水的知识高效突破

安徽

高中生物关于水的考查通常是基于水的运输方式、水参与化学反应的过程和水的代谢这三个方面进行，二轮复习要抓住相关知识重难点、易错点，提纲挈领。下文将以例题为导线对关于水的易错点进行分析总结，破解认识误区，突破水的知识。

一、精选原创例题，触发关键易错点

1.水的跨膜运输方式

【例1】科学家经过实验发现，若剥离细胞膜中的蛋白质，则水分子的跨膜运输速率变得极为缓慢，下列有关说法中错误的是 （ ）

A.剥离的蛋白质中含有协助运输水的通道蛋白

B.剥离蛋白质后的水的跨膜方式只有自由扩散

C.水分子只能通过自由扩散的方式穿过细胞膜

D.人工合成的脂双层中水的跨膜运输速率较慢

【答案】C

【考点解析】本题取材于人教版教材必修1“科学前沿”，考查水的跨膜运输方式。最常见的水分子跨膜运输方式是自由扩散，水分子还可以通过水通道进行运输，且运输速率高，属于协助扩散；水通道的本质是蛋白质，故剥离蛋白质也会去除细胞膜中的水通道，所以剥离了细胞膜中的蛋白质后水分子的运输方式只能是自由扩散；人工合成的脂双层中没有水通道（蛋白质），水分子只能通过自由扩散跨膜运输，故运输速率较慢。

【例2】如图1所示U形管中间是半透膜，水分子可以通过而蔗糖分子不可通过。将等体积、不同浓度的蔗糖溶液S1、S2注入U形管两侧一段时间后液面高度如图1所示，以下说法中错误的是 （ ）

A.开始时S1的浓度小于S2的浓度

B.平衡后S1的浓度大于S2的浓度

C.水分子可以双向进出半透膜

D.平衡后水分子仍可自由进出半透膜

图1 渗透吸水装置

【答案】B

【考点解析】本题取材于人教版教材必修1“问题探讨”，考查渗透作用的相关知识。图1中所示的渗透吸水装置中，高浓度溶液吸水，低浓度溶液失水，根本原因是水分子从低浓度溶液一侧向高浓度溶液一侧扩散得快，高浓度溶液一侧因为水的增加而体积增大，使液面升高，所以开始时S1的浓度小于S2的浓度。液面平衡后产生稳定的高度差h，可以理解为水分子从低浓度溶液一侧向高浓度溶液一侧扩散的倾向最终被液面高度差产生的重力所抵消，此时原低浓度溶液的浓度仍低于原高浓度溶液的浓度，即平衡后S1的浓度仍小于S2的浓度。

2.水作为反应物或生成物

【例3】以下关于水在化学反应中的说法，不正确的是 （ ）

A.细胞中的自由水含量越高，代谢越旺盛

B.光合作用中水既是反应物，也是生成物

C.无氧呼吸中水既是反应物，也是生成物

D.有氧呼吸中水既是反应物，也是生成物

【答案】C

【考点解析】本题考查水在化学反应中的作用。自由水与细胞代谢的旺盛程度呈正相关；在光合作用和有氧呼吸的过程中，水既是反应物，也是生成物；无氧呼吸过程中水不是反应物，也不是生成物。

3.水在生物体内的代谢

【例4】以下关于水在动植物细胞中的代谢过程，错误的是 （ ）

A.成熟的植物细胞依靠大液泡调节水分平衡

B.草履虫依靠伸缩泡调节细胞内的水分平衡

C.人体摄入过多淡水后抗利尿激素分泌减少

D.人体摄入过多海水后抗利尿激素分泌增多

【答案】D

【考点解析】本题考查水在生物体代谢中的作用。大液泡在成熟植物细胞中具有调节水分平衡的作用，而伸缩泡在原生动物中也具有相同的作用；人体摄入过多淡水会使细胞外液渗透压降低，抗利尿激素分泌减少，肾脏中尿液形成速率加快，将多余的水代谢出去；人体摄入过多海水后细胞外液渗透压升高，但因为海水中无机盐浓度高，为代谢这些无机盐则需要代谢更多的水，故抗利尿激素分泌会减少，以加强肾对水盐的代谢，进而使人过度脱水。

二、构建教学主线，联系主干知识

1.建构概念图，补缺失

教师将课前精选给学生的例题所测评反馈的错误点进行分析后，了解学生在复习过程中存在的知识结构的缺陷，可通过练习与讲解，激活学生“迷失”的知识记忆，引导学生将高中生物中关于水的相关知识建立知识体系（如图2）。

图2 水的相关知识体系

2.联系核心知识点，构建知识“串烧”图

课堂教学中教师通过预先建构好的两个知识体系，即水知识的“串烧”图（如图3），将多个与水相关的知识点联系在一起，综合运用，也可作为课堂互动内容，让学生来建构属于自己的知识“串烧”图。

图3 水知识的“串烧”图

3.增加“旁白”，灵活考查

教师利用概念图或者知识“串烧”图，将学生未掌握的知识点，针对性的联系其他相关知识点，在复习过程中适时引入问题，引导学生回顾知识。例如对于渗透作用，可以让学生回顾发生渗透作用的条件，成熟植物细胞原生质层的构成及作用；对于水盐平衡调节，可以回顾下丘脑的作用，下丘脑分泌的激素，抗利尿激素的合成、分泌和释放位点的区别及其生理作用、靶器官。总之，根据学生平时测评所体现的不足，具体化地增加所要引入的知识点。

三、拓展学科知识，破解认识误区

1.认识误区一：高浓度溶液吸水平衡后浓度低于失水的低浓度溶液

渗透压的大小取决于水溶液中的溶质颗粒对水分子的吸引力大小，溶质颗粒数目越多，吸引力越大，渗透压也就越大，即溶液浓度越大，渗透压越大。在图1渗透吸水装置中，吸水平衡后产生高度差h的S2中的溶液浓度仍大于失去水分的S1中的溶液浓度，是因为半透膜两侧的势能处于平衡状态。纯水的势能为0，溶液的渗透势为负值，即溶液浓度越大，渗透势能越小。当两侧渗透势能相等时，，其中1（S1的渗透势）与2（S2的渗透势）小于0，h（h高度液面差的重力势能）大于0，可得，因为溶液浓度与渗透势呈负相关，即，故S1的浓度仍小于S2的浓度。

通过以上内容的解析，让学生联系物理上势能平衡的原理，从根本上理解渗透现象的本质，遇到问题可灵活运用已有的经验解决。

2.认识误区二：缺水影响光合作用是因为缺少反应物水

在高等植物中蒸腾作用需要消耗大量的水，植物吸收的水大部分通过蒸腾作用进入大气中，光合作用所利用的水占比例极少。缺水主要影响植物叶片气孔的开合，气孔关闭后CO2的吸收量会大大减少，进而影响光合作用的速率。故缺水主要是通过影响CO2的吸收影响光合作用速率，而不是由于该反应中缺少了反应物水。

3.认识误区三：在光反应中水是反应物，在暗反应中水是生成物

水作为反应物参与光反应过程，此时它是[H]和O2的元素来源。水还作为反应物参与暗反应过程，每固定1分子CO2需要2分子水参与反应。光合作用中水产生于光反应过程中的光合磷酸化，即ATP的合成过程。由此可知，水并不是暗反应的产物，而是光反应的产物。