用“三句口訣”判斷物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞?/h1>
2018-11-19 07:08:42徐金鵬
生物學(xué)教學(xué) 2018年11期
王 義 徐金鵬
(安徽省濉溪中學(xué) 淮北 235100)
細(xì)胞通過(guò)細(xì)胞膜與周?chē)h(huán)境時(shí)刻進(jìn)行著物質(zhì)交換，物質(zhì)跨膜運(yùn)輸方式中的被動(dòng)運(yùn)輸、自由擴(kuò)散、協(xié)助擴(kuò)散、主動(dòng)運(yùn)輸、胞吞和胞吞則是教學(xué)的重點(diǎn)。但在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，部分學(xué)生對(duì)常見(jiàn)的進(jìn)行自由擴(kuò)散的物質(zhì)名稱記憶不清，一些學(xué)生則反映強(qiáng)行記住后很快會(huì)遺忘；對(duì)于葡萄糖、氨基酸和各種無(wú)機(jī)鹽離子的運(yùn)輸方式，部分學(xué)生誤認(rèn)為它們跨膜運(yùn)輸方式均為主動(dòng)運(yùn)輸；而針對(duì)大分子物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸方式，一些學(xué)生不能清晰比較小分子物質(zhì)和大分子物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)漠愅c(diǎn)。通過(guò)運(yùn)用以下三句自編的口訣融入課堂教學(xué)，取得了較好的教學(xué)效果。
1 自由擴(kuò)散很簡(jiǎn)單，水甘尿氣醇和酸
以自由擴(kuò)散方式進(jìn)出細(xì)胞的物質(zhì)，由于其不需要載體協(xié)助，也不需要消耗能量，故將其總結(jié)為“自由擴(kuò)散很簡(jiǎn)單”，讓學(xué)生明白此種運(yùn)輸過(guò)程就是物質(zhì)從其高濃度一側(cè)運(yùn)輸?shù)降蜐舛纫粋?cè)，而與載體和能量無(wú)關(guān)。對(duì)于常見(jiàn)通過(guò)自由擴(kuò)散進(jìn)出細(xì)胞的物質(zhì)，如水、甘油、尿素、相關(guān)氣體(如氧氣和二氧化碳)、乙醇和脂肪酸等，將其第一個(gè)字湊成“水甘尿氣醇和酸”。學(xué)生輕松記住了口訣，不僅把握了自由擴(kuò)散的特點(diǎn)，也同時(shí)掌握了通過(guò)自由擴(kuò)散方式進(jìn)出細(xì)胞的常見(jiàn)物質(zhì)。
2 氨葡離子看條件，逆向主動(dòng)順協(xié)散
由于氨基酸、葡萄糖及相應(yīng)的一些無(wú)機(jī)鹽離子(如Na+、 K+、 Cl-等)進(jìn)出細(xì)胞均需要載體協(xié)助，若這三類物質(zhì)是從其高濃度一側(cè)運(yùn)輸?shù)降蜐舛纫粋?cè)(順濃度梯度運(yùn)輸)，屬于不消耗能量的協(xié)助擴(kuò)散；若是從其低濃度一側(cè)運(yùn)輸?shù)礁邼舛纫粋?cè)(逆濃度梯度運(yùn)輸)，則為消耗能量的主動(dòng)運(yùn)輸。根據(jù)口訣“氨葡離子看條件，逆向主動(dòng)順協(xié)散”，讓學(xué)生理解這三類物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸方式不是固定不變的，而是需要根據(jù)條件(物質(zhì)的具體運(yùn)輸方向)加以判斷。為檢測(cè)學(xué)生學(xué)習(xí)口訣后的判斷效果，給學(xué)生展示兩道高考生物學(xué)試題：
2012年安徽卷第2小題： 蛙的神經(jīng)元內(nèi)、外Na+濃度分別是15mmol/L和120mmol/L。在膜電位由內(nèi)負(fù)外正轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)正外負(fù)過(guò)程中有Na+流入細(xì)胞，膜電位恢復(fù)過(guò)程中有Na+排出細(xì)胞。下列判斷正確的是(A)。
A. Na+流入是被動(dòng)運(yùn)輸，排出是主動(dòng)運(yùn)輸
B. Na+流入是主動(dòng)運(yùn)輸，排出是被動(dòng)運(yùn)輸
C. Na+流入和排出都是被動(dòng)運(yùn)輸
D. Na+流入和排出都是主動(dòng)運(yùn)輸
解析： 根據(jù)題目中的相應(yīng)物質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)外的濃度及其運(yùn)輸方向，學(xué)生很快準(zhǔn)確判斷出Na+流入蛙神經(jīng)元為順濃度梯度的被動(dòng)運(yùn)輸(協(xié)助擴(kuò)散)，而Na+排出蛙神經(jīng)元為逆濃度梯度的主動(dòng)運(yùn)輸。
2014年安徽卷第2小題： 下圖為氨基酸和Na+進(jìn)出腎小管上皮細(xì)胞的示意圖。下表選項(xiàng)中正確的是(D)。
選項(xiàng)管腔中氨基酸→上皮細(xì)胞管腔中Na+→上皮細(xì)胞上皮細(xì)胞中氨基酸→組織液A主動(dòng)運(yùn)輸被動(dòng)運(yùn)輸主動(dòng)運(yùn)輸B被動(dòng)運(yùn)輸被動(dòng)運(yùn)輸被動(dòng)運(yùn)輸C被動(dòng)運(yùn)輸主動(dòng)運(yùn)輸被動(dòng)運(yùn)輸D主動(dòng)運(yùn)輸被動(dòng)運(yùn)輸被動(dòng)運(yùn)輸
解析： 學(xué)生根據(jù)Na+和氨基酸在腎小管上皮細(xì)胞的內(nèi)外濃度關(guān)系，很快判斷出管腔中的氨基酸進(jìn)入腎小管上皮細(xì)胞為主動(dòng)運(yùn)輸，管腔中的Na+進(jìn)入腎小管上皮細(xì)胞為被動(dòng)運(yùn)輸，腎小管上皮細(xì)胞中的氨基酸進(jìn)入組織液為被動(dòng)運(yùn)輸，腎小管上皮細(xì)胞中的Na+進(jìn)入組織液為主動(dòng)運(yùn)輸。通過(guò)該試題學(xué)生不僅感悟到氨基酸和Na+的運(yùn)輸方式的確需要根據(jù)具體條件判斷，而且也捕捉到主動(dòng)運(yùn)輸?shù)哪芰啃问讲粌H可由ATP水解提供，也可以由一些離子梯度動(dòng)力提供。學(xué)生在解題中驗(yàn)證了口訣的實(shí)用性，也在使用口訣解題中升華了知識(shí)。
3 大分耗能囊泡轉(zhuǎn)，胞吞胞吐能實(shí)現(xiàn)
為讓學(xué)生理解胞吞和胞吐的特點(diǎn)及其與小分子物質(zhì)穿膜運(yùn)輸?shù)膮^(qū)別，總結(jié)了第三句口訣“大分耗能囊泡轉(zhuǎn)，胞吞胞吐能實(shí)現(xiàn)”。通過(guò)這句口訣讓學(xué)生感悟到胞吞和胞吐的共同點(diǎn)是： 運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)通常是大分子物質(zhì)，如蛋白質(zhì)、病毒等；胞吞和胞吐過(guò)程均需要消耗細(xì)胞的能量；此過(guò)程中均需要囊泡參與相關(guān)大分子物質(zhì)的運(yùn)輸?shù)取６乙材荏w會(huì)到大分子物質(zhì)和小分子物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膮^(qū)別，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)細(xì)胞與外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換的復(fù)雜性和多樣性。為檢測(cè)學(xué)生對(duì)這部分知識(shí)的掌握情況，給學(xué)生展示以下高考試題。
2016年全國(guó)新課標(biāo)乙卷第31題(節(jié)選)： 免疫細(xì)胞行使免疫功能時(shí)，會(huì)涉及到胞吞和胞吐這兩種物質(zhì)跨膜運(yùn)輸方式，這兩種方式的共同點(diǎn)有 (答出兩點(diǎn)即可)。
解析： 學(xué)生邊背口訣邊講出了答案，該過(guò)程能運(yùn)輸生物大分子，都需要消耗能量，運(yùn)輸過(guò)程中都能形成囊泡等。
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A. Na+流入是被動(dòng)運(yùn)輸，排出是主動(dòng)運(yùn)輸
B. Na+流入是主動(dòng)運(yùn)輸，排出是被動(dòng)運(yùn)輸
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D. Na+流入和排出都是主動(dòng)運(yùn)輸
解析： 根據(jù)題目中的相應(yīng)物質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)外的濃度及其運(yùn)輸方向，學(xué)生很快準(zhǔn)確判斷出Na+流入蛙神經(jīng)元為順濃度梯度的被動(dòng)運(yùn)輸(協(xié)助擴(kuò)散)，而Na+排出蛙神經(jīng)元為逆濃度梯度的主動(dòng)運(yùn)輸。
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解析： 學(xué)生根據(jù)Na+和氨基酸在腎小管上皮細(xì)胞的內(nèi)外濃度關(guān)系，很快判斷出管腔中的氨基酸進(jìn)入腎小管上皮細(xì)胞為主動(dòng)運(yùn)輸，管腔中的Na+進(jìn)入腎小管上皮細(xì)胞為被動(dòng)運(yùn)輸，腎小管上皮細(xì)胞中的氨基酸進(jìn)入組織液為被動(dòng)運(yùn)輸，腎小管上皮細(xì)胞中的Na+進(jìn)入組織液為主動(dòng)運(yùn)輸。通過(guò)該試題學(xué)生不僅感悟到氨基酸和Na+的運(yùn)輸方式的確需要根據(jù)具體條件判斷，而且也捕捉到主動(dòng)運(yùn)輸?shù)哪芰啃问讲粌H可由ATP水解提供，也可以由一些離子梯度動(dòng)力提供。學(xué)生在解題中驗(yàn)證了口訣的實(shí)用性，也在使用口訣解題中升華了知識(shí)。
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2016年全國(guó)新課標(biāo)乙卷第31題(節(jié)選)： 免疫細(xì)胞行使免疫功能時(shí)，會(huì)涉及到胞吞和胞吐這兩種物質(zhì)跨膜運(yùn)輸方式，這兩種方式的共同點(diǎn)有 (答出兩點(diǎn)即可)。
解析： 學(xué)生邊背口訣邊講出了答案，該過(guò)程能運(yùn)輸生物大分子，都需要消耗能量，運(yùn)輸過(guò)程中都能形成囊泡等。
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