动态平衡原理在生物习题解答中的应用

黄广慧

所谓动态平衡原理，是指当系统中某物质的生产和消耗处于动态平衡时，该物质的含量保持稳定。如果这种平衡被破坏，物质的含量将发生改变。具体来说，当物质的生产多于消耗时，物质的量增多；反之，物质的量减少。运用动态平衡原理可以解决生物学中许多关于物质量变的问题。

1. 光合作用中有关物质的量变

【例1】在下列兩种情形下：I. 夏季晴朗白天中午光照最强时，II. 将植物由光下移到荫处，叶肉细胞内C3、C5、ATP含量在短期内的变化分别是：

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：变化之前，光合作用正常进行，各物质的生产和消耗处于动态平衡状态，含量稳定。I：夏季午时，叶片的部分气孔关闭，CO2的吸收减少，CO2+C5→C3反应减弱，其它反应短期内维持不变。C3生产减少而消耗不变，含量降低；C5消耗减少而生产不变，含量升高；随着C3减少，C3还原反应减弱，因此ATP消耗减少而生产不变，含量升高。II：移到荫处，ATP和[H]随光反应减弱而减少，C3还原反应减弱。C3的消耗减少而生产不变，含量升高；C5的生产减少而消耗不变，含量减少。因此答案应选D。

2. 有丝分裂中mRNA的量变

【例2】图1表示细胞分裂各阶段细胞核中DNA和细胞质中mRNA含量的变化，d～e段细胞质中mRNA明显减少，请说明原因。

解析：分裂期染色体高度螺旋化，DNA不能转录形成mRNA；原有的mRNA却因失去作用而不断被分解。总之，mRNA没有来源却不断消耗，含量减少。

3. 血液中葡萄糖的量变

【例3】两人在空腹状态下，同时一次性口服葡萄糖100g，然后每隔1h测定一次血糖含量，将结果绘成如图2所示曲线。据图分析正确的是：

A. a在口服葡萄糖后胰岛素含量升高

B. a在1h～2h某些氨基酸合成增加

C. a在1h～2h肝糖原分解减少

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，含量过高导致糖尿病。a和b分别是正常人和糖尿病患者。正常人的血糖浓度升高时，通过分泌胰岛素抑制来源（肝糖原分解减少等）和加强去向（转化为氨基酸等非糖物质增多等），从而降低血糖。b血糖下降主要原因是尿糖。

4. 体温调节中产热和散热的量变

【例4】设人在20°C环境中产热速率为a1，散热速率为b1。进入0°C环境20min后产热速率为a2，散热速率b2。以下有关产热速率与散热速率大小比较正确的是：

A. a2>a1 b2a1 b2>b1

C. a2

解析：人是恒温动物，正常人体在各种气温条件下都能维持体温稳定，其本质是产热和散热的动态平衡。人体由20°C进入0°C环境中，由于体温与外界环境温差变大，散热量增多，即b2>b1，为维持体温稳定，产热也增多，即a2>a1。因此答案应选B。

5. 幼苗发育中有机物的量变

【例5】黄豆种子在黑暗中萌发成幼苗，直接对种子和幼苗分别称重（湿重），结果增加了590g。试推测萌发前后种子和幼苗干重的变化。

解析：有机体的干重主要是有机物的重量，种子在黑暗中萌发，无法进行光合作用，也就无法生产有机物；而萌发过程需要通过呼吸供能，有机物不断消耗。有机物没有来源却不断消耗，幼苗比种子的干重减轻。

6. 污染水体中物质的量变

【例6】图3是河流生态系统受到生活污水轻度污染后的净化作用示意图。该河流的AB段溶解氧大量减少的原因是什么？BC段溶解氧逐渐恢复的原因是什么？

解析：据图可知，生活污水中含有大量有机物，AB段溶解氧的来源情况：光合作用随藻类的减少而减弱，来源减少；消耗情况：细菌分解有机物耗氧增多，因此溶解氧大量减少。BC段溶解氧的来源情况：藻类随无机物的增多而增长，光合产氧增多；消耗情况：细菌随有机物的减少而减少，分解作用耗氧减少，因此溶解氧逐渐增多。

责任编辑 李平安