□江油市第一中学张莉
细胞通过细胞膜与外界环境进行物质交换,是细胞生存的一个最基本的要素。在汪堃仁院士主编的《细胞生物学》一书中指出,“膜的研究是当前细胞学和分子生物学的主要课题之一”。因而,高中阶段研究物质通过细胞膜进出细胞就有了很重要的意义。同时,在高考的指导性文件“考试说明”中,对“物质出入细胞的方式”能力要求为Ⅱ级,从中不难看出,“物质的跨膜运输”在高考中也占据重要的位置。
高考试卷尤其是课标卷作为一个权威性、指导性、引领性的资源,它为科学研究的介绍、科学研究成果的展示提供了一个很好的平台。为了体现膜研究的重要性和对膜研究的重要成果的展示,从2013年至今的课标卷中都有以“物质的跨膜运输”为考点的试题呈现。
一、高考试题考查方向(一)对概念的理解
物质跨膜运输方式有两个主要方面:一是小分子物质进出细胞的方式自由扩散、协助扩散、主动运输;二是大分子物质进出细胞的胞吞和胞吐。自由扩散是指水分子、气体分子、甘油、苯、乙醇等物质能够自由地通过细胞膜的磷脂双分子层,顺浓度梯度以简单的扩散作用进出细胞。协助扩散是指一些离子、葡萄糖等不能自由通过细胞膜物质,需要借助膜上一些特殊蛋白质顺浓度梯度
的扩散。
主动运输是不能自由通过细胞膜的一些物质需要借助载体蛋白和能量实现逆浓度梯度运输。
三者从概念上来分析其中区别主要在于“运输方向与浓度的关系”“是否需要载体和能量”,在这些方面的考查是一个常见命题的思路。
(二)难度提升的学科内知识的综合考查物质进出细胞在高中教材中涉及面比较大,必修一、必修三都有不少内容与此有关。因而在设计试题的时候综合性比较强。同时课标卷试题设计信息来源不仅有教材正文所涉及知识点,还有一些来自教材的旁栏内容。
(三)常见物质运输方式的记忆
必修一旁栏相关信息栏目指出:除水、氧气、二氧化碳等外,甘油、乙醇、苯等物质也可以通过自由扩散进出细胞。2014课标Ⅰ第1题“C.甘油是极性分子,所以不能以自由扩散的方式通过细胞膜”、2016课标Ⅲ第3题“B.肾小管通过主动运输吸收水的过程受抗利尿激素的调节”这些选项的设置都是基于简单的记忆。
二、课标卷试题的设置有利于统一认知在过去的一些时间内对于“大分子物质以胞吞、胞吐的方式进出细胞是否属于物质的跨膜运输”有很大的争议。不少高中教师
都认为胞吞、胞吐不属于物质的跨膜运输。那么胞吞和胞吐究竟属不属于跨膜运输?
课标卷试题对这一争论作了一个判断,统一了认知:胞吞、胞吐属于物质的跨膜运输。
例1:2016课标卷Ⅰ31.(9分)
病毒甲通过呼吸道感染动物乙后,可引起乙的B淋巴细胞破裂、T淋巴细胞功能丧失,导致其患肿瘤病,患病动物更易被其他病原体感染。给新生的乙个体接种甲疫苗可预防该肿瘤病。回答下列问题:
(3)免疫细胞行使免疫功能时,会涉及到胞吞和胞吐这两种物质跨膜运输方式,这两种方式的共同点有(答出两点即可)。
答案:(3)能运输生物大分子等;运输过程中形成囊泡;需要消耗能量(答出两点即可)
例2:(2016课标Ⅱ)30.(9分)
乙酰胆碱可作为兴奋性神经递质,其合成与释放见示意图。据图回答问题:
(2)当兴奋传到神经末梢时,图中突触小泡内的A-C通过这一跨膜运输方式释放到,再到达突触后膜。
【答案】(2)胞吐突触间隙
以上两个试题中都明确提出“胞吞、胞吐这两种物质跨膜运输方式”,利用高考试题的规范性、权威性明确了胞吞、胞吐属于物质的跨膜运输。
三、物质跨膜运输延续考查可能性的猜想
在“物质跨膜运输知识点在课标卷中的分布情况表”中可以看出,近些年来该考点每年都有考查。那么以后还会不会继续考查呢?就笔者个人认为,该知识点还会继续考查,理由如下:
(一)、物质的跨膜运输在高中教材中起一个桥梁的关键作用,能够将更多知识点进行串联形成一个较复杂的网络。如“人和高等动物内环境稳态的维持”“神经调节中动作电位、静息电位产生的原理”“植物的渗透作用原理”等内容均与物质的跨膜运输有紧密的联系。
(二)、有关膜研究的前沿知识在不断的更新,如人教版高中生物必修一中,科学前沿介绍了有关通道蛋白研究获得诺贝尔化学奖的报道,其中重点介绍了水通道蛋白和离子通道蛋白,这一方面的知识在高考中还没有较多的体现。
(三)、基于现代医学研究应用方面的考查。如囊性纤维病病理的研究、人工透析膜的应用、免疫防御清除功能的研究、农业生产中关于施肥浇水等方面的研究工作,都涉及到物质的跨膜运输。
综上所述,“物质的跨膜运输”这一知识点考查在高考试题中仍将继续进行,课标卷依然会利用它的权威性强、可信性高、导向性准的特点,对高中生物教师在这一知识点上的深入分析和研究提供一个方向。
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