高中生物与化学知识的互相渗透

【摘要】高中生物与化学知识之间的关系是非常紧密的，两种学科之间相互渗透，能够促进学生对学科内容的理解，提高学生解决综合问题的能力。本文正是基于两学科之间的渗透关系，谈谈个人的意见和看法。

【关键词】高中生物 化学知识 渗透 有机整合

【中图分类号】G633 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2012）08-0179-02

自从50年代以后，学科之间发生了本质的改变，综合型学科的相关知识和运用得到人们越来越多的关注，相应的教育课程为了适应现代社会的发展要求，必然要在高中课程安排方面加强不同学科之间的联系，实现不同学科相互渗透的作用，例如，生物和化学知识的有机整合被称为生命化学，最终达到提高学生认识综合性问题、解决综合型问题的能力。

一、化学中以C元素为基本元素合成的有机物

我们都知道，生物体的化学元素中，C元素是最基本的组成元素，通过引导学生了解C元素的化学性质和由其组成的有机化合物来研究：C元素的结构、电子层、共价键，正是由于这些共价键的存在才能组成有机物，进而研究结合H、O、N等元素组成的有机物糖类、脂类、核酸和蛋白质等有机物，这些有机物在生物中的作用非常重要。

二、化学中的极性键，非极性键，极性分子和非极性分子，分子间作用力和氢键等知识点

水是生物体其中的一个化合物，这是因为水作为极性分子的关系，笔者认为，在教学过程中，教师通过给学生展示水分子的结构示意图，让学生明白水分子的极性，它可以和多种极性分子和极性表面结合，在活细胞中，水可以和纤维素、淀粉和蛋白质等多种分子结合。

具体到原生质，由于化学成分主要是蛋白质，蛋白质分子形成空间结构时，疏水基包在分子内部，而许多亲水基（如-NH2，-COOH等）暴露在分子的表面，则原子层具有显著的亲水性，其表面吸引着很多水分子，这些水分子不能自由流动，成为结合水，成为细胞结构的重要组成成份。另外自由水是良好的溶剂，也与水分子的极性有关。生命系统中很多分子都是电解质或是极性分子。如：糖类分子，它们都能溶于水。而没有极性的分子，如：脂类分子不溶于水，是生物膜的主要成份，由于它们的疏水性，膜才能存在而不被水溶解。

三、氧化还原反应

氧化还原反应有很多，其本质是通过电子的转移发生的，氧化还原反应渗透到生物教学中的例子是光合作用和呼吸作用，光合作用的公式为：6CO2+12H2O+能量（条件：酶和叶绿素）C6H12O6 + 6O2 + 6H2O；呼吸作用的公式为：有氧呼吸：C6H12O6（一般为葡萄糖） +6H2O +6O2 （条件：酶）6CO2 +12H2O + 能量；无氧呼吸：1.植物： C6H12O6（一般为葡萄糖） 2C2H5OH（酒精）+ 2CO2+能量；2.动物：C6H12O6（一般为葡萄糖） 2C3H6O3（乳酸）+ 能量。上述两个反应中化合价的变化，反应过程中电子的转移情况，是否发生还原，有没有氧化剂等问题都是我们需要探讨的教学内容。加深理解光合作用和呼吸作用实际是氧化还原反应过程。

四、细胞膜的功能

学习细胞膜的功能时，知道脂溶性的物质可以通过自由扩散优先通过细胞膜，并且细胞膜会被溶解脂类物质的溶剂溶解。在叶绿体色素提取、分离的实验中，提取色素为什么用丙酮等有机溶剂，分离的色素在滤纸条上的位置为什么由上而下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。分析生物膜的基本骨架是磷脂双分子层，其表面是磷脂分子的亲水端，内部是磷脂分子疏水的脂肪酸链。使膜两侧的水溶性物质不能自由通过，脂溶性物质易通过。而叶绿体中四类色素都是脂溶性化合物，在叶绿体中与类囊体膜类脂相结合不溶于水，可通过范德华力与有机溶剂相互吸引，故必须用有机溶剂提取。而四种色素在层析液中溶解度不同，扩散速度不同。胡萝卜素分子最小，且是单纯的碳氢化合物，溶解度最大，扩散速度最快。叶黄素中有两个-OH、极性增加，其分子量稍大于胡萝卜素，低于叶绿素，所以扩散速度仅次于胡萝卜素。叶绿素a、叶绿素b都有一个亲水的“头部”，扩散速度慢，但叶绿素a扩散速度快于叶绿素b，所以叶绿素b扩散的最慢。

五、环境污染

另外，环境污染的危害，可渗透的化学知识点有：化石燃料、臭氧的化学性质、臭氧的生态意义、臭氧层被破坏的原因、卤代烃中氟氯烃的化学性质，以及它破坏臭氧层的原理，尾气的吸收、污水处理、废渣利用可迁移到生态环境保护内容上。高三教材在阐述生物膜的意义时，提到科学家研制的透析型人工肾（一种人工合成的膜材料）替代人体的病变器官行使正常的生理功能。其透析原理同化学上讲的胶体的渗析类似。发酵工程中产品的分离提纯，酶工程中酶的固定化（葡萄糖异构酶吸附到离子交换树脂上），可渗透化学知识，离子交换法、蒸馏、萃取。让学生联系化学上硬水软化的方法——离子交换法等。

还有许多化学教材内容与生物教材内容部分重叠，有的较为深入。教学中可将二者综合，引导学生讨论。使获得的知识更加丰满。如：化学中酸雨的危害、空气中二氧化硫的主要来源、污染源的治理，以及环境保护水污染物的种类、光化学烟雾污染的问题、碘化物的用途（在人体中的生理作用）。

如今社会发展迅速，现代社会要求我们具备综合型的素质和能力，这点无论是在教学过程中，还是在受教过程中，都需要我们具备综合型的能力，教师需要不断丰富自己，提供学生综合型的教育理念，而学生需要接受不同学科之间相互渗透带给他们的好处。随着不断进步的科学技术，学科之间的交叉渗透逐渐增加，在21世纪将得到进一步加强。而学科知识的划分，虽然极大地促进了人们对已有知识的学习，但过分强调学科知识反而使人们局限于分割的条块知识，使人们对事物的认识产生了片面性。世界上大多数国家，高中理科是采用分科教学，我国高中和大部分初中，虽然未开设综合理科课程，但高考开始了理科综合考试。面对改革作为中学教师，在生物单科教学中，既要加强生物学科基础，也应有意识地进行综合渗透教学，把其它学科知识内容融入到生物教学中，要突破学科的封闭性，进行开放式教学。在化学教学中，同样也要注意与生物知识的联系，从而使两门学科的教学相互促进，打破学科界限，最终达到双赢的目的。

参考文献：

[1]宋茂卿.浅谈高中生物知识与化学知识的有机整合[J].教学创新， 2007，（10）.

[2]杨丽萍.化学知识在生物学科中的渗透[J].中国化学会关注中国西部地区中学化学教学发展论坛，2007.