解讀物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)挠嬎銌栴}

張俊玲

物質(zhì)穿過生物膜層數(shù)的計算一直是學(xué)生經(jīng)?？疾榈念}型，也是學(xué)生感到非常棘手的問題。解答這類題型，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

一、首先要明確物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)時的起點(diǎn)和終點(diǎn)（特別注意物質(zhì)是由外界進(jìn)入細(xì)胞還是從細(xì)胞出來或者穿越細(xì)胞）

例1.葉綠體產(chǎn)生的1個葡萄糖分子進(jìn)入相鄰細(xì)胞中被徹底氧化分解,這一過程中葡萄糖分子至少需要穿過幾層膜結(jié)構(gòu)（）。

A．3層 B．4層 C．5層D．6層

解析：解答本題，首先要審清題目中葡萄糖分子從一個細(xì)胞的葉綠體內(nèi)進(jìn)入相鄰細(xì)胞中氧化分解，所以穿過葉綠體雙層膜，出細(xì)胞膜，進(jìn)相鄰細(xì)胞膜，在細(xì)胞質(zhì)中分解成丙酮酸，共穿過4層膜，答案B。

二、注意各組織、細(xì)胞的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

（1）真核細(xì)胞的結(jié)構(gòu)中，單層膜的有：細(xì)胞膜、液泡膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜、高爾基體膜等；雙層的膜有：線粒體和葉綠體膜、細(xì)胞核的膜；無膜的有：核糖體和中心體。原核細(xì)胞只考慮細(xì)胞膜。

例2.一分子二氧化碳從葉肉細(xì)胞的線

粒體基質(zhì)中擴(kuò)散出來，進(jìn)入一個相鄰細(xì)胞的

葉綠體基質(zhì)內(nèi)，共穿過生物膜的層數(shù)是（）。

A．5B．6C．7 D．8

解析：解答此題，首先要了解本題的生

理過程。圖1中的箭頭方向，表示的就是一分子C02從葉肉細(xì)胞的線粒體基質(zhì)，進(jìn)入到一個相鄰細(xì)胞的葉綠體基質(zhì)內(nèi)，物質(zhì)所經(jīng)過的細(xì)胞結(jié)構(gòu)。其通過的生物膜依次為：線粒體膜(2層生物膜)、細(xì)胞膜(1層生物膜)×2、葉綠體膜(2層生物膜)，共計6層生物膜（也就是12層磷脂分子層）。若是問一分子C02從葉肉細(xì)胞的線粒體基質(zhì)中擴(kuò)散出來，進(jìn)入中的葉綠體基質(zhì)內(nèi)，則為4層生物膜。答案：B。

（2）肺泡壁、毛細(xì)血管壁和小腸絨毛壁都是由單層上皮細(xì)胞構(gòu)成的，穿過上皮細(xì)胞涉及2層膜結(jié)構(gòu)。

例3.外界空氣中的氧氣，通過肺部氣體交換，進(jìn)入到血液中與血液中的血紅蛋白結(jié)合成氧合血紅蛋

白，共穿過了幾層膜（ ）。

A.3B.4C.5D.6

解析：肺泡為一層扁平的上皮細(xì)

胞，02在穿過時，必須是先進(jìn)細(xì)胞膜，再出細(xì)胞膜，總共兩層細(xì)胞膜。同樣，毛細(xì)血管壁也是一層扁平的上皮細(xì)胞，02在穿過時，也是要穿過兩層細(xì)胞膜。再者，血紅蛋白是位于血液中的紅細(xì)胞中，故02要與血紅蛋白結(jié)合，還得再穿過紅細(xì)胞膜，故 5層膜。答案：C。

例4.人體心肌細(xì)胞有氧呼吸時需要的02從外界進(jìn)入該細(xì)胞參與呼吸作用，至少需要通過多少層生物膜（ ）。

A．4 B．5C． 9D． 11

解析：外界02進(jìn)入人體的組織

細(xì)胞的過程是(如圖3)：外界02—→

肺泡(2層細(xì)胞膜)—→肺部毛細(xì)血管

(2層細(xì)胞膜)—→ 紅細(xì)胞(02 進(jìn)紅細(xì)

胞與血紅蛋白結(jié)合，然后再出紅細(xì)

胞，2層細(xì)胞膜)—→組織處毛細(xì)血

管(2層細(xì)胞膜)——→組織細(xì)胞(細(xì)

胞膜1層，線粒體膜2層，共3層細(xì)

胞膜)。故要通過11層膜。答案：D。

（3）某些大分子從細(xì)胞核中出來，如果核孔，不涉及到穿膜；此外，細(xì)胞向外分泌消化酶、抗體，或蛋白類激素的外排作用以及細(xì)胞的內(nèi)吞作用，都可看作是通過0層生物膜。

例5.細(xì)胞中的mRNA分子從產(chǎn)生部位到作用場所需要穿過多少層磷脂雙分子層（ ）。

A.0 B. 4C. 5D. 6

解析：m RNA屬于生物大分子，mRNA是從核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)中與核糖體結(jié)合來完成翻譯的，而原核細(xì)胞又無核膜。因此，不管是什么細(xì)胞，其中的RNA分子從產(chǎn)生部位到作用場所都不需要穿過生物膜，即通過0層磷脂雙分子層。

三、注意，磷脂分子層數(shù)=生物膜的數(shù)量×2

例6.葡萄糖經(jīng)小腸黏膜上皮進(jìn)入毛細(xì)血管，需透過的磷脂分子層數(shù)是（）。

A.4層 B. 6層C.8層 D. 10層

解析：首先要知道小腸黏膜上皮及其周圍的毛細(xì)血管壁，都是由單層上皮細(xì)胞構(gòu)成的；其次要明白葡萄糖經(jīng)小腸進(jìn)入毛細(xì)血管需穿過小腸黏膜上皮細(xì)胞和毛細(xì)血管壁細(xì)胞。葡萄糖從小腸進(jìn)入毛細(xì)血管一共要穿過4層細(xì)胞膜，而每層細(xì)胞膜都是由雙層磷脂分子層構(gòu)成。所以共穿過8層磷脂分子層。答案：C。

四、審清題意，構(gòu)建情景，準(zhǔn)確解題

根據(jù)題意和所學(xué)生物學(xué)知識，構(gòu)建一個正確的生物結(jié)構(gòu)情景，把具體的生物結(jié)構(gòu)反映到大腦中；然后從物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)起點(diǎn)開始，根據(jù)經(jīng)過生物結(jié)構(gòu)直至物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的終點(diǎn)，逐層計算出物質(zhì)總共通過的生物膜層數(shù)。值得注意的是，在蛋白質(zhì)分泌過程中，由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)以囊泡的形式把蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)到高爾基體內(nèi)，再由高爾基體以囊泡的形式把蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)出細(xì)胞膜外，這些過程都是通過膜融合實(shí)現(xiàn)的，未直接穿越生物膜。

例7.經(jīng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)糖基化加工后的蛋白質(zhì)分泌到細(xì)胞外需要經(jīng)過的膜結(jié)構(gòu)及穿過的膜層數(shù)分別為（）。

A. 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)→細(xì)胞膜，2層

B.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)→高爾基體→細(xì)胞膜，3層

C.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)→高爾基體→線粒體→細(xì)胞膜，4層

D.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)→高爾基體→細(xì)胞膜，0層

解析：分泌蛋白形成的過程經(jīng)過的途徑為：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)→高爾基體→細(xì)胞膜。即經(jīng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)糖基化加工后的蛋白質(zhì)先通過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)出芽形成小泡融合到高爾基體，接著高爾基體再出芽形成形成小泡融合到細(xì)胞膜，最后由細(xì)胞膜排出細(xì)胞外，而分泌蛋白始終沒有穿過膜，而是以小泡的形式運(yùn)輸。答案：D。

五、理解至少的含義

在該類試題中常常涉及到“至少”一詞，是為了使答案準(zhǔn)確和問題簡化起見。

其他特殊方式的跨膜運(yùn)輸問題：（1）高等動物細(xì)胞分泌蛋白從合成、運(yùn)輸?shù)脚懦黾?xì)胞外通過膜的層數(shù)應(yīng)為0層，因?yàn)榇蠓肿游镔|(zhì)進(jìn)出細(xì)胞是通過內(nèi)吞和外排作用。（2）細(xì)胞核內(nèi)外的大分子如mRNA可通過核孔進(jìn)出細(xì)胞核，這種方式也并未通過膜結(jié)構(gòu)。

（冀州中學(xué)）