高中生物学有关原理及运用分析

高凯迪

（中国人民大学附属中学国际部，北京 100000）

什么叫原理？《现代汉语词典》解释为:原理是具有普遍意义的道理。是带有普遍性的、最基本的、可作为其他规律的基础的规律。现将有关的原理及具体运用分类归纳如下。

1 细胞学原理

植物细胞增殖、分化及全能性的原理运用于植物组织培养。细胞膜流动性的原理运用于动物细胞融合、原生质体融合。细胞的全能性和细胞膜流动性原理运用于植物体细胞杂交。动物细胞融合和动物细胞培养的原理运用于单克隆抗体的制备。抑制DNA分子复制的化学药物能抑制癌细胞分裂，运用于治疗癌症。人工生物膜材料选择透过性的特性，运用于海水淡化和污水净化，以及透析型人工肾的研制。

2 生理学原理

2.1 酶的特性的原理

纤维素酶、果胶酶用于除去植物细胞壁，得到原生质体。胰蛋白酶处理动物组织分散细胞，可以得到单细胞悬浮液。蛋白质酶、脂肪酶、淀粉酶制成有助于消化的多酶片。添加蛋白质酶、脂肪酶、淀粉酶制成加酶洗衣粉，提高洗涤效果。高温破坏酶的活性运用于高温消毒法。酶的合成调节和酶的活性调节运用于微生物发酵过程的控制。

2.2 光合作用原理

光合作用的原理在农业生产上运用很广。根据影响光合作用的因素分析，可以从五个方面来提高光能利用率:延长光照时间、增大光合作用面积、控制光照强度、提供足够的二氧化碳、确保矿质元素的供应。如生产上采取的一些具体措施:合理密植既能增大光合作用面积又能增加二氧化碳的供应，间种套种能增大光合作用面积，多施有机肥能提高二氧化碳的浓度又能增加土壤中的矿质元素，温室内通过调节温度控制光合作用，补充光照，合理施肥等等。

生长素（包括生长素类似物）促进果实发育运用于培育无子番茄、辣椒、黄瓜。高浓度生长素抑制植物生长，甚至杀死植物的原理，运用于研制植物除草剂。生长素能促进扦插枝条生根运用于提高扦插枝条的成活率。生长素能保蕾保铃，防止落花落果，运用于棉花保蕾保铃。顶端优势原理运用于园林修剪造型。

2.3 高等动物生命活动调节原理

激素调节的原理运用于治疗内分泌失调症。例如，注射胰岛素治疗糖尿病。注射性激素调整运动员的月经期。条件反射的建立和强化的原理运用于训练动物表演节目。二氧化碳刺激呼吸中枢的原理，运用于抢救病人输入含有二氧化碳的氧气。兴奋在神经元之间传递的原理运用于研制止痛药、镇痛药、安眠药麻醉药等。

3 遗传学原理

基因是控制生物性状的基本单位，是有遗传效应的DNA片段，具有一定的独立性。不同生物的DNA化学组成相同，空间结构相似，可以进行拼接和重组。生物共用一套密码子，同一种基因在不同的生物体内表达出来的蛋白质是相同的。这些基本原理都运用在基因工程之中。利用运载体上的标记基因的性状容易观察和检测的特点，用来筛选含有目的基因（重组质粒）的受体细胞。

DNA分子杂交的原理运用于研制DNA探针。DNA探针是指用放射性标记或荧光分子标记的DNA片段（基因）。鉴定被测标本上的遗传信息（碱基排列顺序）。

3.1 遗传的基本规律原理

根据显隐性关系和性状分离的原理，在育种过程中得到的F1不能随意丢弃。在F2中才会出现性状分离，所以，选择从F2开始。近亲结婚会增加隐性遗传病的发病率的原理运用于制定禁止近亲结婚的法律依据。根据不同类型的遗传病发病特点，推算后代患病的概率，进行遗传咨询。

3.2 生物变异原理

生物变异的原理主要运用于培育生物新品种。用人为的方法改变生物的遗传物质，导致生物出现新的性状，从中选择出满足人们需要的性状，并加以培育，得到新品种。这是遗传育种的总原理。具体有:基因突变（人工诱变）的原理运用于诱变育种。基因重组（DNA重组）的原理运用于杂交育种。染色体数目（整倍性减少）的变异的原理运用于单倍体育种。染色体数目（整倍性增加）的变异的原理运用于多倍体育种。不同物种生物的DNA重组的原理运用于基因工程育种。

4 生态学原理

4.1 生态因素原理

光周期长短影响植物开花的原理，运用于调控植物开花时间和花期。光周期长短影响动物繁殖的原理，运用于控制人工饲养动物的繁殖。生物之间的天敌关系（捕食或寄生）的原理运用于生物防治害虫。昆虫趋光性的原理运用于利用黑光灯诱杀农业害虫。（非生物因素影响生物的原理，见生理学原理部分。）

4.2 种群特征原理

掌握种群数量变化的规律，有利于野生生物资源的合理利用和保护，以及有害生物的防治。环境最大承载量（K值）运用于草原放牧量、池塘养殖量等的控制。种群数量在K/2值时是最佳捕捞时期。控制出生率的原理运用于我国制定计划生育国策。性别比例和出生率的关系原理，运用于性引诱剂诱杀雄性个体破坏性别比例。

4.3 生态系统原理

调整生态系统的能量流动的原理，运用于农田采取“除草、杀虫、防病”的措施，使能量流向对人类最有益的部分。增强生态系统的抵抗力稳定性的原理，运用于“退耕还林、退田还湖”政策的制定。群落垂直结构和不同生物习性的差异的原理，运用于池塘的混合放养，稻田养鱼，农作物套种等，提高空间利用率。根据物质循环使用，能量多级利用的原理，设计和发展生态农业。增加植被面积，绿化环境减轻温室效应、烟尘、噪声、酸雨等环境问题。食物链和食物网的关系原理，严格控制外来物种的引进，以及海关的动植物检疫。

5 免疫学原理

根据皮肤是人体的第一道防线的原理，在皮肤受伤擦破时要及时消毒，加以保护。人工自动免疫和被动免疫的原理，运用于免疫预防和免疫治疗。例如，注射乙肝疫苗预防乙型肝炎，注射免疫球蛋白，增强人体对疾病的抵抗能力。过敏反应的相关原理的运用，为防止药物过敏，注射之前要进行皮试，例如，注射青霉素。根据异体器官移植可能会产生排斥反应的原理，在器官移植之前，对供体和受体之间的组织相溶性抗原要进行检测，有一半以上相同，才可以进行器官移植，并且可以通过使用免疫抑制药物，减弱排斥反应。单克隆抗体特异性的原理运用于研制生物导弹。

[1]程佳莉，汪忠.美国高中生物教材《Biology-Principles&Explorations》[J].外国中小学教育2007-07-08.

[2]范振全，吕梁高等“.教育原理”指导下的高中生物课之设想[J].专科学校学报，2005-09-10.

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