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，更能夠培養高中生對相關知識點的靈活應用與創新能力。本文以高中生物與化學知識的相互滲透為研究內容，以加強高中生對學習的認識，培養解決問題的綜合能力，實現個人的全面發展。

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，隨著社會發展對人才需求結構的變化，社會各方面逐漸意識到這一問題的嚴重性。為實現高中生知識體系的全面構建，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系的學科，通過實踐練習，不斷培養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。其中主要內容包括C元素在不同有機化合物中的價電子數、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、蛋白質等，并通過研究其基本化合物的結構組成，更加系統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，其分子結構如下圖所示：

圖1 水分子的化學結構圖

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合，實現對物質的運輸、溶解等作用。

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

與水分子一樣，組成生命體的大多數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容是元素間的電子轉移，在生物這一學科中，氧化還原反應的內容較為普遍，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所分解，這也就從側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構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為親水性，在生物細胞膜的內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水溶性物質的自由通過，脂溶性物質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構進行解釋，其分子結構為最基礎的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

隨著高中各學科之間知識體系的相互滲透，多學科融合的現象已經較為普遍，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、創新能力的培養，為自身的全面發展奠定堅實的基礎。

參考文獻：

[1]試論高中生物分子和細胞的學習[J].王子今.中華少年.2018 （04）

[2]高中生物學習習慣的培養研究[J].張佳韻.好家長.2018 （03）

[3]淺談高中生物學習的方法[J].韓雨辰.中華少年.2018 （02）