物質(zhì)跨膜運(yùn)輸圖形題的解答技巧

劉文程

(黑龍江省大慶市第二十三中學(xué))

物質(zhì)跨膜運(yùn)輸是高考考查內(nèi)容,在復(fù)習(xí)時(shí),采用巧妙的方式把知識(shí)傳遞清楚,把科學(xué)思維滲透給學(xué)生,是教學(xué)的重點(diǎn)。筆者對(duì)教學(xué)過程進(jìn)行創(chuàng)新,提出了物質(zhì)跨膜運(yùn)輸圖形題的3種解答技巧,提高課堂效率,為高三一輪復(fù)習(xí)奠定了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。

一、構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)

人教版新教材進(jìn)行了內(nèi)容順序調(diào)整、重編,變動(dòng)較大。首先繪制物質(zhì)跨膜運(yùn)輸知識(shí)網(wǎng)絡(luò)圖,作為知識(shí)儲(chǔ)備,如圖1。

圖1

二、解題點(diǎn)剖析

學(xué)生對(duì)宏觀現(xiàn)象有很好的感性認(rèn)識(shí),但對(duì)微觀、抽象的過程缺少理性認(rèn)識(shí),需要教師選擇恰當(dāng)?shù)膶?shí)例進(jìn)行說明和引領(lǐng)。學(xué)習(xí)過程中,很多學(xué)生會(huì)出現(xiàn)思維定式,不能將知識(shí)進(jìn)行深層次的拓展、挖掘。因此,教師要選擇恰當(dāng)?shù)慕忸}技巧,在闡述生命觀念的同時(shí),滲透科學(xué)思維,完成“實(shí)踐—認(rèn)識(shí)—實(shí)踐”過程,體現(xiàn)出學(xué)生為主體的教學(xué)理念。

筆者對(duì)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸圖形題的解題點(diǎn)歸納如表。

圖形分析直線法圖2 圖3圖2呈直線,隨自變量細(xì)胞外濃度增大,運(yùn)輸速率也增大,且不受能量、轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的限制,判斷是自由擴(kuò)散。圖3呈直線,運(yùn)輸速率不隨著自變量細(xì)胞能量供應(yīng)的增加而變化,說明物質(zhì)運(yùn)輸是不耗能的,判斷是自由擴(kuò)散。多數(shù)情況下,曲線為直線的圖示表示自由擴(kuò)散(在特殊情況下,直線也可表示協(xié)助擴(kuò)散或主動(dòng)運(yùn)輸,運(yùn)輸受到載體蛋白數(shù)量、能量供應(yīng)的限制)。耗能法圖4 圖5圖4非直線,有最大運(yùn)輸速率,說明運(yùn)輸速率可能受到轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白數(shù)量或能量等因素的限制,所以不是自由擴(kuò)散,很可能是協(xié)助擴(kuò)散或主動(dòng)運(yùn)輸。如不耗能,圖4表示協(xié)助擴(kuò)散;如耗能,則表示主動(dòng)運(yùn)輸。圖5非直線,初步判斷不是自由擴(kuò)散。在一定范圍內(nèi),隨著能量的供應(yīng),運(yùn)輸速率增大,說明該物質(zhì)的運(yùn)輸是耗能的,當(dāng)能量供應(yīng)充足的時(shí)候,運(yùn)輸速率不再增加,可能受到轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白數(shù)量的限制,故圖5表示主動(dòng)運(yùn)輸。濃度差法圖6圖6非直線,初步判斷不是自由擴(kuò)散。在運(yùn)輸過程中,細(xì)胞外濃度始終保持相對(duì)穩(wěn)定。開始時(shí),細(xì)胞外濃度大于細(xì)胞內(nèi),隨著時(shí)間的推移,細(xì)胞外的物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞內(nèi),達(dá)到膜內(nèi)外濃度相等,隨后細(xì)胞外的物質(zhì)繼續(xù)進(jìn)入細(xì)胞內(nèi),導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)濃度大于細(xì)胞外,物質(zhì)此時(shí)仍然會(huì)發(fā)生逆濃度梯度運(yùn)輸,所以圖6可表示主動(dòng)運(yùn)輸。

三、典型例題應(yīng)用

例1.(改編題)圖7表示土壤溶液中K+進(jìn)入植物根細(xì)胞的過程中,細(xì)胞內(nèi)K+濃度隨時(shí)間變化的情況,回答問題:

圖7

(1)在bc段時(shí)K+的跨膜運(yùn)輸方式是。

(2)c點(diǎn)和之后細(xì)胞內(nèi)K+濃度達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定,限制運(yùn)輸?shù)囊蛩厥恰?/p>

答案：(1)主動(dòng)運(yùn)輸 (2)載體蛋白的數(shù)量和能量供應(yīng)

例2.(改編題)圖8、圖9中能正確表示水稻細(xì)胞在不同O2濃度下,K+吸收量變化的是圖________。

圖8

答案：9

解析：K+的吸收方式不是自由擴(kuò)散。圖8和圖9表示隨O2濃度的增加,K+吸收量先增大后相對(duì)穩(wěn)定,唯一差異是圖8從原點(diǎn)出發(fā),圖9從Y軸正半軸某一正值出發(fā)。欲要判斷哪幅圖符合要求,可選擇“耗能法”,當(dāng)O2濃度為0時(shí),細(xì)胞可通過無氧呼吸產(chǎn)生能量,供給K+的吸收,因此K+吸收量變化應(yīng)用圖9表示。

例3.圖10表示植物根細(xì)胞在一定時(shí)間內(nèi)吸收K+與某些條件之間的關(guān)系。縱坐標(biāo)表示吸收的速率,橫坐標(biāo)表示某個(gè)條件,假定其他條件均為理想狀態(tài),則a、b、c三幅圖的橫坐標(biāo)分別表示的是

a

b

c圖10

( )

A.載體數(shù)量、氧氣濃度、光照條件

B.溫度變化、載體數(shù)量、氧氣濃度

C.光照條件、氧氣濃度、溫度變化

D.氧氣濃度、光照條件、載體數(shù)量

答案：D

解析：K+的吸收方式不屬于自由擴(kuò)散,圖a中影響運(yùn)輸速率的因素可能是氧氣濃度、溫度、載體蛋白數(shù)量。b是直線,吸收速率不隨著橫坐標(biāo)的變化而變化,說明是前述因素之外的其他因素,這些因素對(duì)K+的吸收速率沒有影響,可能是光照條件。c曲線表示K+的運(yùn)輸速率隨著橫坐標(biāo)的增加而增加,推測(cè)是載體蛋白數(shù)量或能量的供應(yīng)等影響因素。

例4.(改編題)圖11中①～⑥表示物質(zhì)跨膜運(yùn)輸過程中物質(zhì)運(yùn)輸速率與影響因素之間的關(guān)系圖,請(qǐng)根據(jù)圖形回答問題:

⑥圖11

(1)能表示自由擴(kuò)散的跨膜運(yùn)輸方式的是圖________;甘油、乙醇、苯的運(yùn)輸速率可用________圖來描繪;圖④達(dá)到最大運(yùn)輸速率之后受到________因素的限制。

(2)哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞吸收葡萄糖,可用圖________表示;植物根細(xì)胞通過主動(dòng)運(yùn)輸吸收無機(jī)鹽,可用圖________表示。

①

②

③

⑤

答案：(1)①③⑤ ①③⑤ 載體數(shù)量

(2)②③⑥ ④⑥

解析：觀察曲線②④⑥不是直線,可知②④⑥不能表示自由擴(kuò)散,但能表示協(xié)助擴(kuò)散或主動(dòng)運(yùn)輸。圖①中運(yùn)輸速率隨著細(xì)胞內(nèi)外物質(zhì)濃度差的增大而增大,不受限制,因此圖①表示自由擴(kuò)散;圖②中運(yùn)輸速率隨著細(xì)胞內(nèi)外物質(zhì)濃度差的增大而增大,隨后達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定,說明此時(shí)受到一些因素的限制,圖②可能受到載體數(shù)量或能量制約,表示協(xié)助擴(kuò)散或主動(dòng)運(yùn)輸;圖③中運(yùn)輸速率不隨著能量的增加而變化,說明與能量無關(guān),表示被動(dòng)運(yùn)輸(自由擴(kuò)散或協(xié)助擴(kuò)散);圖④中在一定能量范圍內(nèi),隨著能量增加,運(yùn)輸速率增大,超過一定能量范圍,運(yùn)輸速率保持相對(duì)穩(wěn)定,說明此時(shí)運(yùn)輸速率受到載體蛋白數(shù)量的限制,表示主動(dòng)運(yùn)輸;圖⑤中運(yùn)輸速率不隨載體數(shù)量增加而變化,說明與載體數(shù)量無關(guān),故圖⑤表示自由擴(kuò)散;圖⑥中運(yùn)輸速率在一定范圍內(nèi),隨著載體數(shù)量增加而增加,超過一定范圍后,達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定,說明載體數(shù)量影響運(yùn)輸,故圖⑥表示協(xié)助擴(kuò)散或主動(dòng)運(yùn)輸。

一輪復(fù)習(xí)選擇習(xí)題的難度要適中,因?yàn)檫M(jìn)入一輪復(fù)習(xí),學(xué)生對(duì)學(xué)過的知識(shí)會(huì)有很多遺忘,需要重新“撿起”,反復(fù)打磨知識(shí),才能做到融會(huì)貫通。因此題干的信息量不要太大,知識(shí)面不要太廣,但質(zhì)量必須要高,保證學(xué)生能運(yùn)用知識(shí)容易解答問題即可。