高中生物學有關原理及運用分析

高凱迪

（中國人民大學附屬中學國際部，北京 100000）

什么叫原理？《現代漢語詞典》解釋為:原理是具有普遍意義的道理。是帶有普遍性的、最基本的、可作為其他規律的基礎的規律?，F將有關的原理及具體運用分類歸納如下。

1 細胞學原理

植物細胞增殖、分化及全能性的原理運用于植物組織培養。細胞膜流動性的原理運用于動物細胞融合、原生質體融合。細胞的全能性和細胞膜流動性原理運用于植物體細胞雜交。動物細胞融合和動物細胞培養的原理運用于單克隆抗體的制備。抑制DNA分子復制的化學藥物能抑制癌細胞分裂，運用于治療癌癥。人工生物膜材料選擇透過性的特性，運用于海水淡化和污水凈化，以及透析型人工腎的研制。

2 生理學原理

2.1 酶的特性的原理

纖維素酶、果膠酶用于除去植物細胞壁，得到原生質體。胰蛋白酶處理動物組織分散細胞，可以得到單細胞懸浮液。蛋白質酶、脂肪酶、淀粉酶制成有助于消化的多酶片。添加蛋白質酶、脂肪酶、淀粉酶制成加酶洗衣粉，提高洗滌效果。高溫破壞酶的活性運用于高溫消毒法。酶的合成調節和酶的活性調節運用于微生物發酵過程的控制。

2.2 光合作用原理

光合作用的原理在農業生產上運用很廣。根據影響光合作用的因素分析，可以從五個方面來提高光能利用率:延長光照時間、增大光合作用面積、控制光照強度、提供足夠的二氧化碳、確保礦質元素的供應。如生產上采取的一些具體措施:合理密植既能增大光合作用面積又能增加二氧化碳的供應，間種套種能增大光合作用面積，多施有機肥能提高二氧化碳的濃度又能增加土壤中的礦質元素，溫室內通過調節溫度控制光合作用，補充光照，合理施肥等等。

生長素（包括生長素類似物）促進果實發育運用于培育無子番茄、辣椒、黃瓜。高濃度生長素抑制植物生長，甚至殺死植物的原理，運用于研制植物除草劑。生長素能促進扦插枝條生根運用于提高扦插枝條的成活率。生長素能保蕾保鈴，防止落花落果，運用于棉花保蕾保鈴。頂端優勢原理運用于園林修剪造型。

2.3 高等動物生命活動調節原理

激素調節的原理運用于治療內分泌失調癥。例如，注射胰島素治療糖尿病。注射性激素調整運動員的月經期。條件反射的建立和強化的原理運用于訓練動物表演節目。二氧化碳刺激呼吸中樞的原理，運用于搶救病人輸入含有二氧化碳的氧氣。興奮在神經元之間傳遞的原理運用于研制止痛藥、鎮痛藥、安眠藥麻醉藥等。

3 遺傳學原理

基因是控制生物性狀的基本單位，是有遺傳效應的DNA片段，具有一定的獨立性。不同生物的DNA化學組成相同，空間結構相似，可以進行拼接和重組。生物共用一套密碼子，同一種基因在不同的生物體內表達出來的蛋白質是相同的。這些基本原理都運用在基因工程之中。利用運載體上的標記基因的性狀容易觀察和檢測的特點，用來篩選含有目的基因（重組質粒）的受體細胞。

DNA分子雜交的原理運用于研制DNA探針。DNA探針是指用放射性標記或熒光分子標記的DNA片段（基因）。鑒定被測標本上的遺傳信息（堿基排列順序）。

3.1 遺傳的基本規律原理

根據顯隱性關系和性狀分離的原理，在育種過程中得到的F1不能隨意丟棄。在F2中才會出現性狀分離，所以，選擇從F2開始。近親結婚會增加隱性遺傳病的發病率的原理運用于制定禁止近親結婚的法律依據。根據不同類型的遺傳病發病特點，推算后代患病的概率，進行遺傳咨詢。

3.2 生物變異原理

生物變異的原理主要運用于培育生物新品種。用人為的方法改變生物的遺傳物質，導致生物出現新的性狀，從中選擇出滿足人們需要的性狀，并加以培育，得到新品種。這是遺傳育種的總原理。具體有:基因突變（人工誘變）的原理運用于誘變育種。基因重組（DNA重組）的原理運用于雜交育種。染色體數目（整倍性減少）的變異的原理運用于單倍體育種。染色體數目（整倍性增加）的變異的原理運用于多倍體育種。不同物種生物的DNA重組的原理運用于基因工程育種。

4 生態學原理

4.1 生態因素原理

光周期長短影響植物開花的原理，運用于調控植物開花時間和花期。光周期長短影響動物繁殖的原理，運用于控制人工飼養動物的繁殖。生物之間的天敵關系（捕食或寄生）的原理運用于生物防治害蟲。昆蟲趨光性的原理運用于利用黑光燈誘殺農業害蟲。（非生物因素影響生物的原理，見生理學原理部分。）

4.2 種群特征原理

掌握種群數量變化的規律，有利于野生生物資源的合理利用和保護，以及有害生物的防治。環境最大承載量（K值）運用于草原放牧量、池塘養殖量等的控制。種群數量在K/2值時是最佳捕撈時期?？刂瞥錾实脑磉\用于我國制定計劃生育國策。性別比例和出生率的關系原理，運用于性引誘劑誘殺雄性個體破壞性別比例。

4.3 生態系統原理

調整生態系統的能量流動的原理，運用于農田采取“除草、殺蟲、防病”的措施，使能量流向對人類最有益的部分。增強生態系統的抵抗力穩定性的原理，運用于“退耕還林、退田還湖”政策的制定。群落垂直結構和不同生物習性的差異的原理，運用于池塘的混合放養，稻田養魚，農作物套種等，提高空間利用率。根據物質循環使用，能量多級利用的原理，設計和發展生態農業。增加植被面積，綠化環境減輕溫室效應、煙塵、噪聲、酸雨等環境問題。食物鏈和食物網的關系原理，嚴格控制外來物種的引進，以及海關的動植物檢疫。

5 免疫學原理

根據皮膚是人體的第一道防線的原理，在皮膚受傷擦破時要及時消毒，加以保護。人工自動免疫和被動免疫的原理，運用于免疫預防和免疫治療。例如，注射乙肝疫苗預防乙型肝炎，注射免疫球蛋白，增強人體對疾病的抵抗能力。過敏反應的相關原理的運用，為防止藥物過敏，注射之前要進行皮試，例如，注射青霉素。根據異體器官移植可能會產生排斥反應的原理，在器官移植之前，對供體和受體之間的組織相溶性抗原要進行檢測，有一半以上相同，才可以進行器官移植，并且可以通過使用免疫抑制藥物，減弱排斥反應。單克隆抗體特異性的原理運用于研制生物導彈。

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[2]范振全，呂梁高等“.教育原理”指導下的高中生物課之設想[J].?？茖W校學報，2005-09-10.

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