由一道題引發的關于主動運輸的再思考

主動運輸是高中生物教材中的一個重要概念，在各種練習中經常出現關于主動運輸的題目。最近，我在做“物質跨膜運輸的方式”習題時，遇到這樣一道題。如下：

【例】 下列各圖表示在一定范圍內細胞膜外物質進入細胞膜內的三種不同情況。

依據上圖指出A、B、C所表示的被動運輸方式是，上述三種運輸方式中，哪種加入呼吸抑制劑后曲線會發生變化。

一、疑問

第一空為A、B兩種被動運輸方式，第二空答案為C。曲線C能準確地代表主動運輸嗎？舊版教材關于主動運輸是這樣描述的：這種物質出入細胞的方式，一般是物質從濃度低的一側運輸到濃度高的一側，必須有載體蛋白的協助，需要消耗細胞內新陳代謝所釋放的能量。按照教材的概念，我以前在處理這部分內容時，都會和學生強調主動運輸一般是由低濃度向高濃度運輸，實際上也可以由高濃度向低濃度進行運輸，關鍵取決于載體蛋白和能量。所以，曲線C代表主動運輸。

但自從我省開始使用人教版新課程教材后，我發現主動運輸的概念發生了變化，去掉了“一般”這個模糊的詞語。在課后第76頁的思維拓展中明確提出：“在順濃度梯度的情況下，葡萄糖、氨基酸等分子可以通過協助擴散進入細胞。當細胞外葡萄糖或氨基酸的濃度低于細胞內時，細胞以主動運輸的方式吸收這些營養物質。”按新教材的描述，主動運輸只能由低濃度向高濃度運輸，這樣曲線C在細胞外濃度大于細胞內濃度時就不能表示主動運輸而是協助擴散。那么，物質到底能不能順濃度梯度進行主動運輸呢？

二、分析

教材發生變化肯定是有原因的，針對這一問題我查閱了大量的資料，發現新教材關于主動運輸的定義是準確的。有關信息總結如下：

1.大學教材對主動運輸的解析

《細胞生物學》中明確給出主動運輸的概念：由載體蛋白所介導的物質逆濃度梯度或電化學梯度由濃度低的一側向高濃度的一側進行跨膜轉運的方式。

主動運輸普遍存在于動植物細胞和微生物細胞，這些細胞的內外離子濃度是不同的，細胞膜具有逆濃度梯度進行主動運輸的功能。

2.對中學教師認識誤區的解析

很多生物教師認為主動運輸可以由高濃度向低濃度運輸，還以小腸上皮細胞吸收葡萄糖為例子，大家普遍認為食物在小腸經過消化產生的葡萄糖濃度要高于小腸上皮細胞。實際上，小腸上皮細胞吸收葡萄糖或氨基酸等有機物，是伴隨Na+從細胞外流入細胞內完成的，屬于主動運輸中的協調運輸。完成這種運輸的載體蛋白有兩個結合位點，必須同時與Na+和特異的氨基酸或葡萄糖分子結合才能完成。這種運輸關鍵取決于Na+形成的電化學梯度（Na+-K+泵消耗ATP維持Na+的電化學梯度），此時葡萄糖仍然由低濃度向高濃度運輸。有人經過計算，發現小腸的吸收面積如果全部展開，足有400平方米之大，這么大的吸收面積足以導致分解后在局部形成的葡萄糖濃度比小腸上皮細胞中的要低。因此，葡萄糖由腸腔進入小腸上皮細胞的方式為逆濃度梯度的主動運輸。由于主動運輸的進行，上皮細胞的葡萄糖濃度明顯大于周圍組織液中的葡萄糖濃度，所以葡萄糖分子又以協助擴散的方式通過小腸上皮細胞膜進入到組織液中。

綜上所述，教材中關于主動運輸的描述是正確的，對主動運輸存在誤解的教師也應該及時更正錯誤觀念。

三、應用

根據上述分析，教師很容易解釋清楚2010年全國高考理綜生物卷Ⅱ第32題的兩個問題。原題如下：

（1）葡萄糖由腸腔進入小腸上皮細胞需要蛋白的協助并消耗能量，小腸上皮細胞對葡萄糖的吸收屬于的過程。

（2）小腸上皮細胞中的葡萄糖濃度比血液中的高，葡萄糖由上皮細胞進入血液，驅動該轉運過程的動力來自（葡萄糖濃度差、ATP的分解）。

第一小題小腸上皮細胞對葡萄糖的吸收是主動運輸的過程，所以需要載體蛋白的協助。第二小題依據示意圖1（略）可以判斷葡萄糖由小腸上皮細胞進入血液的過程是協助擴散，需要載體蛋白的協助但不消耗能量，屬于被動運輸，其動力來自葡萄糖的濃度差。

四、感悟

通過對主動運輸知識的查閱，我發現新教材在知識的處理上比舊教材更科學、更嚴謹，這就要求教師要認真研讀教材，加強對新課標的理解，發現新舊教材的差異，及時更正認識上的誤區。教師觀念的改變、科學素養的水平是影響學生學習方式的重要因素，教師提高自身素養是提高教育教學水平的基礎，作為教師要不斷地學習。

(責任編輯 杜 華）