高中生物“穿膜”问题图示分析

“穿膜”问题图示分析[例1]1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，至少穿过的生物膜层数及磷脂分子层数分别是()A．5层和10层B．6层和12层C．7层和7层D．8层和16层[解析]1分子CO2从叶肉细胞的线粒体基质中扩散出来，进入相邻细胞的叶绿体基质内(如图)，因叶绿体和线粒体都是具有双层膜的细胞器，故共穿过的生物膜是6层，而每一层膜由2层磷脂分子构成，所以共穿过12层磷脂分子层。[答案]B[例2]内质网腔内的分泌蛋白，输送到高尔基体腔内进一步加工，最后释放到细胞外。这一过程中分泌蛋白通过的生物膜层数是()A．4层B．3层C．2层D．0层[解析]如图所示，分泌蛋白在内质网上的核糖体上合成，经过内质网的加工，由内质网腔膨大、出芽形成具膜的小泡，把蛋白输送到高尔基体腔内，做进一步加工后，再由高尔基体边缘突起形成小泡，把蛋白质裹在小泡内，运输到细胞膜，最后小泡与细胞膜融合，经细胞膜的外排作用把蛋白质释放到细胞外。整个过程中分泌蛋白都是以小泡的形式移动，而并非穿过生物膜进行运输，故这一过程中穿过的生物膜层数是0层。[答案]D[例3]血浆中的1个葡萄糖分子进入组织细胞被彻底氧化分解，需要穿过几层细胞膜？()A．5层B．3层C．6层D．4层[解析]血浆中的葡萄糖分子进入组织细胞必须通过内环境(如图所示)，葡萄糖首先要穿过毛细血管壁进入组织液，毛细血管壁由一层上皮细胞组成，所以葡萄糖穿过这层细胞即穿过2层细胞膜，再进入组织细胞共穿过3层细胞膜。进入组织细胞的葡萄糖在被彻底氧化分解时，首先要在细胞质基质中经过细胞呼吸的第一阶段，被分解成两分子丙酮酸，再进一步进入线粒体被彻底氧化分解。葡萄糖分子不直接进入线粒体，所以血浆中的葡萄糖进入组织细胞被彻底氧化分解经过的细胞膜只有3层。本题易误选A，因线粒体为双层膜结构，而实际上完整的葡萄糖分子只进入到细胞质基质，初步分解后才进入线粒体，但进入线粒体的已不是葡萄糖分子，而是丙酮酸。另外，题目所问的是几层细胞膜，线粒体的内、外膜也不是细胞膜。[答案]B[例4]用同位素标记血液的葡萄糖分子，若该分子流经肾脏后又经过肾静脉流出，该分子穿过几层细胞膜()A．4层B．8层C．0层或8层D．16层[解析]血糖流经肾脏后又经肾静脉流出的过程中，经过了肾小球的滤过作用和肾小管的重吸收作用(如图所示)。整个过程中葡萄糖分子依次穿过了肾小球毛细血管、肾小囊壁、肾小管壁和肾小管周围的毛细血管壁而重新回到血液，最后经静脉流出。而这些“壁”都很薄，只由一层上皮细胞构成，而每穿过一层细胞即经过2层细胞膜，故共穿过8层膜。但并非每个葡萄糖分子都会从肾小球滤过，若没有滤过的葡萄糖分子，则从入球小动脉流入而又直接从出球小动脉流出，再流经肾小管周围的毛细血管，最后经肾静脉流出，这个过程中葡萄糖分子始终在血管中流动，没有穿过任何膜结构。[答案]C[例5]蛋白质的消化产物被人体所吸收并转化为组织蛋白的过程中，共穿过的磷脂分子层数是()A．4B．8C．7D．14[解析]食物中的蛋白质在消化道中被蛋白酶和肽酶分解成氨基酸，主要在小肠中被吸收，其吸收过程如图所示。肠腔中的氨基酸经过小肠绒毛上皮细胞(2层膜)＋绒毛内毛细血管壁(2层膜)＋组织处毛细血管壁(2层膜)＋组织细胞膜(1层膜)＝7层膜；而1层膜由2层磷脂分子构成，所以共穿过14层磷脂分子层。[答案]D[例6]外界空气中O2进入人体骨骼肌细胞被利用，至少要穿过的生物膜层数是()A．5层B．10层C．11层D．12层[解析]组织细胞与外界环境进行气体交换的整个过程(如图所示)是通过内环境而间接进行的，整个过程包括外呼吸、气体在血液中的运输和内呼吸3个环节。经过外呼吸实现了血液和外界环境之间的气体交换；O2在血液中以氧合血红蛋白的形式进行运输；经过内呼吸实现骨骼肌与内环境之间的气体交换及O2最后参与有氧呼吸而被骨骼肌细胞所利用。外呼吸可用下图1表示，内呼吸可用下图2表示。从图1可知，在肺通气和肺泡内的气体交换的过程中，O2要穿过肺泡壁(一层上皮细胞)、毛细血管壁(一层上皮细胞)及红细胞膜(共计5层生物膜)，才能与血红蛋白结合；从图2可知，经过组织里的气体交换，O2进入骨骼肌细胞要透过红细胞膜、毛细血管壁(一层上皮细胞)和一层骨骼肌细胞膜(合计4层生物膜)，再加上O2最终要进入线粒体参与有氧呼吸，而线粒体是具有双层膜的细胞器，故共合计6层膜。由此可见，外界空气中O2进入人体骨骼肌细胞被利用，至少要穿过的生物膜层数是11层。[答案]C