安徽 王 提 韓 麗

突破高考四維能力
——以“物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的方式”為例

安徽 王 提 韓 麗

研讀歷年考試大綱發(fā)現(xiàn)，高考試題并不是以考查知識(shí)面為主，而是側(cè)重于主干知識(shí)的考查，同時(shí)注重對(duì)理解能力、實(shí)驗(yàn)探究能力、獲取信息能力和綜合運(yùn)用能力的考查。以測(cè)試能力為主導(dǎo)是高考命題要求，考綱對(duì)所要考查的能力從上述四個(gè)方面做出界定，這些能力一方面反映了高考選拔的需要，另一方面也與中學(xué)生物教學(xué)的目標(biāo)相吻合。本文結(jié)合物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞方式的相關(guān)考題進(jìn)行分析，希望能讓大家對(duì)高考能力的要求有所體驗(yàn)和感悟。

1.理解能力

能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)與觀(guān)點(diǎn)，通過(guò)比較、分析與綜合等方法對(duì)某些生物學(xué)問(wèn)題進(jìn)行解釋、推理，做出合理的判斷或得出正確的結(jié)論。

【例1】（原創(chuàng)）下列有關(guān)物質(zhì)運(yùn)輸?shù)臄⑹稣_的是 （ ）

A. 胞吞、胞吐屬于物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞剑抑荒苓\(yùn)輸大分子和顆粒性物質(zhì)

B. RNA和蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)是通過(guò)核膜進(jìn)出細(xì)胞核的

C. 小分子和離子的運(yùn)輸都是主動(dòng)運(yùn)輸

D. 生長(zhǎng)素的極性運(yùn)輸是主動(dòng)運(yùn)輸

【解析】胞吞、胞吐的物質(zhì)不是跨膜運(yùn)輸而是膜泡運(yùn)輸，主要運(yùn)輸大分子物質(zhì)，也能轉(zhuǎn)運(yùn)小分子物質(zhì)，比如，乙酰膽堿的轉(zhuǎn)運(yùn)是以胞吐的形式進(jìn)行，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；RNA和蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞核是通過(guò)核孔，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；小分子和離子并非都是主動(dòng)運(yùn)輸，如神經(jīng)沖動(dòng)傳導(dǎo)過(guò)程中鈉離子內(nèi)流和鉀離子外流、葡萄糖進(jìn)入人的紅細(xì)胞為協(xié)助擴(kuò)散，故C項(xiàng)錯(cuò)誤。

【答案】D

【例2】（改編）圖1為氨基酸和Na+進(jìn)出腎小管上皮細(xì)胞的示意圖，圖2表示小腸上皮細(xì)胞吸收葡萄糖的過(guò)程和將葡萄糖運(yùn)出細(xì)胞的過(guò)程示意圖。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（ ）

A. 圖1氨基酸進(jìn)出腎小管上皮細(xì)胞的方式不同

B. 圖1腎小管上皮細(xì)胞Na+排出的方式和神經(jīng)細(xì)胞K+外流的方式相同

C. 圖2腸腔中Na+進(jìn)入小腸上皮細(xì)胞能體現(xiàn)細(xì)胞膜的選擇透過(guò)性

D. 圖2載體■和載體◆的組成單體相同，但結(jié)構(gòu)有差異

【解析】圖1中管腔中氨基酸進(jìn)入上皮細(xì)胞是逆濃度梯度進(jìn)行的，為主動(dòng)運(yùn)輸，運(yùn)出上皮細(xì)胞是順濃度梯度進(jìn)行的，為協(xié)助擴(kuò)散，故A項(xiàng)正確；圖1腎小管上皮細(xì)胞Na+排出的方式為主動(dòng)運(yùn)輸，而神經(jīng)細(xì)胞K+外流的方式為協(xié)助擴(kuò)散，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；圖2腸腔中Na+進(jìn)入小腸上皮細(xì)胞需要載體協(xié)助，載體蛋白具有特異性，能體現(xiàn)細(xì)胞膜的選擇透過(guò)性，故C項(xiàng)正確；圖2中載體的本質(zhì)是蛋白質(zhì)，組成單位都是氨基酸，但載體具有特異性，不同載體的結(jié)構(gòu)不同，運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)也有差異，故D項(xiàng)正確。

【答案】B

2.實(shí)驗(yàn)與探究能力

具備驗(yàn)證簡(jiǎn)單生物學(xué)事實(shí)的能力，并能對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果進(jìn)行解釋、分析和處理。

【例3】（2012·北京卷）科學(xué)家為了研究蛋白A的功能，選用細(xì)胞膜中缺乏此蛋白的非洲爪蟾卵母細(xì)胞進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，處理及結(jié)果見(jiàn)下表。

（1）將Ⅰ組卵母細(xì)胞放入低滲溶液后，水分子經(jīng)自由擴(kuò)散（滲透）穿過(guò)膜的_______進(jìn)入卵母細(xì)胞。

（2）將蛋白A的mRNA注入卵母細(xì)胞一定時(shí)間后，該mRNA_________的蛋白質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞膜，使細(xì)胞在低滲溶液中體積_______。

（3）與Ⅱ組細(xì)胞相比，Ⅲ組細(xì)胞對(duì)水的通透性_______，說(shuō)明HgCl2對(duì)蛋白A的功能有________作用。比較Ⅲ、Ⅳ組的結(jié)果，表明試劑M能夠使蛋白A的功能________。推測(cè)HgCl2沒(méi)有改變蛋白A的氨基酸序列，而是破壞了蛋白A的________。

（4）已知抗利尿激素通過(guò)與細(xì)胞膜上的_______結(jié)合，可促進(jìn)蛋白A插入腎小管上皮細(xì)胞膜中，從而加快腎小管上皮細(xì)胞對(duì)原尿中水分子的________。

（5）綜合上述結(jié)果，可以得出_______________________________________的推論。

【解析】（1）水是自由擴(kuò)散，通過(guò)磷脂雙分子層即可。（2）蛋白質(zhì)是mRNA翻譯得到的產(chǎn)物，蛋白質(zhì)進(jìn)入導(dǎo)致細(xì)胞在低滲溶液中吸收速率增大，體積迅速增大。（3）由表中數(shù)據(jù)可知與Ⅱ組細(xì)胞相比，Ⅲ組細(xì)胞對(duì)水的通透性明顯降低，說(shuō)明HgC12抑制了蛋白A的功能，比較Ⅲ、Ⅳ組的結(jié)果可知Ⅳ比Ⅲ水通透速率有所提高，說(shuō)明試劑M能夠使蛋白A的功能部分恢復(fù)，由此推測(cè)HgC12沒(méi)有改變蛋白A的氨基酸序列，而是破壞了蛋白A的空間結(jié)構(gòu)。（4）抗利尿激素通過(guò)與細(xì)胞膜上的受體結(jié)合，促進(jìn)水分子的重吸收。

（5）由以上結(jié)果可推知蛋白A是水通道蛋白

【答案】（1）磷脂雙分子層 （2）翻譯 迅速增大

（3）明顯降低 抑制 部分恢復(fù) 空間結(jié)構(gòu) （4）受體 重吸收 （5）蛋白A是水通道蛋白

3.獲取信息的能力

能從課外材料中獲取相關(guān)的生物學(xué)信息，并能運(yùn)用這些信息，結(jié)合所學(xué)知識(shí)解決相關(guān)的生物學(xué)問(wèn)題。

【例4】（改編）下圖為神經(jīng)細(xì)胞膜部分結(jié)構(gòu)與功能的示意圖。依據(jù)此圖做出的判斷錯(cuò)誤的是 （ ）

A.細(xì)胞膜上的鈉-鉀泵同時(shí)具有運(yùn)輸和催化的功能

B.鈉-鉀泵的存在說(shuō)明載體蛋白對(duì)離子運(yùn)輸不具有選擇性

C.細(xì)胞內(nèi)K+外流和細(xì)胞外Na+內(nèi)流屬于被動(dòng)運(yùn)輸

D.細(xì)胞外K+內(nèi)流和細(xì)胞內(nèi)Na+外流屬于主動(dòng)運(yùn)輸

【解析】鈉-鉀泵是一類(lèi)特殊的載體蛋白具有專(zhuān)一性。該泵既能同時(shí)運(yùn)輸K+、Na+，又能催化ATP的水解，故B項(xiàng)錯(cuò)誤。

【答案】B

【例5】（改編）研究表明，主動(dòng)運(yùn)輸根據(jù)能量的來(lái)源不同分為三種類(lèi)型，其示意圖如下（圖中a、b、c代表物質(zhì)跨膜運(yùn)輸方式、■、▲、○代表跨膜的離子或小分子）。

a.偶聯(lián)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白：ATP間接提供能量的協(xié)同運(yùn)輸；b.ATP驅(qū)動(dòng)泵：ATP直接提供能量；c.光驅(qū)動(dòng)泵：光能驅(qū)動(dòng)。

下列生物中，最有可能采用c類(lèi)型進(jìn)行主動(dòng)運(yùn)輸?shù)氖牵?）

A. 噬菌體 B. 細(xì)菌

C. 果蠅 D. 小鼠

【解析】c類(lèi)型運(yùn)輸消耗的能量來(lái)自光能，噬菌體屬于病毒，不能獨(dú)立進(jìn)行生命活動(dòng)，果蠅和小鼠屬于動(dòng)物，不能直接利用光能，最有可能采用該類(lèi)型進(jìn)行主動(dòng)運(yùn)輸?shù)氖羌?xì)菌。

【答案】B

4.綜合運(yùn)用能力

理論聯(lián)系實(shí)際，綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決自然界和社會(huì)生活中的一些生物學(xué)問(wèn)題。

【例6】（改編）糖醋蒜是江南及北方地區(qū)的漢族傳統(tǒng)小吃，具有增強(qiáng)人體免疫能力、促進(jìn)新陳代謝、延緩衰老等作用。食醋中的醋酸分子是活細(xì)胞不選擇的小分子物質(zhì)，蔗糖是細(xì)胞需要的但一般不能進(jìn)入活細(xì)胞內(nèi)，用醋酸和蔗糖可將鮮蒜腌制成糖醋蒜。下列相關(guān)說(shuō)法正確的是 （ ）

A. 人體細(xì)胞衰老會(huì)發(fā)生水分減少，細(xì)胞核體積減小等現(xiàn)象

B. 醋酸是利用醋酸桿菌厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的

C. 哺乳動(dòng)物的細(xì)胞可以合成乳糖也可以合成蔗糖

D. 醋酸殺死細(xì)胞，使細(xì)胞膜失去選擇透過(guò)性，從而將鮮蒜腌制成糖醋蒜

【解析】衰老細(xì)胞的細(xì)胞核體積變大，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；醋酸是利用醋酸桿菌需氧發(fā)酵產(chǎn)生的，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；蔗糖是植物細(xì)胞特有的糖，哺乳動(dòng)物的細(xì)胞不可以合成蔗糖，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；通常情況下，不被細(xì)胞選擇的離子、小分子等，多為對(duì)細(xì)胞有害的物質(zhì)，這些物質(zhì)濃度較高或較長(zhǎng)時(shí)間包圍細(xì)胞，會(huì)將細(xì)胞殺死，從而改變細(xì)胞膜的通透性，成為全透性。這時(shí)醋酸與蔗糖分子均進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，故D項(xiàng)正確。

【答案】D

（作者單位：安徽省阜陽(yáng)市太和中學(xué)）