解读物质跨膜运输的计算问题

张俊玲

物质穿过生物膜层数的计算一直是学生经常考查的题型，也是学生感到非常棘手的问题。解答这类题型，应注意以下几点：

一、首先要明确物质转运时的起点和终点（特别注意物质是由外界进入细胞还是从细胞出来或者穿越细胞）

例1.叶绿体产生的1个葡萄糖分子进入相邻细胞中被彻底氧化分解,这一过程中葡萄糖分子至少需要穿过几层膜结构（）。

A．3层 B．4层 C．5层D．6层

解析：解答本题，首先要审清题目中葡萄糖分子从一个细胞的叶绿体内进入相邻细胞中氧化分解，所以穿过叶绿体双层膜，出细胞膜，进相邻细胞膜，在细胞质中分解成丙酮酸，共穿过4层膜，答案B。

二、注意各组织、细胞的结构特点

（1）真核细胞的结构中，单层膜的有：细胞膜、液泡膜、内质网膜、高尔基体膜等；双层的膜有：线粒体和叶绿体膜、细胞核的膜；无膜的有：核糖体和中心体。原核细胞只考虑细胞膜。

例2.一分子二氧化碳从叶肉细胞的线

粒体基质中扩散出来，进入一个相邻细胞的

叶绿体基质内，共穿过生物膜的层数是（）。

A．5B．6C．7 D．8

解析：解答此题，首先要了解本题的生

理过程。图1中的箭头方向，表示的就是一分子C02从叶肉细胞的线粒体基质，进入到一个相邻细胞的叶绿体基质内，物质所经过的细胞结构。其通过的生物膜依次为：线粒体膜(2层生物膜)、细胞膜(1层生物膜)×2、叶绿体膜(2层生物膜)，共计6层生物膜（也就是12层磷脂分子层）。若是问一分子C02从叶肉细胞的线粒体基质中扩散出来，进入中的叶绿体基质内，则为4层生物膜。答案：B。

（2）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。

例3.外界空气中的氧气，通过肺部气体交换，进入到血液中与血液中的血红蛋白结合成氧合血红蛋

白，共穿过了几层膜（ ）。

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

解析：肺泡为一层扁平的上皮细

胞，02在穿过时，必须是先进细胞膜，再出细胞膜，总共两层细胞膜。同样，毛细血管壁也是一层扁平的上皮细胞，02在穿过时，也是要穿过两层细胞膜。再者，血红蛋白是位于血液中的红细胞中，故02要与血红蛋白结合，还得再穿过红细胞膜，故 5层膜。答案：C。

例4.人体心肌细胞有氧呼吸时需要的02从外界进入该细胞参与呼吸作用，至少需要通过多少层生物膜（ ）。

A．4 B．5C． 9D． 11

解析：外界02进入人体的组织

细胞的过程是(如图3)：外界02—→

肺泡(2层细胞膜)—→肺部毛细血管

(2层细胞膜)—→ 红细胞(02 进红细

胞与血红蛋白结合，然后再出红细

胞，2层细胞膜)—→组织处毛细血

管(2层细胞膜)——→组织细胞(细

胞膜1层，线粒体膜2层，共3层细

胞膜)。故要通过11层膜。答案：D。

（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。

例5.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.0 B. 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。

三、注意，磷脂分子层数=生物膜的数量×2

例6.葡萄糖经小肠黏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：首先要知道小肠黏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黏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。

四、审清题意，构建情景，准确解题

根据题意和所学生物学知识，构建一个正确的生物结构情景，把具体的生物结构反映到大脑中；然后从物质的转运起点开始，根据经过生物结构直至物质转运的终点，逐层计算出物质总共通过的生物膜层数。值得注意的是，在蛋白质分泌过程中，由内质网以囊泡的形式把蛋白质转运到高尔基体内，再由高尔基体以囊泡的形式把蛋白质转运出细胞膜外，这些过程都是通过膜融合实现的，未直接穿越生物膜。

例7.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。

五、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。

其他特殊方式的跨膜运输问题：（1）高等动物细胞分泌蛋白从合成、运输到排出细胞外通过膜的层数应为0层，因为大分子物质进出细胞是通过内吞和外排作用。（2）细胞核内外的大分子如mRNA可通过核孔进出细胞核，这种方式也并未通过膜结构。

（冀州中学）