吳愛(ài)玲
在學(xué)習(xí)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸方式時(shí),教師通常利用表格(表1)比較三種運(yùn)輸方式。
教師引導(dǎo)學(xué)生歸納出影響跨膜運(yùn)輸?shù)囊蛩兀?/p>
影響自由擴(kuò)散的因素:細(xì)胞膜內(nèi)外物質(zhì)的濃度差。
影響協(xié)助擴(kuò)散的因素:(1) 細(xì)胞膜內(nèi)外物質(zhì)的濃度差;(2) 細(xì)胞膜上相應(yīng)載體的數(shù)量。
影響主動(dòng)運(yùn)輸?shù)囊蛩兀海?) 載體的種類和數(shù)量;(2) 能量。
教師也可以引導(dǎo)學(xué)生用曲線的形式分析影響物質(zhì)運(yùn)輸?shù)乃俾省?/p>
【例1】 圖1中所示的3條曲線分別代表哪種運(yùn)輸方式呢?
分析:自由擴(kuò)散是順濃度梯度進(jìn)行物質(zhì)運(yùn)輸,其動(dòng)力是膜兩側(cè)溶液的濃度差。在一定濃度范圍內(nèi),隨物質(zhì)濃度的增大,其運(yùn)輸速率越大。所以A為自由擴(kuò)散。
協(xié)助擴(kuò)散和主動(dòng)運(yùn)輸?shù)墓餐攸c(diǎn)是都需要載體協(xié)助。在物質(zhì)濃度較低時(shí),隨物質(zhì)濃度的增大,物質(zhì)的運(yùn)輸速率也逐漸增大,到達(dá)一定濃度時(shí),由于受膜上載體數(shù)量的限制,運(yùn)輸速率不再隨濃度的增大而增大,故B為協(xié)助擴(kuò)散或主動(dòng)運(yùn)輸。
而圖1C的橫坐標(biāo)為時(shí)間,縱坐標(biāo)為細(xì)胞內(nèi)濃度。在一定時(shí)間范圍內(nèi),細(xì)胞外液濃度高于細(xì)胞內(nèi)液濃度,當(dāng)達(dá)到一定時(shí)間后,會(huì)出現(xiàn)細(xì)胞內(nèi)液濃度高于細(xì)胞外液濃度,也就是此種物質(zhì)能逆濃度進(jìn)入細(xì)胞,這種情況只有主動(dòng)運(yùn)輸可以實(shí)現(xiàn),所以圖1C表示主動(dòng)運(yùn)輸。
【例2】 圖2所示的2條曲線分別代表哪種運(yùn)輸方式?
分析:圖2的橫坐標(biāo)為氧氣濃度(或者氧分壓),實(shí)質(zhì)代表的是能量。因?yàn)樽杂蓴U(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散不需要消耗能量,所以圖2A表示自由擴(kuò)散或協(xié)助擴(kuò)散,而圖2B表示主動(dòng)運(yùn)輸。但當(dāng)橫坐標(biāo)變?yōu)槟芰炕蛘吆粑俾蕰r(shí),圖2將變?yōu)閳D3。
圖2B與圖3B的區(qū)別是:圖2B表示當(dāng)氧濃度為0時(shí),不能進(jìn)行有氧呼吸,但可進(jìn)行無(wú)氧呼吸,就可由無(wú)氧呼吸提供能量;圖3B表示能量為0時(shí),不能運(yùn)輸物質(zhì),有能量才能運(yùn)輸物質(zhì),所以此圖只表示主動(dòng)運(yùn)輸,此曲線轉(zhuǎn)折點(diǎn)的影響因素為載體蛋白的數(shù)量。
【例3】 圖4中所示的曲線分別代表哪種運(yùn)輸方式?
分析:圖4顯示的橫坐標(biāo)為載體數(shù)量,自由擴(kuò)散不需要載體,物質(zhì)運(yùn)輸速率與載體數(shù)量無(wú)關(guān),所以圖4A為自由擴(kuò)散。而協(xié)助擴(kuò)散和主動(dòng)運(yùn)輸都需要載體,所以隨著載體數(shù)量的增加,運(yùn)輸速率會(huì)增大,但當(dāng)物質(zhì)的濃度不能隨之增加時(shí),運(yùn)輸速率也就不再增加,所以圖4B表示協(xié)助擴(kuò)散或主動(dòng)運(yùn)輸,此時(shí)曲線轉(zhuǎn)折點(diǎn)的影響因素為物質(zhì)的濃度。
教師引導(dǎo)學(xué)生小結(jié):
(1) 對(duì)于自由擴(kuò)散,因?yàn)槠溥\(yùn)輸速率只與濃度差有關(guān),所以氧氣濃度、能量、呼吸速率或者載體數(shù)量對(duì)其都沒(méi)有影響,所以是一條直線。
(2) 當(dāng)曲線隨橫坐標(biāo)變化時(shí),一定要注意橫坐標(biāo)所代表的生物量,認(rèn)真進(jìn)行分析,從而做出正確判斷。