dynamiczna równowaga definicja

układ w dynamicznej równowadze będzie miał małe zmiany, które sumują się, aby nie generować zmian netto. Wiele systemów biologicznych jest w dynamicznej równowadze, od wody wewnątrz komórki, do dynamicznej równowagi doświadczanej przez populacje drapieżników i zdobyczy. Równowaga dynamiczna różni się od równowagi statycznej, w której części nie poruszają się po osiągnięciu równowagi.,

równowaga dynamiczna ma różne znaczenia w każdej subdyscyplinie nauki, takie jak biochemia czy Ekologia. W chemii równowaga reakcji jest punktem, w którym produkty i reagenty mają najniższą energię swobodną. Z drugiej strony dynamiczna równowaga jest punktem, w którym produkty są generowane tak szybko, jak się rozpadają. Może to nie być to samo, co równowaga chemiczna, ponieważ enzymy wymuszają wiele reakcji daleko poza naturalnymi równowagami, wytwarzając produkty szybciej niż się rozpadają., Z tego powodu chemik często odnosi się do równowagi dynamicznej jako dynamicznego stanu ustalonego, aby wyraźnie odróżnić dwa punkty w reakcji.

Ekolodzy i biolodzy populacji często odnoszą się do równowagi dynamicznej, mówiąc o populacjach organizmów. Badając liczbę organizmów w populacji w czasie, wiele czynników wpływa na wzrost populacji. Często populacje przechodzą okresy boomu i upadku. Duże zasoby powodują wysokie wskaźniki reprodukcji u wszystkich zwierząt, co prowadzi do znacznie większej populacji., Gdy zasoby są rozdzielane pomiędzy tę większą liczbę, nie ma wystarczającej ilości zasobów, aby obejść. W ten sposób populacja umiera. Ekolog postrzega te cykle jako dynamiczną równowagę, w której tkwi populacja, nigdy tak naprawdę nie zyskując ani nie tracąc dużej liczby osobników.

przykłady równowagi dynamicznej

glukozy w organizmie

przez całe życie poziom glukozy w organizmie pozostaje względnie taki sam. W ciągu dnia jednak organizm zużywa ogromne ilości glukozy i musi ją zastąpić., Każda komórka w organizmie wymaga glukozy do funkcjonowania. Ponieważ komórki wykorzystują tę glukozę, wątroba i układ trawienny pracują szybko, aby ją zastąpić. Glukoza z spożywanego pokarmu jest przenoszona z żołądka i jelit do krwiobiegu. Wątroba przechowuje glukozę jako glikogen i musi rozbić tę dużą cząsteczkę, aby uwolnić glukozę do krwi. W twoim ciele glukoza jest w dynamicznej równowadze. Podczas gdy glukoza ma okresy wysokiego i niskiego stężenia, jest stosunkowo stabilna., Jeśli poziom glukozy w organizmie spadnie z równowagi dynamicznej lub nie można zastąpić glukozy używanej, w końcu umrze.

dynamika drapieżników i drapieżników

ekolodzy często badają relacje między wieloma gatunkami i ich wpływ na siebie nawzajem. Jedną z relacji w przyrodzie, która często wykazuje dynamiczną równowagę, jest dynamika drapieżno-drapieżna. Wyobraź sobie Rezerwat przyrody, który zawiera tylko króliki i wilki. Wraz ze wzrostem populacji królików zapewnia więcej pokarmu dla populacji wilków. To ustawia obie populacje w dynamicznej równowadze., Wilki, czerpiąc korzyści ze zwiększonej populacji królików, również zaczynają się rozmnażać. Po pewnym czasie populacja wilków również zaczyna dramatycznie wzrastać. Gdy rodzi się więcej wilków i je króliki, ich populacje stopniowo się zmniejszają. Wilki, wciąż rozmnażające się na wysokim poziomie, W końcu zaczynają zmniejszać populację królików, która nie może nadążyć. Króliki zmniejszają się, a ostatecznie wilki pozostają bez wystarczającej ilości jedzenia, aby utrzymać dużą populację., Ta dynamiczna równowaga obu populacji jest interesująca, ponieważ pokazuje bezpośredni związek przyczynowo-skutkowy między różnymi gatunkami w ekosystemie.

  • równowaga statyczna – gdy układ osiąga punkt stabilności, w którym żadne części nadal się nie poruszają.
  • równowaga – punkt w reakcji, w której najniższa energia swobodna występuje po obu stronach równania chemicznego.
  • Energia swobodna – energia w układzie zdolnym do wywołania reakcji.

Quiz

1., Wiele błon komórkowych posiada specjalne białka znane jako akwaporyny, które umożliwiają cząsteczkom wody przechodzenie przez błonę. Jeśli komórka zostanie umieszczona w środowisku izotonicznym, który z poniższych wyników zostanie uzyskany?
A. równowaga statyczna
B. równowaga dynamiczna
C. równowaga nie zostanie osiągnięta

odpowiedź na pytanie nr 1
B jest prawidłowa. Chociaż całkowity układ nie wykazuje zauważalnej zmiany, cząsteczki wody są stale wymieniane przez akwaporyny., Szybkość spożycia i wyjście są takie same w środowisku izotonicznym, który ma takie samo stężenie substancji rozpuszczonej jak wewnątrz komórki. Komórka opiera się na tej dynamicznej równowadze, aby kontynuować cykl składników odżywczych komórek i tlenu wewnątrz i na zewnątrz komórki.

2. Scenariusz 1: pudełko bananów jest zbalansowane w skali. Waga bananów jest równoważna przeciwwadze, a skala jest idealnie wyrównana. Scenariusz 2: małpa wchodzi i zjada banana. Waga traci równowagę, a przeciwwaga dotyka podłogi., Badacz dodaje banana do pudełka, wyrównując wagę. Małpa zjada kolejnego banana i cykl zaczyna się od nowa.
Jak opisałbyś te dwa scenariusze?
A. równowaga dynamiczna; równowaga statyczna
B. równowaga statyczna; równowaga dynamiczna
C. Oba są równowagą dynamiczną

odpowiedź na pytanie #2
B jest poprawna. W pierwszym scenariuszu skala jest w równowadze i nic się nie zmienia. To jest równowaga statyczna. W drugim scenariuszu skala nigdy nie jest w stanie równowagi, ale jest resetowana za każdym razem przez badacza., W ten sposób scenariusz pozostaje w dynamicznej równowadze. Chociaż dynamiczna równowaga może mieć zmiany w krótkim okresie, średnia w czasie jest stała.

3. Organizmy zawsze istnieją w dynamicznej równowadze, nigdy statycznej. Dlaczego?
A. energia, która podtrzymuje życie, jest utrzymywana w wiązaniach cząsteczek, które muszą być wykorzystane.
B. Wszystkie komórki posiadają błony, które pozwalają cząsteczkom wody istnieć w dynamicznej równowadze.
C. niektóre komórki występują w równowadze statycznej.

odpowiedź na pytanie #3
A jest poprawna., Glukoza jest główną cząsteczką, którą organizmy wykorzystują do magazynowania i przenoszenia energii. Aby uzyskać energię z glukozy i wykorzystać ją w procesach takich jak replikacja DNA, glukoza musi zostać rozbita. Inne części organizmu muszą zastąpić tę glukozę, jeśli proces ma być kontynuowany. Podczas gdy wszystkie komórki mają błony, nie wszystkie błony pozwalają wodzie swobodnie przepływać. W równowadze statycznej nic nie może zostać rozbite, a energia nie może zostać uwolniona.