高中阶段涉及的生物学原理

高中阶段涉及的生物学原理

什么叫原理？《辞海》解释为：“原理通常指科学的某一领域部门中具有普遍意义的基本理论。以大量实践为基础，正确性为实践所检验与确定”。的确，在高中生物学中是有许多基础知识作为原理，并运用于工农业生产、卫生保健、环境保护和日常生活实际等等。现将有关的原理及具体运用分类归纳如下：

1、细胞学原理

细胞的全能性是指生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能的特性，其全能性原理是生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的全套遗传物质，都有发育成为完整个体所需的全部基因。可以应用于快速繁殖、培育无病毒植株；生产药物、食品添加剂、香料、色素和杀虫剂等；生产人工种子；用于植物体细胞杂交及转基因植物的培育。动物细胞培养的原理是细胞增殖，运用其原理可以生产蛋白制品（疫苗、干扰素、单克隆抗体等）；检测毒物毒性；研究病理和药理等。对于白血病患者，目前较为成功的治疗方法主要是骨髓移植法。其主要原理是利用正常人的骨髓中的造血干细胞分裂、分化来产生正常的白细胞，从而使病人的生理机能恢复正常。

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

植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，故用纤维素酶、果胶酶可以除去植物细胞壁，得到原生质体。动物细胞间质主要含有胶原蛋白等成分，在进行动物细胞培养时，用胰蛋白酶处理才能获得单个细胞。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。

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CO2、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

CO2的供应，间种套种能增大光合作用面积，多施有机肥能提高CO2的浓度又能增加土壤中的矿质元素。通常情况下，为加快植株生长速度或促进植株开花、提高花卉品质，花卉生产者会在温室里安装CO2发生器，通过提高温室内CO2浓度来促进植株光合作用。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。农作物、果树管理后期适当摘除老叶、残叶及茎叶蔬菜及时换新叶，都是根据其原理，又可降低其呼吸作用消耗有机物。

2.3呼吸作用原理

根据生产和生活实际情况，一定的程度上控制细胞呼吸，包括增强或减弱。根据影响细胞呼吸的主要因素，如温度、氧气浓度、水分、酶激活剂和抑制剂等，采取相应的措施。利用细胞呼吸原理运用于手指受伤时，选择透气的消毒纱布包扎；稻田定期排水；利用葡萄、粮食和酵母菌制酒等。贮存干种子要做到“三低”，即低温、低氧（避免无氧呼吸产生酒精）、低水。蔬菜和水果长时间储藏、保鲜所需要的条件应为“低温、湿度适中、低氧”。温室内夜间降低温度，减弱细胞呼吸，减少有机物的消耗。无土栽培时在培养液中通入氧气，促进根的呼吸作用等等。有氧运动可以帮助燃烧脂肪，活化新陈代谢功能，让细胞、肌肉都沉浸于氧气充足的欢愉中。因此要提倡有氧运动，如步行、慢跑、滑冰、游泳、骑自行车、打太极拳、跳健身舞、做韵律操等。在人工种植的密林中，适度的砍伐是有利于提高木材产量，其基本原理是降低树木群体的呼吸消耗占其光合作用固定的能量中的比例。

2.4水分代谢原理

水分代谢过程中包含吸胀作用原理、渗透作用原理、蒸腾作用原理。根据这些原理有许多相应措施。例如，纤维素能吸胀吸水运用于制造吸水纸。利用高浓度食盐溶液杀菌防腐的原理是由于渗透作用，使细菌细胞的水渗出而死亡。75%的酒精杀菌消毒的原理是75%的酒精能渗入细胞内，使蛋白质凝固变性，从而使微生物渗透失水而死亡。因此75%的酒精溶液常用于手术前、打针、换药、针灸前皮肤脱碘消毒以及机械消毒等。移栽幼苗时去掉部分叶片，减少水分蒸腾散失。带土移栽保护幼根，有利于吸收水分。根据不同植物的需水规律进行合理灌溉。

2.5矿质代谢原理

矿质代谢是指植物体对矿质元素的吸收、运输和利用。吸收的选择性原理，运用于合理施肥，以及农作物轮作提高土壤矿质元素利用率。溶液培养法原理运用于无土栽培技术，即在水培养液中应当配制好植物必需的大量和微量矿质元素含量，有利于植物生长，从而培育无公害蔬菜。

2.6人体三大有机物代谢原理

人体内三大有机物代谢的基础知识与人体健康联系紧密内容丰富。合理的营养和良好的饮食习惯是人体健康的基础。具体列举部分原理运用如下：磷脂是合成脂蛋白重要原料的原理，运用于多吃含卵磷脂的食物运用于预防脂肪肝，“少吃多动”减肥法。蛋白质在人体内不能贮存，以及人体需要八种必需氨基酸，运用于人体每天需要摄入一定量的蛋白质。人体细胞生长发育等生理活动所需的各种营养物质的原理，运用于食物要多样化，不能偏食。

2.7动物和人的生命活动调节原理

2.7.1高等动物的生命活动调节原理

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。饮食中缺碘，会引起甲状腺增生肿大，称地方性甲状腺肿，俗称“大脖子病”。我国推广的食盐加碘为主的综合防治措施对预防碘缺乏症有较好效果，另外，常吃海带等含碘丰富的海藻对防治该病效果也较好。

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少量二氧化碳的氧气。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。

2.7.2昆虫激素的原理及运用

保幼激素能使昆虫保持幼虫状态的生理学原理，运用于提高蚕丝产量，在家蚕结茧前（蚕的幼虫后期），绢丝腺发育的旺盛期，在喂饲的桑叶上喷洒一定浓度的人工合成保幼激素的类似物，可延期吐丝作茧化蛹，即保持幼虫期长一些，多吃桑叶，绢丝腺发育更好一些，使吐的丝更多，茧更厚，质量更好。另外运用激素原理来防止鳞翅目昆虫的菜青虫，可采用的方法是在低龄幼虫阶段，给予抑制保幼激素合成的几丁质合成抑制剂（昆虫神经肽咽侧体抑制激素），使幼虫不能正常合成保幼激素，从而使幼虫不能正常蜕皮后马上化蛹，不能正常生活而死亡。对菜青虫用蜕皮激素（或类似物）处理，促使其加速变成成虫，缩短危害作物的幼虫期，以达到防治害虫的目的。

2.7.3其他动物激素在生产中的利用

用催情激素诱发鱼类的发情和产卵，提高鱼类的受孕率。根据性激素的作用原理，对奶牛、猪、羊等动物注射生长激素，可促进生长；也可进行阉割，以缩短生长周期，提高产量。

2.8植物激素调节原理

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