浅谈应用概念模型的解题策略——以“蛋白质是生命活动的主要承担者”为例

四川

概念模型也叫概念图，画概念图是概念教学的重要形式。应用概念模型解题需要先建构模型，模型建构思路是：概念术语提取→概念内涵描述→概念外延界定→概念例证说明。利用概念模型解题，可提高解题效率及准确度，有利于快速、准确获取答案。

1.确定主题建构概念模型

1.1 试题举例，提供问题信息

【例1】（2018 年，全国卷Ⅱ，第1 题）下列关于人体中蛋白质功能的叙述，错误的是 （ ）

A.浆细胞产生的抗体可结合相应的病毒抗原

B.肌细胞中的某些蛋白质参与肌肉收缩的过程

C.蛋白质结合Mg2+形成的血红蛋白参与O2运输

D.细胞核中某些蛋白质是染色体的重要组成成分

【例2】（2018 年，全国卷Ⅲ，第30 题）回答下列与蛋白质相关的问题：

（1）生物体中组成蛋白质的基本单位是________。在细胞中合成蛋白质时，肽键是在________这一细胞器上形成的。合成的蛋白质中有些是分泌蛋白，如________（填“胃蛋白酶”“逆转录酶”或“酪氨酸酶”）。分泌蛋白从合成至分泌到细胞外需要经过高尔基体，此过程中高尔基体的功能是______________。

（2）通常，细胞内具有正常生物学功能的蛋白质需要有正确的氨基酸序列和__________结构。某些物理或化学因素可以导致蛋白质变性，通常，变性的蛋白质易被蛋白酶水解，原因是__________________________________________________。

（3）如果DNA 分子发生突变，导致编码正常血红蛋白多肽链的mRNA 序列中一个碱基被另一个碱基替换，但未引起血红蛋白中氨基酸序列的改变，其原因可能是______________。

图1 “蛋白质是生命活动的主要承担者”概念模型一

1.2 阅读试题，明确中心主题

例1 重点考查蛋白质的功能及其应用，例2 重点考查蛋白质相关知识的综合应用。两个例题直接指向的内容是“蛋白质是生命活动的主要承担者”，因此构建概念模型的中心主题可确定为：蛋白质是生命活动的主要承担者。若要获得两个例题的答案，则需要利用“蛋白质是生命活动的主要承担者”概念模型所呈现或相联系的有关知识。

1.3 梳理知识，建构概念模型

梳理知识，建构概念模型的步骤是：明确问题→梳理知识→建构模型。

明确问题：例1 包含的中心问题指向的是蛋白质的功能。（具体为：核心问题是人体中蛋白质的功能有哪些；延伸问题是具体某种蛋白质具有什么功能）例2 的中心问题指向的是蛋白质的结构、功能等的综合应用。（具体为：构成蛋白质的基本单位是什么；肽键的形成场所是什么；对分泌蛋白的识别和判断；高尔基体在分泌蛋白的形成过程中的作用是什么；正常功能的蛋白质需要具备什么结构；变性的蛋白质易被蛋白酶水解的原因是什么；DNA分子发生突变但未引起血红蛋白中氨基酸序列改变的可能原因是什么）

梳理知识：结合所明确的问题，以蛋白质的基本概念为中心，重点突出蛋白质的结构与功能。解决问题的知识逻辑梳理为“元素组成→基本单位（氨基酸）→多肽→蛋白质”“结构多样性→功能多样性”，将概念拓展、延伸到转录和翻译相联等。

建构模型：利用概念模型的建构思路（概念术语提取→概念内涵描述→概念外延界定→概念例证说明），提取“蛋白质是生命活动的主要承担者”的概念信息，将氨基酸、多肽、蛋白质等内容，整合于一个概念模型中，如图1 所示。

2.联系问题发展概念模型

2.1 再读试题，梳理问题关键

例1 的问题关键点是“人体蛋白质的功能”，因此需要明确人体蛋白质具有哪些类型，以及这些蛋白质功能的实际例证；例2 的问题关键点是“与蛋白质有关知识的综合运用”，这与蛋白质的结构和功能等知识有关，需要联系、拓展“蛋白质是生命活动的主要承担者”概念模型的内容，即需要发展、丰富、完善已建构的概念模型。

2.2 结合问题，完善概念模型

此环节需再次利用概念模型的建构思路（概念术语提取→概念内涵描述→概念外延界定→概念例证说明），发展、丰富、完善“蛋白质是生命活动的主要承担者”概念模型。

结合例1 的问题将图1 中“蛋白质→功能具有多样性”部分提取出来，进行丰富和延伸，对概念内涵进行例证说明，例证说明中包含例1 的答案（用字体加黑显示），并直接构成图示的组成部分，形成如图2 所示的解题思维图示。

图2 蛋白质的功能及其实例图示

结合例2 的问题完善图1，融入例2 的答案（用字体加黑显示），形成如图3 所示的概念模型；再结合基因控制蛋白质合成的相关知识，遵循建模思路，构建内涵丰富、逻辑性强的思维图示，如图4 所示。

3.利用模型提取问题答案

审视问题与模型内涵的联系，将初始概念模型（图1）修改、完善为解题需要的模型或图示（图2、图3、图4），并从该模型或图示中直观、准确地提取问题的答案。从图2 中提取加黑字体的文本信息，逐一判断选项正误，确定例1 的答案。从图3、图4 中可直观、准确获取例2 的答案。

【例1 分析】由图2 可知：抗体是一种具有免疫功能的蛋白质，抗体是由浆细胞产生的、能和抗原发生特异性结合的蛋白质，病毒、细菌等病原体表面的蛋白质等物质都可以作为抗原，引起免疫反应。因此，浆细胞产生的抗体可结合相应的病毒抗原，A 正确；有些蛋白质具有构成细胞和生物体结构的功能，构成肌肉细胞中的某些蛋白质（如肌动蛋白等），能参与肌肉收缩的过程，B 正确；人体红细胞中蛋白质与Fe2+结合形成血红蛋白，参与O2的运输，血红蛋白不含Mg2+，C 错误；细胞核中的染色体是细胞的结构，染色体主要由DNA 和蛋白质组成，D 正确。

【例1 答案】C

【例2 分析】（1）由图3 中“元素组成→基本单位（氨基酸）→多肽→蛋白质”可知，生物体中组成蛋白质的基本单位是氨基酸（图中字体加黑显示），即可获取第一空的答案；核糖体是“生产蛋白质的机器”，在核糖体上以mRNA 为模板、tRNA 为转运工具，通过tRNA 上的反密码子与mRNA 上的密码子互补配对，把氨基酸放在对应的位置，而氨基酸之间则脱水缩合形成了肽键，表明肽键的形成场所是核糖体，即从图3 中获取第二空的答案；胃蛋白酶是胃腺细胞分泌到细胞外发挥催化作用的酶，是胞外酶，属于分泌蛋白，而逆转录酶和酪氨酸酶都属于在细胞内起催化作用的胞内酶，不属于分泌蛋白，即从图3 中获取第三空的答案；分泌蛋白需要在内质网上的核糖体合成，进入内质网加工，再经过高尔基体进一步地加工、分类、包装，最后形成分泌小泡转运至细胞膜，通过胞吐的方式分泌出去，即从图3 中获取第四空的答案。（2）细胞内的蛋白质都有特定的氨基酸数目、种类和排列顺序以及由肽链盘曲、折叠形成的一定的空间结构，因此，可从图3中获取第一空的答案；某些物理因素（或化学因素）可以使蛋白质分子的空间结构改变，蛋白质结构变得伸展、松散，使肽键暴露，肽键易与蛋白酶接触，使蛋白质被水解，即可从图3 中获取第二空的答案。（3）基因控制蛋白质的合成是通过转录和翻译过程实现的，编码正常血红蛋白多肽链的mRNA 序列中一个碱基被另一个碱基替换，改变后的密码子翻译的氨基酸还是原来的氨基酸，这是密码子的简并性，所以不会引起血红蛋白中氨基酸序列的改变，即从图4 中获取正确答案。

图3 “蛋白质是生命活动的主要承担者”概念模型二

图4 与蛋白质合成有关的知识联系举例图示

【例2 答案】（1）氨基酸 核糖体 胃蛋白酶对蛋白质进行加工、分类和包装 （2）空间蛋白质变性使肽键暴露，暴露的肽键易与蛋白酶接触，使蛋白质降解 （3）遗传密码具有简并性

4.结语

高中生物教学的实质是进行概念教学，概念模型是概念内涵的直观表现。概念的内涵和概念间的联系，可通过建构概念模型（如图1）和发展、完善概念模型（如图2、3、4）来呈现。在应用概念模型的解题（如例1、例2）过程中，利用“确定主题建构概念模型（如图1）→联系问题发展概念模型（如图2、3、4）→利用模型（如图2、3、4）提取问题答案”策略，能从概念模型中直观、准确获得问题的答案。