关于计算物质跨膜运输的问题
浅析物质跨膜运输层数的计算问题
浅析物质跨膜运输层数的计算问题当我们学习到物质跨膜运输方式的时候，同学们问我关于“物质通过生物膜层数”的相关计算，在解答类似问题时，我发现同学们最大的疑惑并不是不知道相关细胞器的层数，而是学生对题目涉及的生物体局部结构不清楚，无从着手分析；其次，对物质是否跨膜还是非跨膜（即膜融合）进出细胞，不能作出正确的判断。
现就跨膜层数问题谈谈我的一些理解：1 解析说明：1.1 单层膜与单层磷脂分子：单层膜是一层单位膜，包含两层磷脂分子，而不是单层磷脂分子。
1层生物膜=1层磷脂双分子层=2层磷脂分子层1.2 跨膜运输与非跨膜运输：前者主要是小分子物质和离子通过自由扩散、协助扩散和主动运输的方式通过生物膜的过程，通过膜结构时，以实际通过膜的层数计算；后者主要指大分子物质通过胞吞、胞吐的方式通过生物膜的过程，物质通过膜的层数为0。
1.3 一层膜与一层细胞：物质穿过一层膜，是指物质通过跨膜运输（自由扩散，协助扩散和主动运输）的方式通过一层膜结构。
物质穿过一层细胞，指的是物质先进入细胞，再排出细胞的过程，通过膜的层数为两层。
1.4 在细胞中，核糖体、中心体、染色体无膜结构；细胞膜、液泡膜、内质网膜、高尔基体膜是单层膜；线粒体、叶绿体和细胞核的膜是双层膜，但物质若从核孔穿透核膜时，则穿过的膜层数为0。
肺泡壁、毛细血管壁和消化道管壁都是由单层上皮细胞构成，即穿过1层细胞则需穿过2层细胞膜（生物膜）或4层磷脂分子层。
2 例题分析：外界空气中的02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D12层图解示法组织细胞与外界环境进行气体交换的整个过程（如图1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；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最后参与有氧呼吸而被骨骼肌细胞所利用。
解读物质跨膜运输的计算问题
解读物质跨膜运输的计算问题作者：张俊玲来源：《成才之路》2012年第02期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．5 B．6 C．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。
物质跨膜运输模型归纳
一、“物质跨膜运输”模型归纳二、物质跨膜运输模型解读1．自由扩散模型首先要明确自由扩散的条件即膜的两侧具有浓度差（小分子物质是从高浓度向低浓度扩散的），不需要载体协助也不需要能量供应。
自由扩散的速度与物质浓度的高低（浓度差）成正比，但自由扩散是不受载体和能量等因素的影响，例如：水分子，氧气等气体分子以及甘油等脂溶性分子可以自由通过细胞膜。
2．协助扩散模型首先要明确协助扩散的条件即需要载体蛋白的协助并且膜的两侧具有浓度差（小分子物质是从高浓度向低浓度扩散的），不需要能量的供应。
在一定的浓度范围内，随浓度差增大，物质的扩散速度加快。
达到一定程度后，由于受载体数目的限制（膜上的载体达到饱和时），物质运输速度不再增加而保持稳定，例如：葡萄糖通过红细胞膜。
3．主动运输模型首先要明确主动运输的条件即需要载体蛋白的协助和伴随能量的消耗。
一般小分子物质是从从低浓度向高浓度方向转运的（也可顺浓度进行），例如：钠离子等无机盐离子、葡萄糖、氨基酸等通过细胞膜。
3．1“耗氧量”模型运输速度与氧气的供应呈正相关，但不是正比例，因受细胞膜上载体数量的限制，故在一定的氧气消耗量范围内，随耗氧量的增大，物质的扩散速度加快。
达到一定程度后，物质运输速度不再增加而保持稳定。
值得注意的是，在氧气消耗量为零时，虽然有氧呼吸受到了抑制，但物质仍然可以运输，因为此时还要无氧呼吸产生能量，故曲线的起始位置运输速率并非为零。
3．2“时间”模型当细胞外物质的浓度高于细胞内时（顺浓度梯度），主动运输比被动运输快得多。
当主动运输逆浓度梯度进行时，在能量供应充足、载体没有达到饱和之前，物质运输速度随细胞外浓度的升高而加快；当载体饱和或能量不足时，运输速度维持相对稳定，不再随细胞外浓度而变化。
综上，也说明主动运输不但可以逆浓度梯度进行，也是可以顺浓度梯度进行的。
3．3“浓度差”模型在载体饱和之前，主动运输的速率和物质浓度成正相关，此时体现了主动运输和协助扩散模型的统一性。
物质跨膜运输的方式测试题及答案
物质跨膜运输的方式测试题及答案【学海导航】1.知识方面（1）举例说明细胞膜是选择透过性膜。
（2）熟练制作临时装片和操作显微观察。
2.能力方面（1）尝试从生活现象中提出问题，作出假设。
（2）学习进行探究问题的一般方法和步骤。
3.情感态度与价值观方面（1）参与课堂讨论与交流。
（2）养成良好的实验习惯。
【基础整理】一、被动运输：1．概念：物质进出细胞，的扩散。
2．类型（1）自由扩散①特点：物质通过简单进出细胞。
②实例：水、、、、乙醇、苯等。
（2）协助扩散①特点：进出细胞的物质，借助的扩散。
②实例：葡萄糖进入。
二、主动运输1．运输方向：由一侧运输到一侧。
2．所需条件（1）需要细胞膜上相应的协助。
（2）需要消耗细胞内化学反应所释放的。
3．意义：保证了活细胞能够按照生命活动需要，主动选择吸收所需要的，排出和对细胞有害的物质。
三、列表比较自由扩散、协助扩散与主动运输的区别：物质出入细胞的方式被动运输主动运输自由扩散协助扩散运输方向___浓度→___浓度___浓度→___浓度___浓度→___浓度是否需要载体是否消耗能量代表例子氧气、CO2、水、甘油、乙醇等葡萄糖通过红细胞葡萄糖、氨基酸通过小肠上皮细胞膜；离子通过细胞膜等补充：大分子的跨膜运输1．：物质以囊泡包裹的形式通过细胞膜，从细胞外进入细胞内的过程。
如人体的白细胞能吞噬入侵的细菌，细胞啐片及衰老的红细胞等。
2．：物质以囊泡的形式通过细胞膜，从细胞内排到细胞外的过程。
如分泌蛋白的分泌等。
3．实现胞吞和胞吐依赖于细胞膜具有，这一生命活动过程所需的ATP主要通过细胞内线粒体进行的有氧呼吸提供。
【跟踪训练】1.下列跨膜运输的生理活动，属于主动运输的是（）A．酒精进入胃黏膜细胞B．二氧化碳由静脉血进入肺泡内C．原尿中的葡萄糖进入肾小管上皮细胞 D．水分子出入细胞2.水稻吸收Si4+多，番茄吸收Ca2+多，原因是（）A．土壤中Si4+和Ca2+的多少B．细胞液中Si4+和Ca2+的多少C．细胞提供的能量多少D．细胞膜上载体种类和数量不同3．大肠杆菌在生长时，细胞内钾离子的质量分数是培养液的3000倍。
4.1物质跨膜运输的实例
1、渗透作用概念：
水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜的扩散，称为渗透作用。
2、渗透装置
渗透系统装置
思考与讨论
①、漏斗管内的液面为什么会升高？②、如果用纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面还会升高吗？③、如果烧杯中的是蔗糖溶液，漏斗管内是清水，结果会怎样？
单位时间内透过玻璃纸进入漏斗的水分子比渗出的多
质壁分离
质壁分离复原
④发生质壁分离的原因
外因：
外界溶液浓度
＞
细胞液浓度
内因：
原生质层相当于一层半透膜
细胞壁的伸缩性
＜
原生质层的伸缩性
特别提醒 1.质壁分离后在细胞壁和细胞膜之间充满的是____________________，因为细胞壁是全透性且有水分通过原生质层渗出来。2.若用50%蔗糖溶液做实验，能发生质壁分离但不能复原，因为______________________。3.若用尿素、乙二醇、KNO3、NaCl等做实验会出现_ 现象，因为外界物质会转移到细胞内而引起细胞液浓度升高。
漏斗管内的液面先上升再下降。
⑨ 、若葡萄糖分子不能通过半透膜，在烧杯和漏斗管内分别加入同等浓度的蔗糖和葡萄糖，结果会怎么样？ 若改成同等质量分数的蔗糖和葡萄糖，结果会怎么样？
同等浓度：水分子进出量相等，漏斗管内液面不变。
同等质量：蔗糖溶液浓度低，故漏斗管液面上升。
⑩、若葡萄糖分子能通过半透膜，第⑨题结果会怎么样？
250mg/L
血液中碘的浓度
I－
3、水分子的运输是顺相对含量梯度的，其他物质的跨膜运输也是这样的吗？由此你能得出什么结论？
细胞对于物质的输出和输入有选择性。
实例三
4、细胞对物质的吸收有选择吗？如果有，这种选择性有普遍性吗？
跨膜运输知识点归纳
跨膜运输知识点归纳一、跨膜运输的概念。
跨膜运输是指物质进出细胞时，穿过细胞膜的运输方式。
细胞膜是一种选择透过性膜，它允许某些物质通过，而阻止其他物质通过。
二、跨膜运输的方式。
1. 被动运输。
- 自由扩散。
- 概念：物质通过简单的扩散作用进出细胞，叫做自由扩散。
- 特点：顺浓度梯度运输（从高浓度到低浓度）；不需要载体蛋白的协助；不需要消耗能量。
- 实例：水（水分子通过水通道蛋白进出细胞的方式是协助扩散，但单纯的水分子扩散是自由扩散）、氧气、二氧化碳、甘油、乙醇等小分子物质。
- 协助扩散。
- 概念：进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散，叫做协助扩散。
- 特点：顺浓度梯度运输；需要载体蛋白的协助；不需要消耗能量。
- 实例：葡萄糖进入红细胞（葡萄糖进入其他细胞的方式可能是主动运输）、离子通道运输某些离子（如神经细胞上的Na⁺通道在动作电位形成时允许Na⁺内流，K ⁺通道在静息电位形成时允许K⁺外流等情况属于协助扩散）。
2. 主动运输。
- 概念：从低浓度一侧运输到高浓度一侧，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种方式叫做主动运输。
- 特点：逆浓度梯度运输；需要载体蛋白的协助；需要消耗能量（能量来源主要是细胞呼吸产生的ATP）。
- 实例：小肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐离子（如K⁺、Na⁺、Ca²⁺等）。
主动运输保证了活细胞能够按照生命活动的需要，主动选择吸收所需要的营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质。
3. 胞吞和胞吐（大分子物质进出细胞的方式）- 胞吞。
- 概念：当细胞摄取大分子时，首先是大分子附着在细胞膜表面，这部分细胞膜内陷形成小囊，包围着大分子。
然后小囊从细胞膜上分离下来，形成囊泡，进入细胞内部，这种现象叫胞吞。
- 实例：白细胞吞噬病菌、变形虫吞噬食物颗粒等。
- 胞吐。
- 概念：细胞需要外排的大分子，先在细胞内形成囊泡，囊泡移动到细胞膜处，与细胞膜融合，将大分子排出细胞，这种现象叫胞吐。
物质的跨膜运输习题及答案
细胞生物学章节习题-第五章一、选择题1、物质进入细胞的过程，需消耗能量，但不需要载体的一项是（C ）。
A. 根吸收矿质元素离子B. 红细胞保钾排钠C. 腺细胞分泌的酶排出细胞D. 小肠对Ca、P的吸收2、母鼠抗体从血液上皮细胞进入母乳，或者乳鼠的肠上皮细胞将抗体摄入体内，都涉及将胞吞和胞吐作用相结合。
这种跨膜转运方式称为（B ）。
A. 吞噬作用B. 跨细胞转运C. 协同转运D. 胞吞作用3、既能执行主动运输，又能执行被动运输的膜转运蛋白是（A ）。
A. 载体蛋白B. 通道蛋白C. 孔蛋白D. ABC转运蛋白4、动物细胞对葡萄糖或氨基酸等有机物的吸收依靠（B ）。
A. 受体介导的胞吞作用B. Na+-K+泵工作行程的Na+电化学梯度驱动C. Na+-K+泵工作行程的K+电化学梯度驱动D. H+-ATPase行程的H+电化学梯度驱动5、有关动物细胞胞内体膜或溶酶体膜上的V型质子泵的描述，错误的是（ B）。
A. V型质子泵利用ATP水解供能从细胞质基质中逆H+电化学梯度将H+泵入细胞器B. V型质子泵利用ATP水解供能从细胞器中逆H+电化学梯度将H+泵入细胞质基质C. V型质子泵可以维持细胞质基质pH中性D. V型质子泵有利于维持胞内体或溶酶体的pH酸性6、流感病毒进入细胞的方式为（C ）。
A. 吞噬作用B. 胞膜窖蛋白依赖的胞吞作用C.网格蛋白依赖的胞吞作用D. 大型胞饮作用7、表皮生长因子及其受体通过胞吞作用进入细胞后（ D）。
A. 将通过夸细胞转运到细胞的另一侧发挥作用B. 受体返回质膜，而表皮生长因子进入溶酶体降解C. 表皮生长因子被活化，刺激细胞生长D. 进入溶酶体被降解，从而导致细胞信号转导活性下降8、一种带电荷的小分子物质，其胞外浓度比细胞内浓度高。
那么，该物质进入细胞的可能方式为（A ）。
A. 被动运输B. 简单扩散C. 主动运输D.以上都错9、对P型泵描述正确的是（D ）。
A. 位于液泡膜上B. 位于线粒体和叶绿体上C. 其ATP结合位点位于质膜外侧D. 水解ATP使自身形成磷酸化的中间体二、填空题1、质膜中参与物质运输的P型泵在物质运输中有两个特点：其一是水解ATP 功能，其二是磷酸化和去磷酸化作用。
高考生物复习题物质跨膜运输的实例和方式含解析
物质跨膜运输的实例和方式小题狂练④小题是基础练小题提分快1.[2018·全国卷Ⅱ]下列有关物质跨膜运输的叙述，正确的是( )A．巨噬细胞摄入病原体的过程属于协助扩散B．固醇类激素进入靶细胞的过程属于主动运输C．神经细胞受到刺激时产生的Na＋内流属于被动运输D．护肤品中的甘油进入皮肤细胞的过程属于主动运输答案：C解析：巨噬细胞摄入病原体的过程属于胞吞，A错误；固醇类激素如性激素以自由扩散的方式进入靶细胞，B错误；静息状态时，神经细胞膜外的Na＋浓度高于膜内，受到刺激时产生的Na＋内流是顺浓度梯度进行的，属于被动运输，C正确；护肤品中的甘油属于小分子脂溶性物质，以自由扩散的方式进入皮肤细胞，D错误。
2．[2019·云南民族大学附属月考]下列关于物质运输的叙述中，错误的是( )A．海带细胞通过主动运输积累I－等溶质，因而不会在浓度较高的海水中发生质壁分离B．神经递质通过突触前膜的方式与胰岛B细胞释放胰岛素的方式相同C．人体内红细胞、肾小管上皮细胞吸收葡萄糖的方式相同D．小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸和葡萄糖的方式相同答案：C解析：海带细胞通过主动运输积累I－等溶质，可增加细胞液的浓度，因而不会在浓度较高的海水中发生质壁分离，A正确；神经递质通过突触前膜的方式与胰岛B细胞释放胰岛素的方式都是胞吐，B正确；人体内红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散，而肾小管上皮细胞吸收葡萄糖的方式为主动运输，C错误；小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸和葡萄糖的方式相同，均为主动运输，D正确。
3．[2019·石家庄普通高中月考]下列关于细胞物质输入和输出的叙述，错误的是( ) A．受O2浓度影响的物质运输方式一定需要载体B．性激素和胰岛素的运输方式不同C．水的跨膜运输是顺相对含量梯度的D．某些离子和一些较大的分子可以顺浓度梯度进行协助扩散答案：A解析：当运输的物质是O2时，其运输方式为自由扩散，受O2浓度影响但不需要载体，A 错误；性激素为固醇类物质，运输方式是自由扩散；胰岛素是蛋白质，运输方式是胞吐，B 正确；水的跨膜运输是顺相对含量梯度的，即由水分子多的一侧向水分子少的一侧运输，C正确；某些离子和一些较大的分子可以顺浓度梯度进行协助扩散，如神经细胞内Na＋的内流，葡萄糖进入红细胞，D正确。
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关于计算物质跨膜运输的问题
例1：一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．5 B．6 C．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。
图1 例2：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？（）
图3
A.3
B.4
C.5
D.6
图2 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3：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．5 C． 9 D． 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。
图3
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。
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