物质跨膜运输层数的计算

物质跨膜运输层数的计算

洪小进

洪小进福建省南安市第三中学362305

物质跨膜运输层数的计算，在高考试题中经常出现，因为这类题目需要把握较多的知识点，综合性较强，而现在的理综高考试题题量少，需要通过这一类型的试题来考察学生生物知识掌握的覆盖面。考查时大多与物质运输方式、细胞的代谢特点相结合，考查的形式既有选择题也有非选择题。鉴于该类型题目的特点，知识的掌握和综合运用能力如果不到位，学生很容易出现错误。

下面就这一类型题目做以下几点复习建议。

一、强化基础知识的牢固掌握

这一类型题目需要把握的知识比较多，因此要想很好地解决这一难点，基本知识的掌握是必不可少的，这些知识主要包括以下几点：

1.掌握各种膜结构

（1）单层膜结构包括

细胞膜、液泡膜、内质网膜、高尔基体膜和溶酶体膜。

（2）双层膜结构包括

线粒体膜、叶绿体膜和核膜。此外，还必须注意核膜上有核孔，物质进出核孔时不穿过膜结构，同时小分子物质可以通过核膜进出细胞。

2.掌握各种生物的结构特征

人体的内环境特点、原核生物只有细胞膜病毒无膜结构等。

3.掌握所研究物质的特点

学会区分大分子物质和小分子物质，大分子物质运输则不跨膜，运输方式属于胞吞或胞吐，若是小分子物质或离子，则主要是跨膜运输。

4.把握物质运输的具体路线

画出物质依次经过的各种结构，计算所经过的生物膜层数或磷脂双分子层数（膜层数的两倍）。

二、注意物质跨膜运输的类型归纳

1.物质在细胞内不同细胞器之间的跨膜分析

（1）线粒体与叶绿体之间的跨膜

线粒体和叶绿体均为双层膜结构，因此二者之间的跨膜运输层数为4层。如图所示（a为O2，b为CO2，由产生场所到利用场所共跨4层膜）。

（2）分泌蛋白合成和分泌过程中的跨膜问题

分泌蛋白的合成过程是必修1教材中极为重要的一个知识点，涉及的知识可以有很多，比如跨膜运输、蛋白质合成和基因表达等等。

①内质网上的核糖体合成肽链后直接进入内质网中加工，不跨膜。

②蛋白质在内质网中完成初步加工后，经“出芽”形成囊泡与高尔基体融合，不跨膜。

③高尔基体对蛋白质进一步加工后，成熟蛋白也以囊泡形式分泌，并与细胞膜融合，以胞吐方式分泌出细胞，整个过程均不跨膜。

从以上3点可以看出，分泌蛋白的合成和分泌过程是不跨膜的，也就是跨膜层数为0。这一点可以推至胞吞胞吐方式都是类似道理，不属于跨膜运输，跨膜层数为0。

2.物质在细胞之间的跨膜分析

这一方面主要是考察人体细胞之间的跨膜运输，其他哺乳动物类似。因此主要要求掌握血浆、组织液和淋巴等内环境中细胞之间的跨膜分析。

（1）掌握人体几种单层细胞结构

人体中有很多由单层细胞构成的特殊结构，如毛细血管、小肠绒毛、毛细淋巴管、肺泡、肾小球和肾小管等，这些单层细胞的结构有利于物质交换，物质透过这些单层细胞结构时，要经过两层细胞膜（进入1层，出来1层）。

（2）物质在血浆和组织液之间进行跨膜运输

营养物质、氧气等物质从血浆进入组织液，尿素、代谢废物等物质从组织液进入血浆，需要经过组织处的毛细血管，至少要跨毛细血管壁(共2层细胞膜)。

（3）物质在组织液和细胞之间进行跨膜运输

物质由组织液进入细胞的跨膜，要分析该物质具体在细胞中被利用的场所，然后计算出跨膜层数。如上图葡萄糖利用的场所是细胞质基质，因此组织液中的葡萄糖只跨1层膜，进入细胞质基质即被利用。氧气利用的场所在线粒体内膜上，它要跨3层膜，进入线粒体中被利用。物质从细胞中出来进入组织液道理与物质进入细胞一致。

3.体外环境与血浆之间的跨膜分析

物质由体外环境(肺泡、小肠等)进入血浆，或者由体内环境渗出体外环境至少要跨1层上皮细胞和1层毛细血管壁细胞，即要跨4层膜，才能进入到血浆或体外环境中。

物质进入血浆后，由循环系统转运到全身各处，该过程是不跨膜的。注意特殊细胞的物质交换，比如血细胞、淋巴细胞等，这些细胞直接在血浆中或者淋巴中进行物质交换。