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1、2022年高三生物一輪復(fù)習(xí) 專題培優(yōu)課 巧用模型分析物質(zhì)穿膜問題 新人教版
物質(zhì)穿膜運(yùn)輸問題是學(xué)生解題的難點(diǎn)之一,其原因有兩個(gè)方面,首先是學(xué)生對題目涉及的生物體局部結(jié)構(gòu)不清楚,無從著手分析,其次是對物質(zhì)是否跨膜還是非跨膜(即膜融合)進(jìn)出細(xì)胞,不能作出正確判斷。另外學(xué)生缺乏空間想象能力,不會將生物體局部結(jié)構(gòu)進(jìn)行放大,并利用圖示表示出來。
1.物質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)不同細(xì)胞器之間的跨膜分析
(1)線粒體與葉綠體之間的跨膜:
a為O2,b為CO2,由產(chǎn)生場所到利用場所共跨4層膜。
(2)分泌蛋白形成過程中的跨膜問題:
①內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體合成肽鏈后直接進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中加工,不跨膜。
②
2、蛋白質(zhì)在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中完成初步加工后,經(jīng)“出芽”形成囊泡與高爾基體融合,不跨膜。
③高爾基體對蛋白質(zhì)進(jìn)一步加工后,成熟蛋白也以囊泡形式分泌,并與細(xì)胞膜融合,以胞吐方式分泌出細(xì)胞,整個(gè)過程均不跨膜。
2.物質(zhì)在血漿、組織液等內(nèi)環(huán)境與細(xì)胞之間的跨膜分析
(1)幾種由單層細(xì)胞形成的結(jié)構(gòu):
人體中有很多由單層細(xì)胞構(gòu)成的管狀或泡狀結(jié)構(gòu),如毛細(xì)血管、毛細(xì)淋巴管、小腸絨毛、肺泡、腎小球和腎小管等,這些非常薄的結(jié)構(gòu)有利于物質(zhì)交換,物質(zhì)透過這些管壁或泡壁時(shí),要經(jīng)過兩層細(xì)胞膜。
(2)物質(zhì)由血漿進(jìn)入組織液的跨膜:
葡萄糖、氧氣等物質(zhì)從血漿進(jìn)入組織液,經(jīng)過組織處的毛細(xì)血管,至少要跨毛細(xì)血管壁(一層上皮細(xì)胞
3、,共2層細(xì)胞膜)。
(3)物質(zhì)由組織液進(jìn)入細(xì)胞的跨膜:
物質(zhì)由組織液進(jìn)入細(xì)胞的跨膜,要分析該物質(zhì)具體在細(xì)胞中被利用的場所,然后計(jì)算出跨膜層數(shù)。如上圖葡萄糖利用的場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì),因此組織液中的葡萄糖只跨1層膜,進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)即被利用。氧氣利用的場所在線粒體內(nèi)膜上,它要跨3層膜,進(jìn)入線粒體中被利用。
3.體外環(huán)境與血漿之間的跨膜分析
物質(zhì)由體外環(huán)境(肺泡、小腸等)進(jìn)入血漿,至少要跨1層上皮細(xì)胞和1層毛細(xì)血管壁細(xì)胞,即要跨4層膜,才能進(jìn)入到血漿中。
物質(zhì)進(jìn)入血漿后,由循環(huán)系統(tǒng)轉(zhuǎn)運(yùn)到全身各處的毛細(xì)血管,該過程是不跨膜的。
1.1分子CO2從葉肉細(xì)胞的線粒體基質(zhì)中擴(kuò)散出來,
4、進(jìn)入一相鄰細(xì)胞的葉綠體基質(zhì)內(nèi),至少穿過的生物膜層數(shù)及磷脂分子層數(shù)分別是( )
A.5層和10層 B.6層和12層
C.7層和7層 D.8層和16層
解析:選B 1分子CO2從葉肉細(xì)胞的線粒體基質(zhì)中擴(kuò)散出來,進(jìn)入相鄰細(xì)胞的葉綠體基質(zhì)內(nèi)(如圖),因葉綠體和線粒體都是具有雙層膜的細(xì)胞器,故共穿過的生物膜是6層,而每一層膜由2層磷脂分子構(gòu)成,所以共穿過12層磷脂分子層。
2.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)的分泌蛋白,輸送到高爾基體腔內(nèi)進(jìn)一步加工,最后釋放到細(xì)胞外。這一過程中分泌蛋白通過的生物膜層數(shù)是( )
A.4層 B.3層
C.2層 D.0層
解
5、析:選D 如圖所示,分泌蛋白在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體上合成,經(jīng)過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的加工,由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔膨大、出芽形成具膜的小泡,把蛋白輸送到高爾基體腔內(nèi),做進(jìn)一步加工后,再由高爾基體邊緣突起形成小泡,把蛋白質(zhì)裹在小泡內(nèi),運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞膜,最后小泡與細(xì)胞膜融合,經(jīng)細(xì)胞膜的外排作用把蛋白質(zhì)釋放到細(xì)胞外。整個(gè)過程中分泌蛋白都是以小泡的形式移動,而并非穿過生物膜進(jìn)行運(yùn)輸,故這一過程中穿過的生物膜層數(shù)是0層。
3.血漿中的1個(gè)葡萄糖分子進(jìn)入組織細(xì)胞被徹底氧化分解,需要穿過幾層細(xì)胞膜( )
A.5層 B.3層
C.6層 D.4層
解析:選B 血漿中的葡萄糖分子進(jìn)入組織細(xì)胞必須通過內(nèi)環(huán)境(如圖
6、所示)。
葡萄糖首先要穿過毛細(xì)血管壁進(jìn)入組織液,毛細(xì)血管壁由
一層上皮細(xì)胞組成,所以葡萄糖穿過這層細(xì)胞即穿過2層細(xì)胞膜,再進(jìn)入組織細(xì)胞共穿過3層細(xì)胞膜。進(jìn)入組織細(xì)胞的葡萄糖在被徹底氧化分解時(shí),首先要在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中經(jīng)過細(xì)胞呼吸的第一階段,被分解成兩分子丙酮酸,再進(jìn)一步進(jìn)入線粒體被徹底氧化分解。葡萄糖分子不直接進(jìn)入線粒體,所以血漿中的葡萄糖進(jìn)入組織細(xì)胞被徹底氧化分解經(jīng)過的細(xì)胞膜只有3層。本題易誤選A,因線粒體為雙層膜結(jié)構(gòu),而實(shí)際上完整的葡萄糖分子只進(jìn)入到細(xì)胞質(zhì)基質(zhì),初步分解后才進(jìn)入線粒體,但進(jìn)入線粒體的已不是葡萄糖分子,而是丙酮酸。另外,題目所問的是幾層細(xì)胞膜,線粒體的內(nèi)、外膜也不是細(xì)胞膜
7、。
4.用同位素標(biāo)記血液的葡萄糖分子,若該分子流經(jīng)腎臟后又經(jīng)過腎靜脈流出,該分子穿過幾層細(xì)胞膜( )
A.4層 B.8層
C.0層或8層 D.16層
解析:選C 血糖流經(jīng)腎臟后又經(jīng)腎靜脈流出的過程中,經(jīng)過了腎小球的濾過作用和腎小管的重吸收作用(如圖所示)。整個(gè)過程中葡萄糖分子依次穿過了腎小球毛細(xì)血管、腎小囊壁、腎小管壁和腎小管周圍的毛細(xì)血管壁而重新回到血液,最后經(jīng)靜脈流出。而這些“壁”都很薄,只由一層上皮細(xì)胞構(gòu)成,而每穿過一層細(xì)胞即經(jīng)過2層細(xì)胞膜,故共穿過8層膜。但并非每個(gè)葡萄糖分子都會從腎小球?yàn)V過,若沒有濾過的葡萄糖分子,則從入球小動脈流入而又直接從出球小動脈流出,再流經(jīng)腎小管周圍的毛細(xì)血管,最后經(jīng)腎靜脈流出,這個(gè)過程中葡萄糖分子始終在血管中流動,沒有穿過任何膜結(jié)構(gòu)。
5.蛋白質(zhì)的消化產(chǎn)物被人體所吸收并轉(zhuǎn)化為組織蛋白的過程中,共穿過的磷脂分子層數(shù)是( )
A.4 B.8
C.7 D.14
解析:選D 食物中的蛋白質(zhì)在消化道中被蛋白酶和肽酶分解成氨基酸,主要在小腸中被吸收,其吸收過程如圖所示。腸腔中的氨基酸經(jīng)過小腸絨毛上皮細(xì)胞(2層膜)+絨毛內(nèi)毛細(xì)血管壁(2層膜)+組織處毛細(xì)血管壁(2層膜)+組織細(xì)胞膜(1層膜)=7層膜;而1層膜由2層磷脂分子構(gòu)成,所以共穿過14層磷脂分子層。