2026届高三一轮复习生物：备课素材：水池模型突破难点

水池模型突破难点 1.模型构建 模型一般可分为简易水池注水排水模型和复杂水池注水排水模型。简易水池注水排水模型就是人为地构造一个水池，在其一侧安装个注水管，在其另外一侧再安装个排水管，由这些结构元素构成的装置（见图1）。复杂水池注水排水模型实质上是简易水池注水排水模型的演变，其基本演变模式有两种，一种是增加注水管、排水管的数目（见图2）；另一种是增加水池的数目（见图3）。 2. 模型说明  1）若水池内水量减少，则有两种情况：①排水管开放，注水管关闭；②排水管、注水管皆开放，但单位时间内，排水管排水量大于注水管注水量。  2）若水池内水量不变，则有两种情况：①排水管、注水管皆关闭；②排水管、注水管都开放，且单位时间内，排水管排水量等于注水管注水量。  3）若水池内水量增加，则有两种情况：①排水管关闭，注水管开放；②排水管、注水管都开放，但单位时间内，排水管排水量小于注水管注水量。 3. 解决生物学动态问题 3.1通过构建不同形式的水池注水排水模型，应用于光合作用和呼吸作用的教学 【例1】光照突然停止，其他条件不变，这段时间内C3和C5含量如何变化？突然停止CO2供应，其他条件不变，这段时间内C3和C5含量如何变化？ 【解析】根据光合作用生理过程，构建C3和C5化合物的水池注水排水模型（见图4）。当光照突然停止，光反应产生的ATP和[H]生成量瞬时减少，导致C3的还原减缓。故从图4中就直观知道：CO2的固定不变，C3的还原减缓，则这段时间内C3化合物增加C5化合物减少；如突然停止CO2供应，暗反应中CO2的固定瞬时减缓，而C3的还原不变，则这段时间内C3化合物减少C5化合物增加。 【例2】研究人员对某地良种基地的江松进行光合作用指标日变化的相关测定，结果如图5。 ①从图5中可知：胞间CO2浓度在12点至16点间基本没有变化，这是因为     ； ②17点后胞间CO2浓度迅速上升，主要原因是                        。 【解析】1）根据①中题意，构建胞间CO2变化的水池注水排水模型（见图6）。 从图6中可以直观知道：胞间CO2浓度在12点至16点间基本没有变化，是因为此时间段，细胞吸收的CO2量等于细胞放出CO2量。  2）根据②中题意，构建胞间CO2变化原因的水池注水排水模型（见图7）。 从图7中可以直观知道：17点后胞间CO2浓度迅速上升，主要原因是：17点后（黄昏时分）光照强度减弱，细胞光合作用随之减弱，细胞光合作用吸收的CO2相对减少，伴随着细胞内CO2就会减少，细胞间CO2浓度就会迅速上升，原因即是：细胞光合作用吸收的CO2量小于细胞呼吸作用释放的CO2量。 【例3】图8表示科研人员测定猕猴桃果肉的光合作用的光合放氧特性时的装置示意图。若反应室中的氧气浓度保持不变，表明                         。 【解析】根据题干条件“反应室中的氧气浓度保持不变”，构建氧气浓度变化的水池注水排水模型（见图9）。根据水池注水排水模型的核心内容知：反应室中的氧气浓度保持不变，则有两种情况：①光合作用、呼吸作用都不进行（只要有生命存在，细胞就一定进行呼吸作用，故此情况在该情境下排除）；②光合作用、呼吸作用都进行，且单位时间内，光合作用速率等于呼吸作用速率，即猕猴桃果肉细胞光合作用产生O2的速率等于细胞呼吸作用消耗O2的速率。 3.2通过构建水池注水排水模型，应用于血糖平衡调节的教学   在实施教学的过程中，有序地、深层次地向学生讲清楚生物学问题的本质，是教学的难点，也是重点。抽象的文字概括或苍白的语言描述，一方面无法具体呈现事物发展的动态过程；另一方面繁琐的语言陈述也常令部分学生理解上如雾里看花。而创建合理的模型，一方面能使复杂的问题简单化；另一方面又能使抽象的问题直观化。 【例4】如何直观地呈现血糖的动态平衡？ 【解析】通过构建血糖来源和去路的水池注水和排水模型（见图10），图10模型可以让学生直观地得出以下五点结论：  1）血糖的主要来源是食物的消化和吸收，次要来源是肝糖原的分解，再其次来源才是非糖物质的转化；  2）血糖的主要去路是氧化供能，次要去路是合成肝糖原和肌糖原贮存起来，再其次去路才是转化成脂肪等非糖物质，最其次去路才以尿糖形式排出体外。  3）正常进食，因消化、吸收导致血糖浓度迅速升高，此时胰岛素的功能就是抑制肝糖原的分解、抑制非糖物质的转化，同时促进氧化供能、促进肝糖原肌糖原的合成、促进非糖物质的转化，从而使血糖回归到正常范围（80mg/dL~120 mg/dL）。如果某人因一次性食入糖类过多，则通过以上过程的调节，可能血糖仍没有达到正常范围，此时多余的血糖只能以尿糖的形式排出体外，从而达到降低血糖的目的。  4）饥饿时，血糖的主要来源——消化和吸收极度匮乏，导致血糖下降，此时胰高血糖素和肾上腺素的功能就是促进肝糖原的分解、促进非糖物质的转化，同时抑制氧化供能、抑制肝糖原肌糖原的合成、抑制非糖物质的转化，从而使血糖回归到正常范围。  5）糖尿病的主要原因从图10中可以直观看出：主要是血糖的主要去路发生了障碍，即氧化供能发生了障碍，导致血糖居高不下，此时多余的血糖只能以尿糖的形式排出体外，以便达到降低血糖的目的。 4.模型意义 科学合理地利用水池注水排水模型，能将复杂的问题简单化，抽象的过程直观化，散乱的思维条理化，是创造性实施生物学教学的一个有效途径。该途径能提高学生对生物知识的加深与巩固，能帮助学生分析和解决问题的能力，能启发学生革新和创造处理问题的方式。 学科网（北京）股份有限公司 $