关于生物膜层数的计算问题

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.因为线粒体,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.答案选C.

例4.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：（A）

A.4B.5C.6D.8

解析：葡萄糖进消化道壁细胞和出消化道壁细胞,经过一层消化道壁的细胞膜.同理穿过毛细血管壁细胞进入血液循环经过一层细胞膜,通过血液循环穿过毛细血管壁细胞出血管经过一层细胞膜,肝脏细胞膜一层总共四层.答案选A.

通过例3和例4对比分析,解答此类问题有两种观点.因此,填空练习题时答案为4或7.但是为区分只进入细胞是经过一层细胞膜,而进细胞又出细胞呢?我的观点是例3的更准确,更有利于学生理解.

四、涉及呼吸系统的跨膜层数的计算

方法：气体交换包括外呼吸,气体在血液中运输,内呼吸.

例5氧气从外界通过肺泡到达脑细胞被利用,至少要经过的生物膜层数是：（D）

A.5B.7C.8D.11

解析：外界气体通过呼吸运动进入肺泡腔不需跨膜为0层,氧气从肺泡腔到血液循环需穿过肺泡上皮细胞和毛细血管壁细胞4层细胞膜,氧气进入红细胞通过血液循环到脑部毛细血管出红细胞需2层细胞膜,氧气通过毛细血管壁细胞到脑细胞内被利用需5层细胞膜（毛细血管壁细胞2层细胞膜+脑细胞膜+线粒体2层膜）.

五、涉及泌尿系统（重吸收）的跨膜层数的计算

方法：重吸收是原尿中的营养物质经肾小管集合管重新吸收回血液循环的过程.

例6由消化道的葡萄糖吸收到肾脏的出球小动脉穿过的生物膜层数是（B.）

A.4B.4或12C.8D.12

解析：消化道的葡萄糖经小肠上皮细胞吸收穿过毛细血管壁细胞进入血液循环到达肾脏的出球小动脉共4层（进小肠上皮细胞出小肠上皮细胞2层+进毛细血管壁细胞出毛细血管壁细胞2层不涉及重吸收）.涉及从原尿中重吸收时葡萄糖从肾小球（实质毛细血管网）出来穿过肾小囊细胞到达肾小囊腔需加4层；再从肾小囊腔出来并穿过毛细血管壁细胞进入出球小动脉需再加4层共12层故选B..

六、涉及光合作用的跨膜层数的计算

方法：涉及光合作用跨膜层数的计算分碳三植物和碳四植物两种情况

例7空气中的CO2进入植物合成淀粉至少要经过的生物膜层数是：（D）

A.5B.7C.8D.9

例8空气中的CO2进入C3植物合成淀粉至少要经过的生物膜层数是：（A.）

A.3B.5C.8D.9

解析：CO2通过气孔进入C3植物的叶肉细胞合成淀粉只有C3途径需穿过叶肉细胞的细胞膜和叶绿体双层膜故选A.而CO2通过气孔进入植物,需进入叶肉细胞完成途径再出来,转移到维管束鞘细胞完成C3途径合成淀粉（进叶肉细胞细胞膜和叶绿体双层膜+出叶肉细胞细胞膜和叶绿体双层膜+进维管束鞘细胞细胞膜和叶绿体双层膜）共9层故选D.

七、不经过生物膜的跨膜层数的计算

方法：准确记忆物质运动轨迹和细胞结构知识.

例9信使RNA合成后由细胞核进入细胞质中并与核糖体结合,通过的膜的层数是（A）

A.0B.1C.2D.4

解析：信使RN是通过核孔进入细胞质的,不经过生物膜（核膜）.核糖体属无膜结构的细胞器.故选A.

八.不属于跨膜运输的跨膜层数的计算

方法：跨膜层数的计算是物质通过自由扩散或主动运输出入生物膜而且膜面积不变.

例10.形成分泌蛋白通过内质网,高尔基体分泌到细胞外时,穿过的生物膜的层数是：（A）

A.0B.1C.2D.3

解析：分泌蛋白通过内质网的加工在内质网腔内进行的,然后以膜小泡运输是靠生物膜的流动性来实现的,不属于跨膜运动（自由扩散或主动运输）而且内质网膜面积减少.其它同理.