　***4***跨膜運輸和膜泡運輸：前者主要是小分子物質和離子通過自由擴散、協助擴散和主動運輸的方式通過生物膜的過程，通過膜結構時，以實際通過膜的層數計算;後者主要指大分子物質***神經遞質為小分子物質，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，物質通過膜的層數為0。

　　2.典例示法

　　典例1

　　外界空氣中O2進入人體骨骼肌細胞被利用，至少要穿過的生物膜層數是

　　***　　***

　　A.5層 B.10層

　　C.11層 D.12層

　　圖解示法　組織細胞與外界環境進行氣體交換的整個過程***如圖1所示***是通過內環境而間接進行的，整個過程包括外呼吸、氣體在血液中的運輸和內呼吸3個環節。經過外呼吸實現了血液和外界環境之間的氣體交換;O2在血液中以氧合血紅蛋白的形式進行運輸;經過內呼吸實現骨骼肌與內環境之間的氣體交換及O2最後參與有氧呼吸而被骨骼肌細胞所利用。外呼吸可用下圖2表示，內呼吸可用下圖3表示。

　　從圖2可知，在肺通氣和肺泡內的氣體交換的過程中，O2要穿過肺泡壁***一層上皮細胞***、毛細血管壁***一層上皮細胞***及紅細胞膜，共計5層生物膜，才能與血紅蛋白結合;從圖3可知，經過組織裡的氣體交換，O2進入骨骼肌細胞要透過紅細胞膜、毛細血管壁***一層上皮細胞***和一層骨骼肌細胞膜***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進入人體骨骼肌細胞被利用，至少要穿過的生物膜層數是11層。

　　答案　C

　　典例2

　　蛋白質的消化產物被人體所吸收並轉化為組織蛋白的過程中，共穿過磷脂分子層數是 ***　　***

　　A.4 B.8

　　C.7 D.14

　　圖解示法　食物中的蛋白質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，其吸收過程如圖所示：

　　腸腔中的氨基酸經過小腸絨毛上皮細胞***2層膜***+絨毛內毛細血管壁***2層膜***+組織處毛細血管壁***2層膜***+組織細胞膜***1層膜***=7層膜;而1層膜由2層磷脂分子構成，所以共穿過14層磷脂分子層。

　　答案　D

　　典例3

　　用同位素標記血液的葡萄糖分子，若該分子流經腎臟後又經過腎靜脈流出，該分子穿過幾層細胞膜 ***　　***

　　A.4層 B.8層

　　C.0層或8層 D.16層

　　圖解示法　血糖流經腎臟後又經腎靜脈流出的過程中，

　　經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血管、

　　腎小囊壁、腎小管壁和腎小管周圍的毛細血管壁而重新

　　回到血液，最後經靜脈流出。而這些“壁”都很薄，只

　　由一層上皮細胞構成，而每穿過一層細胞即經過2層細

　　胞膜，故共穿過8層膜。但並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，再流經腎小管周圍

　　的毛細血管，最後經腎靜脈流出，這個過程中葡萄糖分子始終在血管中流動，沒有

　　穿過任何膜結構。

　　答案　C

　　典例4

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

　　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胞

　　必須通過內環境***如圖所示***，葡萄糖首先要穿過毛細血管壁進入組織液，毛細血管壁由一層上皮細胞組成，所以葡萄糖穿過這層細胞即穿過2層細胞膜，再進入組織細胞共穿過3層細胞膜。進入組織細胞的葡萄糖在被徹底氧化分解時，首先要在細胞質基質中經過細胞呼吸的第一階段，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胞被徹底氧化分解經過的細胞膜只有3層。本題易誤選A，因線粒體為雙層膜結構，而實際上完整的葡萄糖分子只進入到細胞質基質，初步分解後才進入線粒體，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胞膜，線粒體的內、外膜不是細胞膜。

　　答案　B

　　典例5

　　內質網腔內的分泌蛋白，輸送到高爾基體腔內進一步加工，最後釋放到細胞外。這一過程中分泌蛋白通過的生物膜層數是 ***　　***

　　A.4層 B.3層

　　C.2層 D.0層

　　圖解示法

　　如圖所示，分泌蛋白在內質網上的核糖體上合

　　成，經過內質網的加工，由內質網腔膨大、出芽形成囊泡，

　　把蛋白輸送到高爾基體腔內，做進一步加工後，再由高爾

　　基體邊緣突起形成囊泡，把蛋白質裹在囊泡內，運輸到細

　　胞膜，最後囊泡與細胞膜融合，經細胞膜的胞吐作用把蛋

　　白質釋放到細胞外。整個過程中分泌蛋白都是以囊泡的形