淺析高中生物與化學知識的互相滲透

李潁春

摘要：在高中所學不同科目之間，存在這較為緊密的聯(lián)系，通過知識點的相互滲透，不僅能夠有助于我們在學習中的融會貫通，提升課堂學習效果，更能夠培養(yǎng)高中生對相關知識點的靈活應用與創(chuàng)新能力。本文以高中生物與化學知識的相互滲透為研究內(nèi)容，以加強高中生對學習的認識，培養(yǎng)解決問題的綜合能力，實現(xiàn)個人的全面發(fā)展。

關鍵詞：高中;生物;化學;互相滲透

在過去較長的一段時間里，受傳統(tǒng)理念的影響，不同學科之間的獨立性較高，以至于學生對所學知識的綜合應用能力普遍偏低，隨著社會發(fā)展對人才需求結(jié)構(gòu)的變化，社會各方面逐漸意識到這一問題的嚴重性。為實現(xiàn)高中生知識體系的全面構(gòu)建，則需要加強以獨立學科之間的相互滲透，其中就包括生物與化學這兩門具有緊密聯(lián)系的學科，通過實踐練習，不斷培養(yǎng)自身解決綜合型問題的能力。

一、化學中的有機物

作為生命體的基本構(gòu)成元素，C元素在化學方面也有著較為廣泛的應用，在了解C元素化學性質(zhì)的基礎上，還應當對其生命意義進行剖析，尤其是涉及到C元素參與組成的有機化合物。其中主要內(nèi)容包括C元素在不同有機化合物中的價電子數(shù)、電子層、共價鍵等，并由此過渡到與之相關的H、O、N等元素，如生命體中不可缺少的各種糖類、氨基酸、蛋白質(zhì)等，并通過研究其基本化合物的結(jié)構(gòu)組成，更加系統(tǒng)的掌握人體對不同有機化合物的作用過程。

二、化學中的極性與生物知識

以生命體最為重要的化合物之一為例，水是任何一種生物生存的基礎，然而，在化學知識體系中，水分子的化學式組成為H2O，其分子結(jié)構(gòu)如下圖所示：

圖1 水分子的化學結(jié)構(gòu)圖

由此可以看出，水分子的H原子并不是呈中心對稱分布，因此，這導致了水分子具有一定的分子極性，所以，水分子能夠利用這一極性與其它極性分子進行結(jié)合，實現(xiàn)對物質(zhì)的運輸、溶解等作用。

具體到有機物來看，蛋白質(zhì)是人體最為重要的有機物，在其空間結(jié)構(gòu)組成方面，蛋白質(zhì)分子中的疏水基被分子包裹在內(nèi)，能夠表現(xiàn)出親水性的親水基則密布在分子表面，與水分子進行結(jié)合，形成結(jié)合水。

與水分子一樣，組成生命體的大多數(shù)分子都屬于極性分子，它們通過分子間的極性相互作用，參與人體的各項生命活動。然而，有些極性分子也不同于水，這是由于分子表面疏水基的作用，從而避免生命體中的相關組成部分被水溶解。

三、生物知識與氧化還原反應

作為高中化學中最為基本的反應類型，氧化還原反應的基本內(nèi)容是元素間的電子轉(zhuǎn)移，在生物這一學科中，氧化還原反應的內(nèi)容較為普遍，其中組具有代表性的例子則是光合作用與呼吸作用。

綠色植物的光合作用公式如下：

6CO2+12H2O+能量→C6H12O6+6O2+6H2O（條件：酶和葉綠素）

綠色制度的呼吸作用公式如下：

C6H12O6+6O2+6H2O→6CO2+12H2O+能量（條件：酶）

由此可見，葉綠素是光合作用的關鍵，然而，對于呼吸作用來說，植物除了進行有氧呼吸以外，還能夠進行無氧呼吸，由于呼吸中參與化學反應的分子不同，因此，其生成物也有著明顯的區(qū)別，如下方程式所示;

C6H12O6→2CO2+2C2H5OH+能量

無論是光合作用還是呼吸作用，其中受涉及到了化合價的變化，也就是所謂的電子轉(zhuǎn)移過程，關于其中氧化劑與還原劑的確定，則需要進一步分析電子的轉(zhuǎn)移方向。

四、細胞膜生物功能的化學解釋

在高中生物的學習過程中，我們認識到細胞膜的主要功能是為脂溶性物質(zhì)提供最為便捷的自由擴散通道，并且，細胞膜雖不能被水溶解，卻能夠被脂溶性物質(zhì)所分解，這也就從側(cè)面解釋了在提取植物細胞中葉綠素時添加丙酮等有機溶劑的原因。

從化學組成的角度分析，生物細胞膜的組成結(jié)構(gòu)多以磷脂雙分子層的形式存在，其表面為磷脂分子的極性表現(xiàn)為親水性，在生物細胞膜的內(nèi)部則是以疏水性為主的脂肪酸鏈，所以，細胞膜能夠阻止其兩側(cè)水溶性物質(zhì)的自由通過，脂溶性物質(zhì)卻能夠輕易通過細胞膜。由于葉綠體中不同色素相對于層析液的溶解度的差異性，導致其在濾紙上的位置也有著明顯的區(qū)別，擴散速度由大到小分別為胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a和葉綠素b，在濾紙上的位置也依次由上到下排列。至于胡蘿卜素在層析液中溶解度最大的原因可以通過化學分子結(jié)構(gòu)進行解釋，其分子結(jié)構(gòu)為最基礎的C、H化合物，在層析液中能夠最大限度的被溶解，然而，相比較來說，葉黃素中存在的-OH使其極性增強，分子間的作用力變大，從而限制了葉黃素在有機溶劑中的擴散。盡管，葉綠素a與葉綠素b同屬葉綠素，都具有親水性，然而，相對于葉綠素b來說，葉綠素a的擴散速度要略大于葉綠素b。

總結(jié)

隨著高中各學科之間知識體系的相互滲透，多學科融合的現(xiàn)象已經(jīng)較為普遍，生物與化學都是涉及到人們生活的諸多方面，加強高中生在相關知識學習的同時，還應當在生活中進行多種學科知識的綜合應用。并且，通過高中生物與化學知識的相互滲透，能夠促進我們高中生自主學習能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，為自身的全面發(fā)展奠定堅實的基礎。

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