试论化学原理在生物学解题中的应用

王浩人

古话说生物化学不分家，在生物学解题过程中常常涉及化学原理，并为生物学解题提供一定的方法与技巧。本文针对化学原理在生物学解题过程中的应用展开研究，阐述其运用技巧，以期在日后的生物学学习过程中能够有所帮助，并广泛运用。

化学原理在高中生物学解题过程中具有一定的奠定作用，为当代生命起源发展等一系列科学之谜提供理论依据，因此，掌握好化学原理在生物解题中的使用技巧能够更加深入的理解生物学蕴含的内在知识。二者相互排斥却又相互依存，是促进生物学发展的重要举措。

质量守恒原理在生物学解题中的应用

所谓质量守恒定律，即参加化学反应的各种物质的质量总和等于反应后生成的各种物质的质量总和。也就是说反应前后的原子种类与数目没有改变，数目也未曾增减，质量也就没有变化。其原理在生物学解题中的具体应用如下：

例题：某蛋白质由n条肽链组合而成，相对分子质量为a，假若该蛋白质分子所含有的氨基酸数量为c，那么氨基酸的平均相对分子质量为多少？

首先了解蛋白质的组成主要由氨基酸脱水而成，根据化学反应中的质量守恒原理可以推断出，在脱水合成过程中，其相对分子的质量并没有发生变化，蛋白质等于氨基酸质量的总和减去脱水分子的质量，进一步计算便可以得出其氨基酸的平均相对分子质量为[a+18（c-n）]/c

在关于相对质量守恒的例题中都能由化学理论来解答生物学中的疑问。如求多肽的基因相对分子质量时，根据其中给出的已知其他生物相对分子质量数值后，根据质量守恒原理可以得出其二者相等的计算公式，进而能够算出题目中最终的答案。

平衡原理的解题技巧

化学平衡原理中分为可逆反应与不可逆反应，在一定条件下可逆反应体系中，正、逆反应速率相等，反应物和生成物的浓度不再随着时间的变化而改变状态。例如：对某植物做出这样的处理，分别有甲乙两株植物，甲持续光照10分钟，而乙先光照5秒再处于黑暗环境下5秒，反复操作持续20分钟。假定其他条件均形同，则针对此情况，甲乙两株植物所制造的有机物总量甲乙哪个比较多。

可知光合作用的反应需要暗反应提供[H]与ATP，并且ATP的提供量要比[H]速率快。所以，在持续光照的情况下反而会造成有机物的含量有所积累。在化学平衡原理中可以知道，当一定产物积累过多时，反而会造成抑制光合作用的现象，因此，在其他条件都相同的情况下，其中乙所产生的有机物较比甲要多很多，也就是说暗者的反应时间比较长，因此可以得知甲少于乙。

同理的题目如在绿色植物进行光合作用时，假设（ CH2O）在运输时受到阻碍，而其他条件均不变，则在短时间内叶肉细胞中的C3与C5的含量将会有怎样的变化。根据化学反应可知该题的答案为C3增加，而C5减少。

电离平衡原理的应用

所谓电离平衡便是指在水溶液里的全部电离为离子的电解质叫做强电解质，而在水溶液中仅部分电离为离子的电解质叫做弱电解质。在如下例题中可根据电离平衡原理进行解题。

如：经过研究可得，很多绿色植物的花瓣上的多种颜色都与细胞中含有的色素有关，而部分植物的花瓣在一天之内可以展现出几种不同的颜色，这与花瓣细胞液中含有的花青素有很大关系。该有机物质在不同的环境中显现不同的颜色，酸性呈红色，碱性呈蓝色而在中性环境下则显现紫色。根据已知条件回答下列相关知识：

如：喇叭花的花瓣在早上是红色的，这说明其细胞液显（）性，主要原因在于晚上有呼吸作用會产生大量的（），该物质主要产生于（）中。通过（）方式进入细胞液后会与水发生（）化学反应。

由已知条件可以得出，光合作用需要消耗很多的C02，而呼吸作用又会产生C02。当呼吸作用较比光合作用更强一些时，细胞中的二氧化碳便会有所增多。从而平衡便会向右移动，所以细胞液便会呈现酸性。当太阳升起后，光照能力增加，进而光合作用比呼吸作用强，细胞中的二氧化碳随之减少，使得平衡向左移动，所以细胞液便会呈现中性。因此喇叭花便会变成紫色。所以该题的具体答案为：酸、二氧化碳。线粒体、自由扩散、CO2+HO2一H2CO3。

电荷守恒原理

化学中电荷守恒原理即溶液永远都是电中性的，阳离子带的正电荷总量等于阴离子所带的负电荷总量。化合物中的元素正负化合价代数的和为零，离子所带的电荷数为多少其离子前便写几[2]。在正确分析溶液中存在阴阳离子书写电荷守恒式能够充分用到该原理。

例如：根据正常结果可知，2分子葡萄糖代谢的产物形成H+，假如其全部吸附在根细胞表面，那么氢离子可与土壤溶液中发生交换离子种类以及数量分别是多少。

根据化学电荷守恒原理可知，植物的细胞在呼吸作用过程中，其葡萄糖可以氧化分解产生12分子CO2，再与H2O相结合形成H2CO3，其中根系离子交换可根据知识点“同荷等价”原理，可知其总和是一定相等的。所以可知答案为离子种类：Ca+离子个数为6个。

根据化学原子结构理论解释生命衰老迹象

部分生物学例题中会设计一些生命学知识，比如人衰老的原因。根据生物学，可知人体内细胞老化，进而器官衰竭，最终老化。目前最满意的答案是自由基理论，当自由基产生后，攻击和破坏细胞内执行正常功能的生物，所有会产生一定的老化现象。那么自由基的产生便可以依靠化学原子结构理论进行解释，细胞在代谢过程中会不断的进行氧化反应，因此，在这个过程中便很容易产生自由基，就好比水在电离辐射下也会产生自由基一样。

结论：综上所述，在很多生物学试题中都会借用化学原理，在解答生物学知识时通过已知的化学知识能够利用计算或理论轻松找到答案。在日常的学习中，化学与生物不可分割，不可偏科。只要巧妙的利用其中相关联的原理进行解答便能够分析出其中答案，即便再难的生物学试题都能够迎刃而解。