動(dòng)態(tài)平衡原理在生物習(xí)題解答中的應(yīng)用

黃廣慧

所謂動(dòng)態(tài)平衡原理，是指當(dāng)系統(tǒng)中某物質(zhì)的生產(chǎn)和消耗處于動(dòng)態(tài)平衡時(shí)，該物質(zhì)的含量保持穩(wěn)定。如果這種平衡被破壞，物質(zhì)的含量將發(fā)生改變。具體來說，當(dāng)物質(zhì)的生產(chǎn)多于消耗時(shí)，物質(zhì)的量增多；反之，物質(zhì)的量減少。運(yùn)用動(dòng)態(tài)平衡原理可以解決生物學(xué)中許多關(guān)于物質(zhì)量變的問題。

1. 光合作用中有關(guān)物質(zhì)的量變

【例1】在下列兩種情形下：I. 夏季晴朗白天中午光照最強(qiáng)時(shí)，II. 將植物由光下移到蔭處，葉肉細(xì)胞內(nèi)C3、C5、ATP含量在短期內(nèi)的變化分別是：

① C3含量升高 ②C3含量降低 ③C5含量升高

④C5含量降低 ⑤ATP含量升高 ⑥ATP含量降低

A. I：②③⑥；II：①④⑤ B. I：①④⑤；II：②③⑥

C. I：②③⑤；II：①④⑤ D. I：②③⑤；II：①④⑥

解析：變化之前，光合作用正常進(jìn)行，各物質(zhì)的生產(chǎn)和消耗處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，含量穩(wěn)定。I：夏季午時(shí)，葉片的部分氣孔關(guān)閉，CO2的吸收減少，CO2+C5→C3反應(yīng)減弱，其它反應(yīng)短期內(nèi)維持不變。C3生產(chǎn)減少而消耗不變，含量降低；C5消耗減少而生產(chǎn)不變，含量升高；隨著C3減少，C3還原反應(yīng)減弱，因此ATP消耗減少而生產(chǎn)不變，含量升高。II：移到蔭處，ATP和[H]隨光反應(yīng)減弱而減少，C3還原反應(yīng)減弱。C3的消耗減少而生產(chǎn)不變，含量升高；C5的生產(chǎn)減少而消耗不變，含量減少。因此答案應(yīng)選D。

2. 有絲分裂中mRNA的量變

【例2】圖1表示細(xì)胞分裂各階段細(xì)胞核中DNA和細(xì)胞質(zhì)中mRNA含量的變化，d～e段細(xì)胞質(zhì)中mRNA明顯減少，請說明原因。

解析：分裂期染色體高度螺旋化，DNA不能轉(zhuǎn)錄形成mRNA；原有的mRNA卻因失去作用而不斷被分解?？傊琺RNA沒有來源卻不斷消耗，含量減少。

3. 血液中葡萄糖的量變

【例3】兩人在空腹?fàn)顟B(tài)下，同時(shí)一次性口服葡萄糖100g，然后每隔1h測定一次血糖含量，將結(jié)果繪成如圖2所示曲線。據(jù)圖分析正確的是：

A. a在口服葡萄糖后胰島素含量升高

B. a在1h～2h某些氨基酸合成增加

C. a在1h～2h肝糖原分解減少

D. b血糖下降是由于合成糖原所致

解析：正常人的血糖含量是80～120mg/dL，含量過高導(dǎo)致糖尿病。a和b分別是正常人和糖尿病患者。正常人的血糖濃度升高時(shí)，通過分泌胰島素抑制來源（肝糖原分解減少等）和加強(qiáng)去向（轉(zhuǎn)化為氨基酸等非糖物質(zhì)增多等），從而降低血糖。b血糖下降主要原因是尿糖。

4. 體溫調(diào)節(jié)中產(chǎn)熱和散熱的量變

【例4】設(shè)人在20°C環(huán)境中產(chǎn)熱速率為a1，散熱速率為b1。進(jìn)入0°C環(huán)境20min后產(chǎn)熱速率為a2，散熱速率b2。以下有關(guān)產(chǎn)熱速率與散熱速率大小比較正確的是：

A. a2>a1 b2a1 b2>b1

C. a2

解析：人是恒溫動(dòng)物，正常人體在各種氣溫條件下都能維持體溫穩(wěn)定，其本質(zhì)是產(chǎn)熱和散熱的動(dòng)態(tài)平衡。人體由20°C進(jìn)入0°C環(huán)境中，由于體溫與外界環(huán)境溫差變大，散熱量增多，即b2>b1，為維持體溫穩(wěn)定，產(chǎn)熱也增多，即a2>a1。因此答案應(yīng)選B。

5. 幼苗發(fā)育中有機(jī)物的量變

【例5】黃豆種子在黑暗中萌發(fā)成幼苗，直接對種子和幼苗分別稱重（濕重），結(jié)果增加了590g。試推測萌發(fā)前后種子和幼苗干重的變化。

解析：有機(jī)體的干重主要是有機(jī)物的重量，種子在黑暗中萌發(fā)，無法進(jìn)行光合作用，也就無法生產(chǎn)有機(jī)物；而萌發(fā)過程需要通過呼吸供能，有機(jī)物不斷消耗。有機(jī)物沒有來源卻不斷消耗，幼苗比種子的干重減輕。

6. 污染水體中物質(zhì)的量變

【例6】圖3是河流生態(tài)系統(tǒng)受到生活污水輕度污染后的凈化作用示意圖。該河流的AB段溶解氧大量減少的原因是什么？BC段溶解氧逐漸恢復(fù)的原因是什么？

解析：據(jù)圖可知，生活污水中含有大量有機(jī)物，AB段溶解氧的來源情況：光合作用隨藻類的減少而減弱，來源減少；消耗情況：細(xì)菌分解有機(jī)物耗氧增多，因此溶解氧大量減少。BC段溶解氧的來源情況：藻類隨無機(jī)物的增多而增長，光合產(chǎn)氧增多；消耗情況：細(xì)菌隨有機(jī)物的減少而減少，分解作用耗氧減少，因此溶解氧逐漸增多。

責(zé)任編輯 李平安