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浅析高中生物与化学知识的互相渗透

2019-02-06李颍春

神州·上旬刊 2019年1期
关键词:高中化学生物

李颍春

摘要:在高中所学不同科目之间,存在这较为紧密的联系,通过知识点的相互渗透,不仅能够有助于我们在学习中的融会贯通,提升课堂学习效果,更能够培养高中生对相关知识点的灵活应用与创新能力。本文以高中生物与化学知识的相互渗透为研究内容,以加强高中生对学习的认识,培养解决问题的综合能力,实现个人的全面发展。

关键词:高中;生物;化学;互相渗透

在过去较长的一段时间里,受传统理念的影响,不同学科之间的独立性较高,以至于学生对所学知识的综合应用能力普遍偏低,随着社会发展对人才需求结构的变化,社会各方面逐渐意识到这一问题的严重性。为实现高中生知识体系的全面构建,则需要加强以独立学科之间的相互渗透,其中就包括生物与化学这两门具有紧密联系的学科,通过实践练习,不断培养自身解决综合型问题的能力。

一、化学中的有机物

作为生命体的基本构成元素,C元素在化学方面也有着较为广泛的应用,在了解C元素化学性质的基础上,还应当对其生命意义进行剖析,尤其是涉及到C元素参与组成的有机化合物。其中主要内容包括C元素在不同有机化合物中的价电子数、电子层、共价键等,并由此过渡到与之相关的H、O、N等元素,如生命体中不可缺少的各种糖类、氨基酸、蛋白质等,并通过研究其基本化合物的结构组成,更加系统的掌握人体对不同有机化合物的作用过程。

二、化学中的极性与生物知识

以生命体最为重要的化合物之一为例,水是任何一种生物生存的基础,然而,在化学知识体系中,水分子的化学式组成为H2O,其分子结构如下图所示:

图1 水分子的化学结构图

由此可以看出,水分子的H原子并不是呈中心对称分布,因此,这导致了水分子具有一定的分子极性,所以,水分子能够利用这一极性与其它极性分子进行结合,实现对物质的运输、溶解等作用。

具体到有机物来看,蛋白质是人体最为重要的有机物,在其空间结构组成方面,蛋白质分子中的疏水基被分子包裹在内,能够表现出亲水性的亲水基则密布在分子表面,与水分子进行结合,形成结合水。

与水分子一样,组成生命体的大多数分子都属于极性分子,它们通过分子间的极性相互作用,参与人体的各项生命活动。然而,有些极性分子也不同于水,这是由于分子表面疏水基的作用,从而避免生命体中的相关组成部分被水溶解。

三、生物知识与氧化还原反应

作为高中化学中最为基本的反应类型,氧化还原反应的基本内容是元素间的电子转移,在生物這一学科中,氧化还原反应的内容较为普遍,其中组具有代表性的例子则是光合作用与呼吸作用。

绿色植物的光合作用公式如下:

6CO2+12H2O+能量→C6H12O6+6O2+6H2O(条件:酶和叶绿素)

绿色制度的呼吸作用公式如下:

C6H12O6+6O2+6H2O→6CO2+12H2O+能量(条件:酶)

由此可见,叶绿素是光合作用的关键,然而,对于呼吸作用来说,植物除了进行有氧呼吸以外,还能够进行无氧呼吸,由于呼吸中参与化学反应的分子不同,因此,其生成物也有着明显的区别,如下方程式所示;

C6H12O6→2CO2+2C2H5OH+能量

无论是光合作用还是呼吸作用,其中受涉及到了化合价的变化,也就是所谓的电子转移过程,关于其中氧化剂与还原剂的确定,则需要进一步分析电子的转移方向。

四、细胞膜生物功能的化学解释

在高中生物的学习过程中,我们认识到细胞膜的主要功能是为脂溶性物质提供最为便捷的自由扩散通道,并且,细胞膜虽不能被水溶解,却能够被脂溶性物质所分解,这也就从侧面解释了在提取植物细胞中叶绿素时添加丙酮等有机溶剂的原因。

从化学组成的角度分析,生物细胞膜的组成结构多以磷脂双分子层的形式存在,其表面为磷脂分子的极性表现为亲水性,在生物细胞膜的内部则是以疏水性为主的脂肪酸链,所以,细胞膜能够阻止其两侧水溶性物质的自由通过,脂溶性物质却能够轻易通过细胞膜。由于叶绿体中不同色素相对于层析液的溶解度的差异性,导致其在滤纸上的位置也有着明显的区别,扩散速度由大到小分别为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b,在滤纸上的位置也依次由上到下排列。至于胡萝卜素在层析液中溶解度最大的原因可以通过化学分子结构进行解释,其分子结构为最基础的C、H化合物,在层析液中能够最大限度的被溶解,然而,相比较来说,叶黄素中存在的-OH使其极性增强,分子间的作用力变大,从而限制了叶黄素在有机溶剂中的扩散。尽管,叶绿素a与叶绿素b同属叶绿素,都具有亲水性,然而,相对于叶绿素b来说,叶绿素a的扩散速度要略大于叶绿素b。

总结

随着高中各学科之间知识体系的相互渗透,多学科融合的现象已经较为普遍,生物与化学都是涉及到人们生活的诸多方面,加强高中生在相关知识学习的同时,还应当在生活中进行多种学科知识的综合应用。并且,通过高中生物与化学知识的相互渗透,能够促进我们高中生自主学习能力、创新能力的培养,为自身的全面发展奠定坚实的基础。

参考文献:

[1]试论高中生物分子和细胞的学习[J].王子今.中华少年.2018 (04)

[2]高中生物学习习惯的培养研究[J].张佳韵.好家长.2018 (03)

[3]浅谈高中生物学习的方法[J].韩雨辰.中华少年.2018 (02)

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