水的知識高效突破

安徽

高中生物關于水的考查通常是基于水的運輸方式、水參與化學反應的過程和水的代謝這三個方面進行，二輪復習要抓住相關知識重難點、易錯點，提綱挈領。下文將以例題為導線對關于水的易錯點進行分析總結，破解認識誤區，突破水的知識。

一、精選原創例題，觸發關鍵易錯點

1.水的跨膜運輸方式

【例1】科學家經過實驗發現，若剝離細胞膜中的蛋白質，則水分子的跨膜運輸速率變得極為緩慢，下列有關說法中錯誤的是 （ ）

A.剝離的蛋白質中含有協助運輸水的通道蛋白

B.剝離蛋白質后的水的跨膜方式只有自由擴散

C.水分子只能通過自由擴散的方式穿過細胞膜

D.人工合成的脂雙層中水的跨膜運輸速率較慢

【答案】C

【考點解析】本題取材于人教版教材必修1“科學前沿”，考查水的跨膜運輸方式。最常見的水分子跨膜運輸方式是自由擴散，水分子還可以通過水通道進行運輸，且運輸速率高，屬于協助擴散；水通道的本質是蛋白質，故剝離蛋白質也會去除細胞膜中的水通道，所以剝離了細胞膜中的蛋白質后水分子的運輸方式只能是自由擴散；人工合成的脂雙層中沒有水通道（蛋白質），水分子只能通過自由擴散跨膜運輸，故運輸速率較慢。

【例2】如圖1所示U形管中間是半透膜，水分子可以通過而蔗糖分子不可通過。將等體積、不同濃度的蔗糖溶液S1、S2注入U形管兩側一段時間后液面高度如圖1所示，以下說法中錯誤的是 （ ）

A.開始時S1的濃度小于S2的濃度

B.平衡后S1的濃度大于S2的濃度

C.水分子可以雙向進出半透膜

D.平衡后水分子仍可自由進出半透膜

圖1 滲透吸水裝置

【答案】B

【考點解析】本題取材于人教版教材必修1“問題探討”，考查滲透作用的相關知識。圖1中所示的滲透吸水裝置中，高濃度溶液吸水，低濃度溶液失水，根本原因是水分子從低濃度溶液一側向高濃度溶液一側擴散得快，高濃度溶液一側因為水的增加而體積增大，使液面升高，所以開始時S1的濃度小于S2的濃度。液面平衡后產生穩定的高度差h，可以理解為水分子從低濃度溶液一側向高濃度溶液一側擴散的傾向最終被液面高度差產生的重力所抵消，此時原低濃度溶液的濃度仍低于原高濃度溶液的濃度，即平衡后S1的濃度仍小于S2的濃度。

2.水作為反應物或生成物

【例3】以下關于水在化學反應中的說法，不正確的是 （ ）

A.細胞中的自由水含量越高，代謝越旺盛

B.光合作用中水既是反應物，也是生成物

C.無氧呼吸中水既是反應物，也是生成物

D.有氧呼吸中水既是反應物，也是生成物

【答案】C

【考點解析】本題考查水在化學反應中的作用。自由水與細胞代謝的旺盛程度呈正相關；在光合作用和有氧呼吸的過程中，水既是反應物，也是生成物；無氧呼吸過程中水不是反應物，也不是生成物。

3.水在生物體內的代謝

【例4】以下關于水在動植物細胞中的代謝過程，錯誤的是 （ ）

A.成熟的植物細胞依靠大液泡調節水分平衡

B.草履蟲依靠伸縮泡調節細胞內的水分平衡

C.人體攝入過多淡水后抗利尿激素分泌減少

D.人體攝入過多海水后抗利尿激素分泌增多

【答案】D

【考點解析】本題考查水在生物體代謝中的作用。大液泡在成熟植物細胞中具有調節水分平衡的作用，而伸縮泡在原生動物中也具有相同的作用；人體攝入過多淡水會使細胞外液滲透壓降低，抗利尿激素分泌減少，腎臟中尿液形成速率加快，將多余的水代謝出去；人體攝入過多海水后細胞外液滲透壓升高，但因為海水中無機鹽濃度高，為代謝這些無機鹽則需要代謝更多的水，故抗利尿激素分泌會減少，以加強腎對水鹽的代謝，進而使人過度脫水。

二、構建教學主線，聯系主干知識

1.建構概念圖，補缺失

教師將課前精選給學生的例題所測評反饋的錯誤點進行分析后，了解學生在復習過程中存在的知識結構的缺陷，可通過練習與講解，激活學生“迷失”的知識記憶，引導學生將高中生物中關于水的相關知識建立知識體系（如圖2）。

圖2 水的相關知識體系

2.聯系核心知識點，構建知識“串燒”圖

課堂教學中教師通過預先建構好的兩個知識體系，即水知識的“串燒”圖（如圖3），將多個與水相關的知識點聯系在一起，綜合運用，也可作為課堂互動內容，讓學生來建構屬于自己的知識“串燒”圖。

圖3 水知識的“串燒”圖

3.增加“旁白”，靈活考查

教師利用概念圖或者知識“串燒”圖，將學生未掌握的知識點，針對性的聯系其他相關知識點，在復習過程中適時引入問題，引導學生回顧知識。例如對于滲透作用，可以讓學生回顧發生滲透作用的條件，成熟植物細胞原生質層的構成及作用；對于水鹽平衡調節，可以回顧下丘腦的作用，下丘腦分泌的激素，抗利尿激素的合成、分泌和釋放位點的區別及其生理作用、靶器官。總之，根據學生平時測評所體現的不足，具體化地增加所要引入的知識點。

三、拓展學科知識，破解認識誤區

1.認識誤區一：高濃度溶液吸水平衡后濃度低于失水的低濃度溶液

滲透壓的大小取決于水溶液中的溶質顆粒對水分子的吸引力大小，溶質顆粒數目越多，吸引力越大，滲透壓也就越大，即溶液濃度越大，滲透壓越大。在圖1滲透吸水裝置中，吸水平衡后產生高度差h的S2中的溶液濃度仍大于失去水分的S1中的溶液濃度，是因為半透膜兩側的勢能處于平衡狀態。純水的勢能為0，溶液的滲透勢為負值，即溶液濃度越大，滲透勢能越小。當兩側滲透勢能相等時，，其中1（S1的滲透勢）與2（S2的滲透勢）小于0，h（h高度液面差的重力勢能）大于0，可得，因為溶液濃度與滲透勢呈負相關，即，故S1的濃度仍小于S2的濃度。

通過以上內容的解析，讓學生聯系物理上勢能平衡的原理，從根本上理解滲透現象的本質，遇到問題可靈活運用已有的經驗解決。

2.認識誤區二：缺水影響光合作用是因為缺少反應物水

在高等植物中蒸騰作用需要消耗大量的水，植物吸收的水大部分通過蒸騰作用進入大氣中，光合作用所利用的水占比例極少。缺水主要影響植物葉片氣孔的開合，氣孔關閉后CO2的吸收量會大大減少，進而影響光合作用的速率。故缺水主要是通過影響CO2的吸收影響光合作用速率，而不是由于該反應中缺少了反應物水。

3.認識誤區三：在光反應中水是反應物，在暗反應中水是生成物

水作為反應物參與光反應過程，此時它是[H]和O2的元素來源。水還作為反應物參與暗反應過程，每固定1分子CO2需要2分子水參與反應。光合作用中水產生于光反應過程中的光合磷酸化，即ATP的合成過程。由此可知，水并不是暗反應的產物，而是光反應的產物。