图解法解与“生物膜”知识相关的特殊计算
魏文
在教学过程中,笔者发现,一遇到有关“生物膜”中的一些特殊计算题。学生就不知所措,答错率很高。下面笔者结合多年的教学实践,运用图解法结合实例对这一部分知识进行分析。望能对教与学有所帮助。
例1:植物的一个叶肉细胞中的O2从产生处到被消耗处,至少要经过的膜层数是 ( )
A.1 B.2 C.4 D.6
解析:O2在植物细胞的叶绿体中产生,在线粒体中被利用消耗,且叶绿体和线粒体都是双层膜结构,故在同一个细胞中O2从产生处到被消耗处,至少要经过4层膜。如图1所示。
变式题:一分子CO2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中共穿过的生物膜层数有 ( )
A.5层 B.6层 C.7层 D.8层
解析:由题意绘出简图如图2所示,共穿过6层生物膜:线粒体的两层膜、两层细胞膜、叶绿体的两层膜。
例2 :在人体内,分泌抗体时要消耗的能量主要由一种膜结构提供,血红蛋白运载O2到达该结构需经过的磷脂分子层数为 ( )
A.6层 B.12层 C.8层 D.4层
解析:据题意可知,血红蛋白在红细胞中,抗体有效应B细胞分泌,两种细胞均在血液(属于结缔组织)中,分泌抗体时消耗的能量主要来自效应B细胞自个的线粒体,如图3所示
故O2分子从细胞中出来进入效应B细胞的线粒体共要经过4层膜;即红细胞膜、效应B细胞膜、效应B细胞的线粒体的外膜和内膜。8层磷脂分子层。本题答案为C
变式1:外界空气中的O2进入人体组织细胞中被利用,至少要通过的生物膜层数为( )
A.5 B.7 C.9 D.11
解析:外界空气中的O2进入人体组织细胞需要经过循环系统和呼吸系统,要进人体组织细胞被利用必须要进入线粒体。其经过途径(如图4所示)为:O2→肺泡壁一层细胞→肺部毛细血管壁1层细胞→进红细胞1次→出红细胞1次→组织处毛细血管壁1层细胞→组织细胞→线粒体。故需经过的总膜层数为11。本题答案是D
变式2:食物中的葡萄糖被人体吸收后,彻底氧化分解。至少穿过_________层生物膜
解析:葡萄糖进入消化道,首先被小肠绒毛上皮细胞吸收进入毛细血管,随血液循环运送至组织细胞,进入组织细胞的线粒体中被彻底氧化分解成CO2和H2O,如图5所示,共穿过9层生物膜。
例3:在红绿色盲病基因(Xb)的表达过程中,mRNA从合成部位出来,到与蛋白质的装配机器结合要经过的膜的层数为 ( )
A.0层 B.2层 C.3层 D.4层
解析:mRNA是在细胞核合成的,然后穿过核孔从合成部位出来,故此穿过0层膜,蛋白质的装备机器是核糖体,它是非膜结构。故mRNA从合成部位出来与蛋白质的装配机器结合经过膜的层数是0层,如图所示。本题答案是A
变式题: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是 ( )
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:细胞内物质分泌到细胞外的结构基础是生物膜的流动性,分泌物本身并未穿过膜结构。故答案选C
总之,用图解法来解与“生物膜”知识相关的特殊计算,直观形象,不易出错。另外,审题要仔细,注意题目中问的是几层生物膜还是几层磷脂分子层还是几层磷脂双分子层;物质穿过的细胞是死细胞还是活细胞;物质究竟有没有穿过膜等等。
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