動態平衡原理在生物習題解答中的應用

所謂動態平衡原理，是指當系統中某物質的生產和消耗處于動態平衡時，該物質的含量保持穩定。如果這種平衡被破壞，物質的含量將發生改變。具體來說，當物質的生產多于消耗時，物質的量增多；反之，物質的量減少。運用動態平衡原理可以解決生物學中許多關于物質量變的問題。

1． 光合作用中有關物質的量變。

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

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，光合作用正常進行，各物質的生產和消耗處于動態平衡狀態，含量穩定。I：夏季午時，葉片的部分氣孔關閉，CO2的吸收減少，CO2＋C5→C3反應減弱，其它反應短期內維持不變。C3生產減少而消耗不變，含量降低；C5消耗減少而生產不變，含量升高；隨著C3減少，C3還原反應減弱，因此ATP消耗減少而生產不變，含量升高。II：移到蔭處，ATP和[H]隨光反應減弱而減少，C3還原反應減弱。C3的消耗減少而生產不變，含量升高；C5的生產減少而消耗不變，含量減少。

答案：D

2． 有絲分裂中mRNA的量變。

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

解析：分裂期染色體高度螺旋化，DNA不能轉錄形成mRNA；原有的mRNA卻因失去作用而不斷被分解。總之，mRNA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】兩人在空腹狀態下，同時一次性口服葡萄糖100g，然后每隔1h測定一次血糖含量，將結果繪成如圖2所示曲線。據圖分析正確的是：

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，通過分泌胰島素抑制來源（肝糖原分解減少等）和加強去向（轉化為氨基酸等非糖物質增多等），從而降低血糖。b血糖下降主要原因是尿糖。

4． 體溫調節中產熱和散熱的量變。

【例4】設人在20°C環境中產熱速率為a1，散熱速率為b1。進入0°C環境20min后產熱速率為a2， 散熱速率b2。以下有關產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：人是恒溫動物，正常人體在各種氣溫條件下都能維持體溫穩定，其本質是產熱和散熱的動態平衡。人體由20°C進入0°C環境中，由于體溫與外界環境溫差變大，散熱量增多，即b2>b1，為維持體溫穩定，產熱也增多，即a2>a1。因此答案應選B。

5． 幼苗發育中有機物的量變。

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

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

6． 污染水體中物質的量變。

【例6】圖3是河流生態系統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段溶解氧逐漸恢復的原因是什么？

解析：據圖可知，生活污水中含有大量有機物，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：細菌分解有機物耗氧增多，因此溶解氧大量減少。BC段溶解氧的來源情況：藻類隨無機物的增多而增長，光合產氧增多；消耗情況：細菌隨有機物的減少而減少，分解作用耗氧減少，因此溶解氧逐漸增多。

（作者單位：佛山市第一中學）

責任編校 李平安