數學知識在高中生物學中的應用

陸妍

【摘要】生物學是高中理科重要的一門必學課程，其具有嚴密性以及定量化等方面的特征.基于生物課程的該項特征，那么這就需要將數學有關思想應用于高中生物課程學習之中，只有如此，才是生物學課程深入發展的一個重要的標志.本文主要闡述了幾種數學方法在高中生物學相關知識中的應用，旨在為其他同學學習高中生物學知識提供必要的參考與途徑，以共同提高高中生物學成績.

【關鍵詞】數學知識；函數；高中生物學；應用

生物學作為一門基礎性的學科，其與很多學科均存在直接或者間接性的關聯性.筆者在實際學習過程中發現，高中生物有很多需要數學運算方面的題目.對此，應該將數學知識用于高中生物學的學習之中，以提高我們每名同學的高中生物成績.

一、函數與方程在高中生物學中的應用

在高中生物學知識中，有大量的數量關系互相關聯、互為結果，若將其聯系到一塊，將其制約關系加以充分利用，能夠有效地解決很多常規方法無法解決的問題.

例1某氨基酸的相對分子質量為128，現對某種蛋白質經相關技術手段測定分析，最終得出其相對分子質量為5646，根據如上數據對此蛋白質的肽鏈數量與氨基酸數目進行確定.

解析根據上述題干條件可以得出該蛋白質包含的氨基酸數目與肽鏈數量存在著一定的函數關系，于是可以假設該蛋白質包含氨基酸的數量為x個，共有y條肽鏈，于是可以得到下列等式，即：128x-18（x-y）=5646，由于x與y均為自然數，因此可以得出二者的解，即：x=51，y=2.

二、數學坐標曲線的應用

在高中生物學中，往往會運用到數學坐標曲線的一些相關知識，可以反映某一個特定的生理過程或者生命活動規律相關變量之間存在的相關性.其可以較好地體現數形結合的數學思維，其可以將復雜或者抽象的數量關系與直觀形象的圖形之間進行相互滲透.在高考試題中往往會對學生此種能力進行考查.例如：有絲分裂以及減數分裂過程中染色體、DNA的數量變化等，對于我們每名學生而言，顯得非常抽象，那么在實際學習該節內容時，應該將染色體、DNA變化規律轉化成為數學直角坐標圖，從而能夠非常直觀地了解其中的變化情況.在對圖像進行運用時，聯合精練的語言進行描述，可以讓自己在學習時，能夠一邊觀察圖像一邊對相關知識進行理解與記憶，不僅感覺新穎靈活，而且又可以感受到知識在不斷地擴展.

例2某科學家采用放射性同位素分別標記的兩種堿基T與U培養基對蠶豆根尖分生區細胞加以培養，對細胞有絲分裂情況進行觀察，已知蠶豆有絲分裂的周期為20 h，按照上述2種堿基被細胞利用的速率繪制出如下圖所示的圖形.下列四項分析中，不正確的是（）

A.在b點時刻，細胞正合成大量的RNA

B.在d點時刻，細胞中的DNA含量已經達到極值

C.在ce階段，細胞最易發生基因突變

D.在顯微條件下，處于ae階段的細胞數量最多.

解析根據題意可知，圖中曲線主要處于有絲分裂的分裂間期.因為縱坐標表示堿基的利用速率，故b點表示大量合成RNA，d點表示大量合成DNA，而不是DNA量達到最大值，其最大值大約在e點.可見，正確理解縱坐標是最關鍵的.因此選擇答案B.

三、柱形圖與扇形圖

上述兩種類型的圖形均屬于數學中較為常見的兩種表示方法，高考試題中常常會對此類知識的運用進行考查.上述兩種圖形均是對學生的識圖、判斷以及綜合分析能力、圖形與語言之間的互相轉化能力的考查.一般在細胞分裂各個時期的染色體、染色單體以及DNA等數量關系的特點等知識中進行考查.

例3對于處于有絲分裂中的動物細胞而言，當中心體朝著兩極進行移動的時候，染色體a、染色體b、DNA分子數c可用如下哪個圖形進行表示（）.

解析本題將常見的細胞分裂圖轉化為柱形圖，考查學生的思維轉化能力.中心體移向兩極時處于細胞分裂的前期，此時每條染色體含有兩條染色單體、兩個DNA分子.因此應該選擇答案B.

結論

綜上所述，通過函數與方程在高中生物學中的應用、數學坐標曲線的應用、柱形圖與扇形圖的應用的舉例分析，為我們每名同學給出了數學知識與高中生物學有機結合的啟示，能夠更好地幫助我們解決高中生物學中的相關知識.