物质跨膜运输的实例
物质跨膜运输的实例范文第1篇
《物质跨膜运输的实例》一课的教学设计采用了抛锚式教学模式。
1.设计“锚”
学生在初中做过类似的实验：萝卜泡在盐水中会软缩，泡在清水中的青菜会更加硬挺。学生也有这样的生活经验：糖拌的西红柿会渗水出来，对农作物施肥过多植物会萎蔫。这些生活中的实例对本节内容学习有一定的帮助。因此，开始上课时，通过这些例子，引出本节课的“锚”――“水是如何进行跨膜运输的呢”？
2.围绕“锚”组织教学
围绕“锚”，我将本节课有关知识设计成如下“问题化知识链”：
什么是渗透作用？渗透装置有哪些条件？水分的运输方向是怎样的？动物细胞的细胞膜是否是半透膜？动物细胞是否可以发生渗透作用？动物细胞发生渗透作用的现象是怎样的？成熟的植物细胞的原生质层是否是半透膜？成熟的植物细胞是否可以发生渗透作用？成熟的植物细胞发生渗透作用的现象是怎样的？
利用问题化知识链结合直观教学、演示实验、自学讨论、PPT展示及自主探究等方法组织教学。
3.引导学生自主学习和协作学习
本节课设计的问题链实际上聚焦了3个核心问题，在课堂教学过程中我采用演示实验、动画演示、自主探究、分组讨论等方法发挥学生的主体作用，解决本节课的“锚”。
3.1渗透装置有哪些条件？
请四位学生提前进行渗透试验，观察现象并在课堂上给全班介绍实验现象。
授后实录1：4位同学利用课前20分钟预先开始做渗透试验，开始上课时，漏斗内液面上升约8厘米，实验代表简单介绍实验方法和现象。不足之处在于漏斗管很细，较远的同学看不清楚液面变化现象，可通过拍摄图片或视频在投影上播放改进。
根据实验提出以下问题，进行讨论：
（1）漏斗内的液面为什么会升高？
（2）如果用一层纱布代替玻璃纸，漏斗内的液面还会升高吗？
（3）如果烧杯中不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶液，结果会怎样？
（4）水分子的运输方向是怎样的？
设计意图：通过问题讨论，总结出满足渗透装置的两个条件：有半透膜和膜两侧溶液有浓度差。
授后实录2：学生讨论热烈，大多数同学能接受渗透装置的两个条件：有半透膜和膜两侧溶液有浓度差。但是部分同学对于水分子运输趋势是从低浓度向高浓度不理解，建议先引导学生理解水从相对多的一侧向水相对少的一侧运输，结合溶液中水一般为溶剂，再让学生接受水分子总体是从低浓度向高浓度运输的观点。
请同学们课外思考：已知一瓶蔗糖溶液浓度30%，一瓶蔗糖溶液浓度10%，但浓度标签已丢失，我们有什么方法判断这两瓶蔗糖溶液的浓度呢？
设计意图：鼓励有能力的学生在课后活学活用渗透原理解决实际问题。
授后实录3：很多学生在作业中简单绘制了实验装置，准确表示出了利用渗透原理解决这个问题。
3.2动物细胞可以发生渗透作用吗？
回顾细胞膜获取实验，结合教材插图分析实验现象：
思考讨论：
（1）红细胞内血红蛋白等有机物能否透过细胞膜？
（2）红细胞细胞膜是否相当于刚才所说的半透膜？
（3）红细胞什么时候吸水？什么时候失水？
（4）红细胞膜吸水或失水的多少取决于什么条件？
授后实录4：学生以前曾学习过红细胞在不同浓度外界溶液中发生的形态变化，故对问题的回答都很准确。学生很顺利地得出动物细胞满足渗透装置的两个条件，可以渗透吸水或失水的结论。
3.3植物细胞可以发生渗透作用吗？
结合下图认识成熟植物活细胞的结构。
回忆：细胞壁的特点是什么？
看图：原生质层包括哪些结构？
根据植物细胞的结构特点和生活常识你能提出什么问题？
授后实录5：教师列举了一些生活中的常见现象，引导学生提出问题。学生甲问：植物细胞是不是一个渗透装置？学生乙问：原生质层是不是一个半透膜？学生丙问：植物细胞在不同浓度的外界溶液中会像动物细胞一样膨胀或皱缩吗？
请同学们根据自己提出的问题进行探究。
设计意图：让学生掌握探究实验的基本方法：提出问题做出假设设计实验进行实验观察现象并分析得出结论。另外也通过本实验探究出植物细胞也是渗透装置。
授后实录6：在教师提供实验仪器材料的基础上，学生在参看教材中实验的基础上设计实验，但是部分学生对显微镜使用不熟练，实验时间较长，导致细胞死亡，从而未看见植物细胞的质壁分离复原现象。因此在后面教师出示了一段清晰的实验现象视频，便于学生理解。
根据实验现象思考：
（1）实验能否说明原生质层是一个半透膜？
（2）细胞什么时候吸水，什么时候失水？
（3）假如细胞壁也是半透膜，那么实验结果会有什么不同？
（4）如果没有细胞壁，那么实验结果会有什么不同？
根据实验你能得出什么结论：
授后实录7：通过小问题的分析，学生基本接受了原生质层相当于半透膜，当外界溶液浓度高于或低于细胞液浓度时发生渗透失水或吸水。另外，由于细胞壁的存在，细胞发生特殊的现象：质壁分离或复原现象。
4.消解“锚”
学生根据实验现象及对问题的热烈探讨，解决了本节课的“锚”：动物细胞和成熟植物细胞都是渗透装置，都能发生渗透吸水或失水。
5.效果评价
每个人都期望被赞美、希望获得积极的评价，学生亦如此。以往学生获得的评价一般来自于教师，但笔者认为积极的评价可以来自于不同的主体。自我和他人都可以作为评价的主体，教学活动中的他人可以是老师，也可以是共同参与学习的其他学生。抛锚式教学可以通过对学生进行积极的评价，引导学生独立思考、勇于实践，提高学生的综合素质。
5.1师评实录：
（1）红细胞在不同溶液中发生不同现象的原因分析非常到位，对动物细胞膜的特性总结非常准确，非常棒。
（2）能在实验基础上想到如果换更高浓度的蔗糖溶液，现象就会更显著，很了不起。建议课后用实验来试一试，看看现象是怎样的？
5.2生生互评实录：
（1）某某的生物知识真丰富，植物细胞的结构及特点讲得头头是道，看来我要向他学习，多看看书了。
（2）某某说用紫色洋葱表皮细胞做实验，我觉得用无色的表皮做也可以，只要外界溶液用有色的就可以了，我们的方法有异曲同工之妙。
5.3学生自评实录：
物质跨膜运输的实例范文第2篇
【教学目标】
1．掌握主动运输的特点和实例。
2．掌握主动运输的特点和实例。
3.了解物质跨膜运输的方式与细胞膜结构之间的关系。
【教学重难点】
1．重点：
主动运输的特点和实例。
2．难点：
胞吞、胞吐过程的特点和意义。
【教学过程】
一、教学策略：
采用讲授与讨论相结合的方法，基本思路可以确定为：展示现象提出问题解释原理总结概念。
列举物质逆浓度梯度跨膜运输的现象，提出这些物质为什么能够逆浓度梯度运输的问题，进行解释，总结主动运输的概念（被动运输的概念也可在此对比总结），说明主动运输的意义。最后可让学生列表总结不同运输方式的特点。
二、教学中还应注意以下几点：
1．注意培养学生提出问题的能力，比如“问题探讨”中第3道讨论题，应该充分重视。第1节“被动运输”中已说明离子和小分子有机物能通过协助扩散顺浓度梯度运输，而本节“问题探讨”中的现象表明碘离子是逆浓度梯度进行跨膜运输的，学生可以就此提出问题。
2．可以采用比喻或类比的方法，以便于学生理解，如“逆水行舟”等。
3．注意联系社会实际，让学生通过搜集资料，了解与物质跨膜运输有关的疾病的研究进展，理解变形虫通过胞吞和胞吐过程的生活史，强化学生的个人卫生观念。
4.引导学生比较和总结三种物质运输方式的异同，进一步获得提升。
二、答案和提示
（一）问题探讨
1．可以看出，甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘不可能是通过被动运输实现的，被动运输的重要特征之一是顺浓度梯度运输。
2．提示：和逆水行舟一样，甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘需要细胞提供能量，来克服逆浓度梯度导致的浓度差。
3．提示：这种逆浓度梯度的主动运输并不是特例，它具有一定普遍性，因为某些特殊的细胞环境需要富集特定的物质。
（二）思考与讨论
1．胞吞、胞吐过程的实现不仅需要膜上蛋白质的参与，更离不开膜上磷脂双分子层的流动性，这些都与生物膜结构的特性有关。
2．附着在内质网上的核糖体合成的蛋白质主要为分泌蛋白，分泌蛋白需要通过内质网膜进入内质网腔，再穿过细胞膜在细胞外发挥作用，需要都有胞吞和胞吐过程参与运输。
（三）技能训练
1．和是通过主动运输进入细胞的。
2．和是通过主动运输排出细胞的。
3．提示：因为以上四种离子细胞膜内外的浓度差较大，细胞只有通过主动运输才能维持这种状况。
三、参考资料
1．生物膜对小分子的转运
细胞膜是细胞内与细胞所处环境之间进行物质交换的通透性屏障，物质进出细胞必须通过细胞膜。物质跨膜运输的方式与物质的大小及性质有着直接的关系。气体分子和小的脂溶性分子可直接穿过细胞膜完成运输，带电离子或大一些的分子需经由离子通道或载体蛋白协助进行运输。
这类蛋白在细胞膜上形成特定的孔道，并且这种孔道的开与关是可调控的。控制开关的机制之一是胞外的信号分子通过与通道蛋白的结合，改变这些蛋白的构象，使通道打开或关闭。这种通道称为配体门通道。另一种控制方式是细胞内或细胞外特定离子的浓度发生变化而导致膜电位变化，而膜电位的变化又导致通道蛋白构象变化，由此来控制通道的开关，此类通道称为电位门通道。例如，当胞液中游离的浓度增加时，一些的通道打开。通道开放的时间是非常短的，常常只有几毫秒，被运输的物质顺浓度梯度迅速穿过通道。不同通道常形成一个完整的系统，相互间协调，共同产生某一效应。
载体蛋白位于细胞膜上，它能与特定的分子和离子，如糖类、氨基酸，或金属离子等结合，将这些分子或离子从膜的一侧转运到另一侧。载体蛋白具有高度的特异性，一种载体蛋白通常只能转运一类分子或离子。载体蛋白与分子或离子的结合是可逆的，即它转运到一侧后，就会与所运载的分子或离子分离。载体蛋白的转运效率与分子在膜两侧的浓度梯度的大小有关。在协助扩散过程中，载体蛋白将物质从膜的一侧运输到膜的另一侧，不需要细胞提供代谢能量，因为物质是顺着浓度梯度进行运输的。例如，哺乳动物肝细胞上的葡萄糖载体，是一种横跨膜的蛋白，这种蛋白有两种构象，一种构象是载体的葡萄糖结合点面向细胞膜外侧，另一种构象是结合点面向细胞膜的内侧。这种蛋白可将葡萄糖通过膜向细胞内外两个方向运输。究竟向哪个方向运输，决定于物质在膜两侧的浓度。
2．生物膜对大分子的转运
大分子物质，如蛋白质、多核苷酸、多糖、胆固醇与脂蛋白形成的颗粒等，很难直接穿过细胞膜。这些物质通过与膜上某种蛋白的特异亲和力而附着于膜上，这部分细胞膜内陷形成小囊，将附着物包在里面，然后分离下来形成小囊泡进入细胞内部。这个过程称为内吞作用。吞噬泡或吞饮泡一般与细胞质内的溶酶体融合，逐步将吞进的物质消化分解。
与内吞作用相反，有些物质通过形成囊泡从细胞内部逐步移至细胞表面，囊泡的膜与细胞膜融合，将物质排出细胞。这个过程称外排作用。
内吞作用与外排作用属于主动运输，因为它们与其他主动运输一样，也需要能量供应。有实验证明，如果氧化磷酸化被抑制，巨噬细胞的吞噬作用就会停止，如果是糖酵解被抑制则无阻碍作用。内吞与外排作用的一个重要特征，是细胞摄入的或分泌的大分子被收入在小囊泡中，而不与细胞中其他大分子或细胞器混合。小囊泡快速地大规模地形成和融合，是所有真核细胞的特征之一。
物质跨膜运输的实例范文第3篇
关键词：高中生物问题教学
“问题式”教学法是以问题的设计、提出和解决为核心的课堂教学方式。本文以高中生物必修I《物质跨膜运输的方式》一节为例，谈谈实施“问题式”教学法的体会。
1教学流程
1.1创设情境，设疑导入
上课铃声响后，教师走到学生前，从裤袋里掏出空气清新剂，从讲台左侧喷到讲台右侧。同时联系生活实例：吃饭时间，食堂门口阵阵饭菜的飘香，家里或宿舍阳台上盛放鲜花的沁人心脾的飘香。从而引出“扩散”现象。然后进一步设疑：如果在大家面前有一层塑料薄膜隔开，这些香味还能闻到吗？塑料薄膜换成生物膜，假想是一细胞膜，那么会不会闻到香味？
1.2问题串联，引导学习
课件展示文本P70页《问题探讨》人工的无蛋白质的脂双层膜。【问题①】：什么样的分子能够通过脂双层？什么样的分子不能通过?有了前面的铺垫，再结合图形，学生比较容易回答这个问题。
比较氧气、二氧化碳等气体能够穿过人工膜。【问题②】：那为什么甘油、乙醇、苯也能穿过？该问题可以引导学生得出：它们化学成分与磷脂比较相似，物质具有相似相溶性。从上面的问题导学后，教师通过课件动画展示这些物质通过细胞膜时的情境。
【问题③】：从动画的观察过程中，说明气体和甘油等脂溶性物质通过生物膜有哪些特点？学生可以自己从现象中去总结，动画则将原本肉眼不可见的生理过程变成了可以触摸的现象。据此可以得出被动运输具有从相对含量高的地方向相对含量低的地方运输的特点，同时指出自由扩散的运输方向、动力等。
再次幻灯片展示《问题探讨》的人工合成的无蛋白质的脂双层图。引导学生关注：葡萄糖不能通过无蛋白质的脂双层，但是，【问题④】：小肠上皮细胞能大量吸收葡萄糖，对此该如何解释？通过这个问题得出，葡萄糖要通过生物膜，可能跟蛋白质有关。接着用课件动画展示：红细胞吸收葡萄糖的过程。说明：葡萄糖进入红细胞是通过膜上蛋白质的协助进入细胞的，其运输方向、动力和自由扩散相同，只是运输过程需要载体蛋白质的协助。对于载体蛋白的作用，学生并没有相关知识，可举例：假设有一群人要过河，其中有些人会游泳，有些不会。当然会游泳的人可以自己游泳过河，可是不会游泳的人怎么办呢？可不可以借助一些工具呢？学生会想到“船”。教师就可以指出例子中的船就相当于我们在细胞膜中的载体蛋白，载体蛋白的作用就是协助分子进出细胞。
【问题⑤】：为什么自由扩散和协助扩散被称为被动运输？利用此问题作为过渡，如果是逆相对含量梯度的运输则被称为主动运输。然后课件展示：丽藻细胞液与池水的多种离子浓度比，同时举例：海带细胞中富含碘，但其所在的海水中的碘浓度比海带细胞中的碘浓度低1000倍。学生先形成一个这些离子的运输是逆相对含量梯度的印象。然后要求学生根据前面所学的两种运输方式的示意图，小组讨论提出丽藻细胞中这些离子的进出方式可以怎样设计模型证明这种方式的可行性？课件提供资料：①用人工膜进行实验时，在一般情况下，即使膜两侧具备浓度差，钾离子不能通过人工的磷脂双分子层。如果在这脂质双层膜上，加上少量的缬氨霉素（一种蛋白类抗生素），则钾离子便可以通过，而其他离子不能。②若向细胞膜上注射氰化物（抑制能量ATP的形成），细胞对钾离子的吸收减缓或停止。（让学生讨论后发言表达各自的想法）。接着评价并多媒体动画演示主动运输的过程，引导学生观察，根据所提供的信息总结出主动运输的方向、特点。
【问题⑥】：主动运输普遍存在于动植物和微生物细胞中，对于细胞的生命活动有什么积极意义？引导学生得出主动运输的意义，并可简单理解成：我需要，我选择！课件展示：三种跨膜运输方式的曲线图比较（只给出横纵坐标，然后由学生根据本节课知识自主完成）。根据本问题可以总结出，影响自由扩散的因素是膜两侧存在的浓度差，影响协助扩散的因素是载体和膜两侧存在的浓度差，而影响主动运输的因素有：能量和载体。
【问题⑦】：通过两道练习题，得出载体具有专一性。
1、小肠绒毛上皮细胞易吸收葡萄糖，却难吸收相对分子量比葡萄糖小的木糖，原因是（ ）
A.细胞膜上无木糖载体 B.细胞膜上的磷脂排列紧密
C.木糖的浓度太低 D.木糖的相对分子量太小
2、下图为胡萝卜在不同含氧量情况下在硝酸钾溶液中吸收K＋和NO3―的曲线。影响A、B两点和B、C两点吸收速率不同的因素分别是（）
A.载体数量；能量
B.能量；载体蛋白数量
C.载体数量；离子浓度
D.能量；离子浓度
课件动画回顾分泌蛋白的分泌过程。【问题⑧】：分泌蛋白从细胞内到细胞外，是经过哪种运输方式？然后举例并说明大分子进出细胞的方式是胞吞、胞吐。
1.3课后问题，总结提高。利用本节知识完成《技能训练》①哪种离子通过主动运输进入细胞？②哪种离子通过主动运输排出细胞？③你是如何作出以上判断的？以课后作业形式，让学生给你梳理知识，总结提高知识应用能力。
1.4板书设计，体现知识体系
一、小分子物质的跨膜运输
2教学后记
2.1问题式教学，“问题”是基础。古语云“学起于思，思起于疑”，问题是思维的起点，也是学习的动力源泉。设计有探究价值的问题是“问题式”教学法成功的关键。问题的设计应该要符合高中生的认知规律，要扣紧课程标准，要有一定梯度和高度。
2.2问题式教学，“问题”素材的积累是关键。“问题”素材源于教材，源于生活，源于学生。教师一方面要善于挖掘教材中的问题因子，要多读书，多体验生活，善于积累素材；另一方面要深入了解学生，弄清楚哪些问题是学生明白的，哪些问题是学生不明白的，了解学生的思维习惯，了解学生知识“底子”，才能有针对性设计出“好问题”。
2.3合理利用“问题式”教学法。虽然问题串引导教学有很多优点，但不可忽略其他教学法的作用。正如前苏联教育家巴班斯基所说：“每种教学法按其本质来说都是相对辩证的，它们都既有优点又有缺点，每种方法都可能有效地解决某一些问题，而解决另一些则无效，每种方法都可能有助于达到某种目的，却妨碍达到另一种目的。”将“问题”融入多种教学方法中，才能发挥其最大的作用。
2.4《物质跨膜运输的方式》一节的教学设计，教学过程遵循“指向问题解决的教与学”的思路，符合普通高中新课程的教学理念。实施“问题式”的教学法，旨在以问题引导学生学习与交流，不断提高学生分析问题和解决问题的能力。本节课较为合理地利用了“问题式”教学法，问题设置有层次，也有递进；同时将“问题式”教学法和多媒体教学法、讨论式教学法，进行了合理融合。但是，教学过程中也体现出了一些不足，比如问题的深度还需要进一步挖掘、学生参与较少等等。
参考文献：
[1]刘晃林.高中生物教学中问题设计模式研究.湘潭师范学院学报（自然科学版），2007年，第4期，188～189.
物质跨膜运输的实例范文第4篇
一、原核细胞和真核细胞的比较
考例分析
例1 （2014年北京卷）蓝细菌（蓝藻）与酵母菌的相同之处是（ ）
A.都有拟核
B.均能进行有氧呼吸
C.都有线粒体
D.均能进行光合作用
【解析】蓝藻属于原核生物，无核膜包被的细胞核，除核糖体外，没有其他细胞器，能进行光合作用，能进行有氧呼吸；酵母菌属于单细胞真菌，有成形的细胞核，含有多种细胞器，能进行有氧呼吸，不能进行光合作用，故B项正确。
【答案】B
【总结归纳】
特别提醒
支原体是最小的没有细胞壁的原核生物，不用于基因工程的受体细胞。
方法技巧
①细菌的界定：细菌的名称中有表示形状的修饰词，如大肠杆菌、霍乱弧菌、肺炎双球菌等，乳酸菌和醋酸菌是乳酸杆菌和醋酸杆菌的简称。
②霉菌的界定：称霉菌的不一定都是真核生物，如链霉菌是原核生物，毛霉、根霉和曲霉是真核生物。
③藻的界定：只有蓝藻类（颤藻、蓝球藻、念珠藻和发菜）是原核生物，其余的是真核生物。
④巧记常考的生物：原核生物“一支细线找蓝藻”，真核的藻菌“一团酵母发霉了”，原生生物（即单细胞动物和植物）是真核生物。
二、细胞膜的结构和功能
（一）细胞膜的制备
1.选材：哺乳动物成熟的红细胞。因为这类细胞没有细胞壁、细胞核和众多的细胞器。
2.原理：利用渗透作用原理，将红细胞置于蒸馏水中使之吸水涨破，细胞膜和细胞内容物分离，从而得到细胞膜。
3.过程：选材制片观察滴水观察结果。
考例分析
例2 科学家在制备较纯净的细胞膜时，一般不选用植物细胞，其原因是（ ）
①光学显微镜下观察植物细胞，看不到细胞膜 ②植物细胞的细胞膜较薄 ③植物细胞有细胞壁，提取细胞膜的过程比较烦琐 ④植物细胞内有其他膜结构干扰
A.①④ B.②③
C.②④D.③④
【解析】制备细胞膜，选材至关重要。选材时，首先要考虑制备的简便与否，植物细胞因为细胞膜外还有细胞壁，所以制备比较烦琐；然后要考虑细胞中是否含有其他细胞器膜，植物细胞中含有多种膜结构，不宜作为制备细胞膜的材料。
【答案】D
（二）细胞膜的成分
主要是磷脂和蛋白质及少量糖类，动物细胞膜中还有胆固醇，故其元素组成一定有C、H、O、N、P等。
（三）细胞膜的结构：流动镶嵌模型
1.外表面：有由蛋白质和糖类结合成的糖蛋白或由糖类和脂质分子结合成的糖脂，是区分细胞膜内外侧的依据。
2.基本支架：由磷脂双分子层构成。
3.蛋白质：不同程度地嵌插、贯穿或镶在磷脂双分子层上。
4.结构特点：具有流动性，因为组成细胞膜的磷脂和蛋白质分子大都是可以运动的。
考例分析
例3 如右图所示为细胞膜的亚显微结构模式图，下列有关叙述错误的是（ ）
A.①表示细胞膜外表面有些糖分子与膜蛋白结合为糖蛋白
B.②和③大多是运动的，它是细胞膜实现其功能的前提
C.③构成细胞膜的基本支架，与物质进出无关
D.细胞膜为细胞的生命活动提供相对稳定的内部环境
【解析】此题主要考查细胞膜的组成成分及其相应功能。图中①为多糖与蛋白质结合而成的糖蛋白，与细胞识别有关，参与细胞间的信息传递。②代表细胞膜中的蛋白质分子，它们可镶在膜的表层或嵌插、贯穿于磷脂双分子层中，大多是运动的。③是磷脂双分子层，是构成细胞膜的基本支架，脂溶性物质容易进入细胞与细胞膜的脂质成分――磷脂分子密切相关。细胞膜使每个细胞与周围环境隔离开，维持着相对稳定的内部环境，保证了细胞内各项生命活动的顺利进行。
【答案】C
方法技巧
①体现流动性的实例有细胞融合、受精作用、变形虫运动、细胞分裂、胞吞和胞吐等。
②注意糖蛋白和磷脂分子是物质名称，而糖被和磷脂双分子层是结构名称。
（四）细胞膜的功能
1.将细胞与外界环境分隔开，保障细胞内部环境的相对稳定。
2.控制物质进出细胞。
考例分析
例4 下图是植物根从土壤中吸收某矿质离子的示意图。据图判断，该离子跨膜进入根毛细胞的方式为（ ）
A.自由扩散 B.协助扩散
C.主动运输D.被动运输
【解析】仔细分析该物质跨膜运输的图例可得，该物质运输是由低浓度到高浓度，不仅需载体协助，还消耗能量，故为主动运输。
【答案】C
例5 图中曲线a、b表示物质跨（穿）膜运输的两种方式，下列表述正确的是（ ）
A.脂溶性小分子物质不能通过方式a运输
B.与方式a有关的载体蛋白覆盖于细胞膜表面
C.方式b的最大转运速率与载体蛋白数量有关
D.抑制细胞呼吸对方式a和b的转运速率均有影响
【解析】从图像中“被转运分子的浓度”与“转运速率”成正比看，a曲线应表示自由扩散；从图像中“被转运分子的浓度”与“转运速率”先成正相关增长，但当“被转运分子的浓度”达到一定量后“转运速率”不再增加看，b曲线表示协助扩散或主动运输。脂溶性小分子物质通过自由扩散跨（穿）膜运输，故A项错误。由于a曲线表示自由扩散，自由扩散中没有载体的参与，故B项错误。自由扩散和协助扩散都不消耗能量，故D项错误。协助扩散和主动运输与载体有关，在浓度足够大的情况下，载体蛋白数量的多少决定某物质的最大转运速率，故C项正确。
【答案】C
【总结归纳】（1）被动运输和主动运输的比较：
特别提醒
产生和维持静息电位时的钾离子外流，产生兴奋时的钠离子内流，都是借助离子通道（相当于载体）顺浓度梯度进行的，所以其跨膜运输方式是协助扩散。
（2）胞吞与胞吐的比较：
（3）功能特性：选择透过性，取决于细胞膜上载体的种类和数目。
3.进行细胞间的信息交流。
考例分析
例6 （2014年福建卷）细胞的膜蛋白具有物质运输、信息传递、免疫识别等重要生理功能。下列图示中，可正确示意不同细胞的膜蛋白及其相应功能的是（ ）
【解析】血红蛋白存在于红细胞内，不是在细胞膜上，A项错误；抗原对T淋巴细胞来说是信号分子，通过T淋巴细胞膜上的受体来接受，而不是抗体，B项错误；受体具有特异性，胰高血糖素应作用于胰岛B细胞上的胰高血糖素受体，而不是胰岛素的受体，C项错误；骨骼肌作为反射弧中的效应器，骨骼肌细胞上有接受神经递质的受体，同时葡萄糖进入细胞也需要载体协助，D项正确。
【答案】D
【总结归纳】（1）细胞分泌的化学物质，随血液到达全身各处，与靶细胞膜表面的受体结合，将信息传递给靶细胞，如激素调节、神经递质传递信息、体液调节及免疫调节中抗体和淋巴因子的作用等。
（2）相邻两个细胞的细胞膜接触来直接传递信息，如细胞分裂时的接触抑制、精卵细胞的识别与结合以及效应T细胞与靶细胞的密切接触等。
（3）相邻两个细胞间形成通道，携带信息的物质通过通道进入另一个细胞来传递信息，如高等植物细胞间的胞间连丝等。
三、细胞质的结构和功能
细胞质包括细胞器和细胞质基质。
（一）细胞质基质
1.组成：水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸和多种酶等。
2.功能：是细胞代谢的主要场所。
（二）细胞器（六体一网一液泡）
考例分析
例7 有关细胞质基质、线粒体基质和叶绿体基质的叙述正确的是（ ）
A.功能及所含的有机化合物均相同
B.功能及所含的有机化合物均不相同
C.功能相同，所含的有机化合物不同
D.功能不同，所含的有机化合物相同
【解析】线粒体是细胞有氧呼吸的主要场所；叶绿体是植物细胞光合作用的场所，光合作用的暗反应过程就是在叶绿体基质中完成的；细胞质基质包围在各种细胞器外面，是细胞质中除了细胞器以外的液体部分，是细胞中多种代谢活动的场所。据此，把B、D从几个选项中挑选出来再进行比较。生物体每项生理功能的执行都需要特定的场所和一定的物质基础作为保障，三处基质中完成的生理活动不同，主要是与其中所含的酶的种类以及生化反应的底物不同有关。
【答案】B
【总结归纳】
方法技巧
①区别动植物细胞最可靠的依据是有无细胞壁。
②一个细胞不一定同时含有8种细胞器。
4.细胞器的协调配合（以分泌蛋白为例）。
考例分析
例8 （2013年安徽卷）生物膜将真核细胞分隔成不同的区室，使得细胞内能够同时进行多种化学反应，而不会相互干扰。下列叙述正确的是（ ）
A.细胞核是mRNA合成和加工的场所
B.高尔基体是肽链合成和加工的场所
C.线粒体将葡萄糖氧化分解成CO2和H2O
D.溶酶体合成和分泌多种酸性水解酶
【解析】真核细胞的转录有些复杂，在细胞核内DNA首先转录出相应的前体RNA，通过加工成为成熟的mRNA，所以A项正确；核糖体是肽链合成场所，新生肽链首先进入内质网进行初步加工而后以囊泡的形式转移到高尔基体内进一步加工成熟、分类、包装和运输，故B项错误；C项中的线粒体不能直接利用葡萄糖使其分解，以葡萄糖为底物的有氧呼吸过程，葡萄糖在细胞质基质脱氢并产生丙酮酸，丙酮酸进入线粒体内进一步氧化分解成CO2和H2O；D项中溶酶体内确实有多种酸性水解酶，但不是其本身合成，而是来自核糖体合成，经内质网和高尔基体加工后进入溶酶体内，且溶酶体内的酶不能分泌。
【答案】A
【总结归纳】分泌蛋白的合成、加工、分类、包装与运输，是在核糖体、内质网、高尔基体和线粒体的协调配合，以及细胞膜和细胞核的共同作用下完成的，体现了生物膜在结构和功能上的联系，形成了一个统一的整体。
（三）观察植物细胞的质壁分离和复原
考例分析
例9 下列关于植物细胞质壁分离实验的叙述，错误的是（ ）
A.原生质层包括细胞膜、液泡膜以及中间的细胞质，原生质层具有选择透过性
B.用黑藻叶片进行实验时，叶绿体的存在会干扰实验现象的观察
C.在逐渐发生质壁分离的过程中，细胞的吸水能力逐渐增强
D.紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡中有色素，有利于实验现象的观察
【解析】原生质层包括细胞膜、液泡膜以及中间的细胞质，相当于一层膜结构，具有选择透过性，A项正确；用黑藻叶片进行实验时，由于叶片的叶肉细胞中液泡呈无色，所以叶绿体的存在使原生质层呈绿色，有利于实验现象的观察，B项错误；在逐渐发生质壁分离的过程中，细胞不断失水，细胞液浓度不断增大，导致细胞的吸水能力逐渐增强，C项正确；紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡中有色素，呈紫色，有利于实验现象的观察，D项正确。
【答案】B
【总结归纳】1.原理：
（1）植物细胞的原生质层是选择透过性膜，相当于半透膜，细胞外液和细胞液之间存在浓度差，能发生渗透作用；而细胞壁则是全透性的。
（2）原生质层的伸缩性比细胞壁的伸缩性大。
2.选材：选择细胞液有颜色的成熟植物细胞，如紫色洋葱鳞茎叶片外表皮细胞等，便于观察。
3.流程：制片低倍镜观察滴蔗糖溶液引流低倍镜观察变化滴清水引流低倍镜观察。
4.现象：质壁分离时，原生质层收缩，与细胞壁逐渐分离，细胞液颜色加深；质壁分离复原时，原生质层涨大，与细胞壁逐渐靠近而恢复，细胞液颜色变浅。
特别提醒
①注意原生质层与原生质体的区别。
②在实验过程中只有前后的自身对照。
③由于洋葱鳞茎叶外表皮细胞个体较大，所以用低倍镜就可以观察清楚。
方法技巧
①只有成熟的植物细胞可用于该实验，而植物分生区的幼嫩细胞和动物细胞不能作为实验材料。
②以能被细胞主动转运的物质做细胞外液时，可以在发生质壁分离后又自动复原。
③只有活细胞才能发生质壁分离和复原，所以实验时必须保持有水状态。
④通过质壁分离和复原可以解决很多问题，如判断细胞的死活、比较细胞外液和细胞液浓度的大小等。
⑤质壁分离是指原生质层与细胞壁分离，而非细胞质与细胞壁分离。
（四）生物膜系统
考例分析
例10 （2014年江苏卷）生物膜系统在细胞的生命活动中发挥着极其重要的作用。图1～3表示3种生物膜的结构及其所发生的部分生理过程。请回答下列问题：
（1）图1表示的生理过程是，其主要的生理意义在于 。
（2）图2中存在3种信号分子，但只有1种信号分子能与其受体蛋白结合，这说明 ；若与受体蛋白结合的是促甲状腺激素释放激素，那么靶器官是。
（3）图3中ATP参与的主要生理过程是 。
（4）叶肉细胞与人体肝脏细胞都具有图（填图序号）中的膜结构。
（5）图1～3中生物膜的功能不同，从生物膜的组成成分分析，其主要原因是 。
（6）图1～3说明生物膜具有的功能有 （写出3项）。
【解析】（1）通过图1中，2H++1/2O2H2O，并且产生了ATP，可知该生理过程是发生在线粒体内膜上的有氧呼吸第三阶段，合成的ATP为生命活动供能。
（2）一种受体只能与特定的信号分子相结合，说明了受体蛋白具有特异性。促甲状腺激素释放激素作用的靶器官为垂体，促进垂体合成和分泌促甲状腺激素。
（3）图3通过光能合成ATP为光合作用的光反应阶段，合成的ATP用于暗反应中C3的还原。
（4）光合作用是叶肉细胞特有的，有氧呼吸第三阶段和生物膜的信息交流是叶肉细胞和人体肝脏细胞共有的，所以叶肉细胞与肝细胞都有的膜结构是图1、图2。
（5）生物膜主要由蛋白质和磷脂组成，而生物膜主要的功能活动由蛋白质来参与完成，所以生物膜的功能不同是含有的蛋白质不同。
（6）通过图1、图3可看出生物膜具有跨膜运输功能和能量转换功能，图2可以看出生物膜具有信息交流功能。
【答案】（1）有氧呼吸第三阶段 为生命活动供能 （2）受体蛋白具有特异性 垂体 （3）光合作用的暗反应 （4）1和2 （5）含有的蛋白质不同 （6）跨膜运输、信息交流、能量转换等
【总结归纳】1.概念：在细胞中，内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体、溶酶体等细胞器膜和细胞膜、核膜等结构，共同构成生物膜系统。
2.生物膜与生物膜系统的区别：生物膜是指细胞中的各种膜结构，而生物膜系统是各种生物膜在结构和功能上紧密联系，进一步体现了细胞内各种结构之间的协调配合，从而使细胞内的各种生物膜形成统一的整体。
3.作用：（1）细胞膜不仅使细胞具有一个相对稳定的内部环境，同时在细胞与外界环境进行物质运输、能量转换和信息传递的过程中起着决定性作用。（2）许多重要的化学反应都在生物膜上进行，都需要酶参与，广阔的膜面积为多种酶提供了大量的附着位点。（3）细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开，使得细胞内能够同时进行多种化学反应，而不会互相干扰，保证了细胞生命活动高效、有序地进行。
方法技巧
①熟记各种细胞器的结构和功能以及增大膜面积的方式。
②熟记各种物质的跨膜运输方式，各种生物膜上的能量转换以及各种信息传递的方式。
四、细胞核的结构和功能
考例分析
例11 （2014年大纲卷）下列有关细胞核的叙述，错误的是（ ）
A.蛋白质是细胞核中染色质的组成成分
B.细胞核中可进行遗传物质的复制和转录
C.小分子物质可以通过核孔，大分子物质不能
D.有丝分裂过程中存在核膜消失和重新形成的现象
【解析】细胞核中的染色质是由DNA和蛋白质构成的，A项正确；细胞核是遗传物质复制和转录的主要场所，B项正确；原则上分子直径较小的物质可通过核孔，大分子物质如酶或mRNA也能通过核孔，故C项错误；有丝分裂过程中核膜的消失和重建分别发生在分裂前期和末期，D项正确。
【答案】C
例12 （2014年全国新课标卷Ⅰ）回答下列问题：
（1）在观察大蒜根尖细胞有丝分裂的实验中，常用盐酸酒精混合液处理根尖，用龙胆紫溶液染色。实验中，盐酸酒精混合液的作用是；龙胆紫溶液属于性染料，能够使细胞中的着色。
（2）用光学显微镜观察细胞，可以看到细胞核。细胞核的功能可概括为 。
【解析】（1）盐酸酒精混合液是解离液，用于解离过程，解离的作用是使组织中的细胞相互分离开来。龙胆紫溶液用于染色过程，为碱性染料，能使细胞核中的染色体着色。
（2）对细胞核功能较为全面的阐述应该是“细胞核是细胞内遗传物质储存、复制和转录的主要场所，是细胞代谢和遗传的控制中心”。
【答案】（1）使组织中的细胞相互分离 碱 染色体 （2）细胞核是细胞内遗传物质储存、复制和转录的主要场所，是细胞代谢和遗传的控制中心
【总结归纳】（一）细胞核的结构
1.核膜：双层膜，外层膜与内质网相连，外膜外侧附着有大量的酶和核糖体，核膜是真核细胞特有的结构，将核内物质与细胞质分隔开。
2.核孔：是某些大分子物质（如RNA和某些蛋白质）进出细胞核的通道，实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。
3.核仁：与核糖体的形成和某种RNA的合成有关。
4.染色质（体）：是真核细胞DNA的主要载体，主要成分是DNA和蛋白质，易被碱性染料染成深色。染色质和染色体是同一物质在细胞分裂不同时期的两种存在形式。
方法技巧
①一般来说，蛋白质合成旺盛的细胞，核孔和核仁的数目较多。
②在细胞分裂过程中，核膜、核仁和染色体会发生周期性的变化。
③原核细胞、哺乳动物成熟的红细胞和植物的筛管细胞以及处于分裂期的细胞都没有细胞核。
④染色体易被碱性染料染成深色，如用龙胆紫溶液染成紫色，醋酸洋红溶液染成红色，用苯酚品红溶液染成红色。
（二）细胞核的功能
细胞核是细胞内的遗传信息库，是细胞内遗传物质储存、复制和转录的主要场所，是细胞遗传和代谢的控制中心。
五、细胞是统一的整体
细胞只有保持完整性，才能完成各项生命活动。
考例分析
例13 蛙成熟的未受精卵具有活跃的DNA合成能力，而脑细胞则不能分裂。科学家进行了如下图所示的核移植实验，请分析回答下列问题。
（1）蛙成熟的未受精卵中DNA合成所需的酶是在细胞质中的上合成的，并通过进入细胞核中；除此之外，细胞质还为细胞核代谢提供所需的等。
（2）脑细胞无核部分仍能够生活一段时间，但最终死亡的原因是 。
（3）单独的细胞核不能生存的原因是 。
（4）本实验证明了 。
【解析】本题结合实验考查学生获取信息和分析实验、整理实验结果的能力，考查对基础知识的运用能力。 细胞质中已转录的信使RNA仍能在一定时间内控制蛋白质合成，已合成的蛋白质仍然在发挥作用，但由于缺少新的RNA来源，原有蛋白质和信使RNA被分解，最终死去；单独的细胞核无细胞质，信使RNA不能翻译合成蛋白质，缺少新陈代谢所需的能量、酶、原料而很快死亡。细胞只有保持完整性，才能正常完成各项生命活动。
【答案】（1）核糖体 核孔 原料、能量 （2）失去细胞核的控制，细胞质无法形成新的物质和能量 （3）无物质和能量的供应 （4）细胞质和细胞核是相互依存的统一整体
同步训练
1.（2014年上海卷）在电子显微镜下，颤藻和水绵细胞中都能被观察到的结构是（ ）
A.细胞核 B.核糖体
C.叶绿体D.溶酶体
2.（2014年天津卷）MRSA菌是一种引起皮肤感染的“超级细菌”，对青霉素等多种抗生素有抗性。为研究人母乳中新发现的蛋白质H与青霉素组合使用对MRSA菌生长的影响，某兴趣小组的实验设计及结果如下表。下列说法正确的是（ ）
A.细菌死亡与否是通过光学显微镜观察其细胞核的有无来确定
B.第2组和第3组对比表明，使用低浓度的青霉素即可杀死MRSA菌
C.实验还需设计有2μg/mL青霉素做处理的对照组
D.蛋白质H有很强的杀菌作用，是一种新型抗生素
3.（2013年上海卷）葡萄糖穿越细胞膜进入红细胞的运输速度存在一个饱和值，该值的大小取决于（ ）
A.细胞内的氧浓度
B.细胞膜外的糖蛋白数量
C.细胞膜上相应载体的数量
D.细胞内外葡萄糖浓度差值
4.（2013年浙江卷）某哺乳动物神经细胞内外的K+和Na+浓度见下表。下列属于主动运输的是（ ）
A.K+经钾离子通道排出细胞
B.K+与有关载体蛋白结合排出细胞
C.Na+经钠离子通道排出细胞
D.Na+与有关载体蛋白结合排出细胞
5.（2013年天津卷）下列过程未体现生物膜信息传递功能的是（ ）
A.蔗糖溶液使洋葱表皮细胞发生质壁分离
B.抗原刺激引发记忆细胞增殖分化
C.胰岛素调节靶细胞对葡萄糖的摄取
D.传出神经细胞兴奋引起肌肉收缩
6.（2014年全国新课标卷Ⅰ）关于细胞膜结构和功能的叙述，错误的是（ ）
A.脂质和蛋白质是组成细胞膜的主要物质
B.当细胞衰老时，其细胞膜的通透性会发生改变
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
D.细胞产生的激素与靶细胞膜上相应受体的结合可实现细胞间的信息传递
7.（2013年重庆卷）下列有关细胞质组成的叙述，正确的是（ ）
A.在人体活细胞中氢原子的数目最多
B.DNA和RNA分子的碱基组成相同
C.多糖在细胞中不与其他分子相结合
D.蛋白质区别于脂质的特有元素是氮
8.（2013年山东卷）真核细胞具有一些能显著增大膜面积、有利于酶的附着以提高代谢效率的结构，下列不属于此类结构的是（ ）
A.神经细胞的树突
B.线粒体的嵴
C.甲状腺细胞的内质网
D.叶绿体的基粒
9.（2013年上海卷）紫色洋葱的外表皮细胞能在一定浓度的蔗糖溶液中发生质壁分离，下列条件中属于发生该现象必要条件的是（ ）
A.细胞壁的伸缩性小于原生质层
B.细胞膜外侧有识别水分子的受体
C.液泡中有紫色的水溶性色素
D.水分子不能穿过原生质层进入液泡
10.（2014年山东卷）有关细胞内囊泡运输的描述，正确的是（ ）
A.细胞核内的RNA通过囊泡运输到细胞质
B.蛋白质类激素经囊泡运输分泌到细胞外
C.细胞器之间都能通过囊泡进行物质运输
D.囊泡运输依赖膜的流动性且不消耗能量
11.（2013年江苏卷）右图为某细胞的部分结构及蛋白质转运示意图，请回答下列问题：
（1）内质网上合成的蛋白质不能穿过 进入细胞核，表明这种转运具有性。
（2）细胞膜选择透过性的分子基础是具有疏水性和具有专一性。
（3）若该细胞是高等植物的叶肉细胞，则图中未绘制的细胞器有。
（4）若该细胞为小鼠骨髓造血干细胞，则图示细胞处于细胞周期的，此时在光学显微镜下观察明显可见细胞核中有存在。
（5）研究表明硒对线粒体膜有稳定作用，可以推测人体缺硒时下列细胞中最易受损的是（填序号）。
①脂肪细胞 ②淋巴细胞 ③心肌细胞 ④口腔上皮细胞
12.生物膜系统在细胞的生命活动中起着重要的作用。下图甲、乙分别表示某种生物细胞，请据图回答相关的问题：
（1）甲图中，参与分泌蛋白合成和分泌的细胞器包括（填图中序号）。
（2）如果⑦是该细胞分泌的一种蛋白质，请写出下列过程进行的场所：肽链的形成是在[ ]中，肽链经初步加工并形成一定空间结构的蛋白质是在[ ]中，然后在[ ]中进一步修饰加工，蛋白质加工完成后由③“出芽”形成移动到细胞膜，与细胞膜融合将蛋白质分泌至细胞外。
（3）若甲图表示人体的唾液腺细胞，则⑦部位的物质为。
（4）乙为细胞，甲图与乙图均有的细胞器是。
（5）甲乙两种细胞的主要区别是 。
13.生物膜系统在细胞的生命活动中发挥着极其重要的作用。图1～3表示3种生物膜结构及其所发生的部分生理过程，请回答下列问题：
（1）构成生物膜的基本支架是，图1～3中生物膜的功能不同，从生物膜的组成成分分析，其主要原因是 。
（2）图1表示的生理过程是，图3表示的生理过程是。
（3）图2为哺乳动物成熟红细胞的细胞膜，图中葡萄糖和乳酸跨膜运输的共同点是都需要，如果将图2所示细胞放在无氧环境中，图中葡萄糖和乳酸的跨膜运输（填“都会”“有一个会”或“都不会”）受到影响，原因是 。
（4）图1～3说明生物膜具有的功能有、。
14.下图为物质出入细胞膜的示意图，请据图完成下列问题：
（1）A代表分子；B代表；D代表。
（2）动物细胞吸水膨胀时B的厚度变小，这说明B具有 。
（3）在a～e的五种过程中，代表被动运输的是。
（4）可能代表氧气转运过程的是图中编号；消化道吸收甘油、葡萄糖进入红细胞、氨基酸从肠腔进入小肠上皮细胞的过程分别是图中编号。
（5）红细胞中K+的浓度是血浆中的30倍，Na+的浓度是血浆中的1/6，但红细胞仍能不断地吸收K+和排出Na+，该过程说明细胞膜是，实现该过程的运输方式是。
【参考答案】
1.B 2.C 3.C 4.D 5.A 6.C 7.A 8.A 9.A 10.B
11.（1）核孔 选择 （2）磷脂双分子层 膜转运蛋白 （3）叶绿体和液泡 （4）分裂间期 核仁 （5）③
12.（1）②①③④ （2）[②]核糖体 [①]内质网 [③]高尔基体 囊泡 （3）唾液淀粉酶 （4）细菌 核糖体 （5）有无成形的细胞核
物质跨膜运输的实例范文第5篇
【关键词】生物学科 模型建构 理性思维
【中图分类号】G 【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889（2017）05B-0038-03
理性思维是生物学科核心素养之一，构建模型及运用模型，也是生物学科的一大特点。在教学过程中，引导学生进行模型构建，有利于学生掌握学科核心概念。在构建概念的过程中，学生逐步掌握学科的核心知识，理解学习的过程，把握学科的本质及思想方法，形成积极的内在学习动机。本文引入以下案例，是在进行《兴奋在神经纤维上传导》的教学中，运用问题驱动方式，让学生将思考问题的答案用物理模型、数学模型一一呈现，使学生从简到繁，层层拨开知识的面纱，深入理解兴奋传导的过程，从而发展学生的理性思维。
一、案例分析
（一）教学思路――基于发展学生理性思维的思考
理性思维就是一种建立在证据和逻辑推理基础上的思维方式，是人类思维的高级形式，是人们把握客观事物本质和规律的能动活动。理性思维能力不是与生俱来的，而是需要后天刻苦的学习和训练，生物学科的学习对理性思维能力的养成有重大的意义。教师在引导学生发现生物现象背后的本质规律时，对事物或问题进行观察、比较、分析、综合、抽象与概括，就是理性思维训练的过程。
《兴奋在神经纤维上传导》是一节高三复习课，学生经过两年学习，基本构建了相关生物学知识框架，具有了一定的学科科学素养。复习课的核心在于进一步完善学生的知识体系，让学生进一步深入理解学科核心概念。复习课不应“炒旧饭”，而应该发掘知识的外延，让学生进行深度学习，促进理性思维。
兴奋在神经纤维上的传导，这个内容在教材中叙述较为简单，而从高考题（见下 2010 年全国高考题）对这方面知识的考查角度来看，不经过思维训练的深度学习，而仅仅知道一些事实性知识是难以顺利解决问题的。
（2010年全国新课标卷，5）将神经细胞置于相当于细胞外液的溶液 S 中，可测得静息电位。给予细胞一个适宜的刺激，膜两侧出现一个暂时性的电位变化，这种膜电位变化称为动作电位。适当升高溶液 S 中的钠离子浓度，测量该细胞的静息电位和动作电位，可观察到（ ）
A.静息电位值减小
B.静息电位值增大
C.动作电位峰值升高
D.动作电位峰值降低
对于上题的解答思路，动作电位的产生与膜内外离子流动有关，学生需要经过理性思维，根据膜内外电位及膜内外离子种类，推导出动作电位的产生是需要阳离子内流才能实现的，因此如果溶液 S 中阳离子的量少，就会导致动作电位的峰值降低。从题目信息获取分析出：减少溶液 S 中的 Na+ 的浓度，则会导致动作电位形成过程中 Na+ 内流量减少，而使峰值降低。
因此，教师在复习课中主要任务是引导学生进行理性思考，而帮助学生构建模型，是促进学生理性思维训练的有效途径。
（二）教学过程――课堂上以问题驱动帮助学生构建模型
1.基于教材构建物理模型
物理模型以实物或画图形式直观地表达认识对象的特征，利于学习者直观快速地把握知识整体。构建兴奋在神经纤维上传导的物理模型，能够训练学生理性思维中的观察、比较、分析能力。对于膜电位知识的直观呈现来说，有利于W生理性分析、比较，推导得出兴奋传导方向与膜电流方向的关系等知识。
师：请同学们阅读教材中“兴奋在神经纤维上的传导”部分。
学生通过回顾教材内容，掌握相关专有名词，初步构建知识网络。
师：让我们用一个鼠标拖动游戏，检验大家的复习情况。
学生代表上台，将正确的名称拖到到相应位置，完成模型构建，其余同学观看、评价。拖动游戏完成后，构建的模型如下图：
师：同学们一起构建了“兴奋在神经纤维上传导”的物理模型，让我们根据这个模型，思考并回答如下问题。
问题 1：神经元受到刺激后，受刺激部位膜内电位如何变化？
生：膜内电位由负电位变为正电位。
问题 2：神经元受到刺激后，膜外局部电流的方向是什么？
生：膜外局部电流方向为，从未兴奋部位流向兴奋部位。
问题 3：兴奋在神经纤维上传导的方向，与哪里的局部电流方向相同？
生：膜内电流方向与兴奋传导方向相同，都是双向传导，从兴奋部位传向未兴奋部位。
2.深度学习构建数学模型
数学模型将现实世界的原型抽象出来，真实、系统、完整、形象地反映客观事物本质，使知识更具有外推性。在构建了膜电位物理模型的基础上，让学生进行深度学习，对形成膜电位的原因、膜电流变化的原因等进行钻研，有效训练学生比较、分析、综合、抽象与概括能力，进一步提升理性思维。
师：如果我们以神经元膜内某个点为研究对象，当给神经元一定刺激后，在兴奋传导的全过程中，该点的电位变化情况怎么样？
生：（根据物理模型，动态思考）该点电位由负变正，再恢复为负电位。
师：这个变化过程我们可以用数学坐标系来表示。横坐标表示时间，纵坐标表示膜电位，请大家小组合作，构建这个数学模型。
生：经过小组合作，相互交流、比较、完善后，构建如下图的模型。
师：从这个数学模型中，我们可以看出，膜内该点膜电位发生了 2 次反转变化。这种变化是怎样形成的呢？请跟着老师的问题进行思考。
问题 1：人体内环境中，细胞膜内外钠离子和钾离子的分布是怎么样的？
生：钠离子主要在细胞外，钾离子主要在细胞内。
问题 2：受刺激后，膜上的钠离子通道会迅速打开，这会引起什么变化？
生：（思考后回答）钠离子顺浓度梯度大量内流进入细胞内，膜内电位反转为正。
问题 3：这个过程属于跨膜运输的哪种形式，钠离子进入细胞需要哪些条件？
生：（思考后回答）钠离子进入细胞需要载体蛋白，因为是顺浓度梯度，属于协助扩散。
师：膜内电位反转为正，是一个短暂的过程，极短的时间后，又将恢复为原来的负电位，这个过程是怎么形成的？
学生的回答出现了分歧。一部分同学认为是原来进入的钠离子流出细胞外，另一部分同学认为是膜内的钾离子流出细胞外。
教师通过陈述一个事实性知识，引导学生正确思考。
师：前面大家说的钠离子的载体蛋白，其实是一种通道蛋白，它只能专一性让钠离子通过。当钠离子在内流过程中，钾通道被激活而开放。根据这个事实，大家说恢复膜内电位的原因是什么？
生：膜内钾离子顺浓度梯度外流到细胞外，导致细胞膜内电位迅速下降，恢复为原来的负电位。
师：虽然膜内恢复负电位，但出现了一个问题。此时，细胞膜内仍有较多钠离子，细胞外有较多钾离子。而静息状态下，钠离子很少在细胞内，钾离子很少在细胞外的，要真正恢复静息状态下的离子分布，还需要哪种跨膜运输？
生：（思考后回答）钠离子主动运输到膜外，钾离子主动运输到膜内。
师：你是如何判断出这是主动运输过程的？
生：细胞外钠离子浓度高于细胞内，钠离子逆浓度梯度运输到膜外，需要能量，属于主动运输。
师：大家的思考很好。科学家发现，神经元膜上有一种钠钾泵，通过主动运输的方式将钠离子泵出，钾离子泵入。同学们经过一次头脑风暴，对兴奋在神经纤维上的传导有了比较深刻的认识。我们现在把刚才的数学模型的几个特殊点用字母表示，请大家将各时间段的变化及原因归纳总结到表格中。
学生小组合作、相互交流完善图形和表格。
3.运用模型进行解题
模型是理性思维的结晶，是帮助学生理清知识线索、明确方法步骤、规范执行细节的好工具。著名科学家钱学森先生说：“模型就是通过对问题现象的分解，利用我们考虑得来的原理吸收一切主要的因素，略去一切不主要的因素，所创造出来的一副图画。”模型解题就是用最简单的模块对应的规律去解决各种各样的问题。
教师再展示高考题（2010 年全国新课标卷，5），引导学生思考。
生：（根据数学模型，经过思考作答）动作电位的高低与钠离子进入细胞内的量有关，细胞内外钠离子浓度差越大，则进入胞内的带正电离子越多，动作电位峰值就越大。
师：分析得很好。我们再来看另一道题，看看大家是否能将思维方式迁移应用。
（2016 年新课标卷，2）离子泵是一张具有 ATP 水解酶活性的载体蛋白，能利用水解 ATP 释放的能量跨膜运输离子。下列叙述正确的是（ ）
A.离子通过离子泵的跨膜运输属于协助扩散
B.离子通过离子泵的跨膜运输是顺着浓度阶梯进行的
C.动物一氧化碳中毒会降低离子泵跨膜运输离子的速率
D.加入蛋白质变性剂会提高离子泵跨膜运输离子的速率
生：这道题虽然没有点明是神经细胞膜上的钠钾泵，但是原理一样，需要能量进行的跨膜运输是主动运输――逆浓度梯度进行物质运输的，如果一氧化碳中毒，氧气供应不足，那么将影响细胞呼吸，主动运输受到抑制，运输速率下降。
二、案例反思
学习最忌浅尝辄止。在复习课中，通过物理模型帮助学生构建起神经纤维上电位变化及兴奋在神经纤维上传导的知识，这个过程还只是让学生对生物学基本事实有了一定的了解。运用模型，可以帮助学生清晰描述膜内外电位情况、电流方向，直观呈现兴奋在神经纤维上的双向传导，兴奋传导方法与膜内电流方向的关系等。用这些事实性知识进行简单的推论，还不足以体现生物学科的深刻性，对学生理性思维形成的促进作用还不够大。
在高三复习课中，学生已有了一定的知识储备，对生物学事实性知识掌握较好，教师要做的是在学生的知识孤岛之间架起一座座桥梁，让学生将知识连通起来，以事实性知识为基石，经过理性思维进行深度学习，敲开一扇扇学科原理的大门。复习不仅要了解生物知识是什么、有什么，而且要思考为什么、怎么形成（也就是理解知识生成的过程）。
在本节复习课中，通过将物理模型转变为数学模型，通过几个特殊点之间连线，使之呈现变化趋势，让知识从静止的点，成为运动的线，将原理的面纱层层展开。学生通过事实性知识：①膜外为正电位、膜内为负电位；②钠离子主要分布在膜外，钾离子主要分布在膜内；③跨膜运输，协助扩散顺浓度梯度进行。进行一次思维的跨越联系，理性思考得出结论：受刺激后，膜电位由o息状态的外正内负反转为外负内正，原因是神经细胞膜通道蛋白打开，钠离子迅速内流，使膜内电位迅速上升，电位反转。而电位的恢复过程，是膜内钾离子通过通道外流完成的。这两个阶段离子都是顺浓度梯度，不需要能量，属于协助扩散。学生在思考这些问题的过程中，会出现一些分歧，这也是教学中难得的机遇，有利于学生在辨析中进一步思考，更好地形成理性思维。
学生研读教材之后，教师利用一个个问题将核心知识逐步呈现，帮助学生在思考中构建物理模型、数学模型，形成正确的学科知识，并训练学生理性思维的能力。由简到繁构建模型，是对知识由浅到深的学习过程；用表格对数学模型各阶段进行注解，是对知识进行整合升华的过程。运用模型解决实际问题，能让学生成为既具有独立性、批判性、创造性又有合作精神、基础扎实的优秀的学习者。
【参考文献】
[1]陈兴华.借助模型建构发展学生的理性思维[J].中学生物教学，2017（1-2）
