论文部分内容阅读
[摘 要]加强学科间知识的渗透，可克服学科间知识、思想的禁锢，使学生建立完整的知识体系，培养学生的综合能力，使学生适应当前高考及社会的需求。高中生物作为高中的一门重要学科，更应该加强其与物理化学知识的渗透。
[关键词]生物 物理 化学 渗透 同位素示踪法 光学知识
自然界是一个相互联系的、统一的有机整体，生物学与物理、化学和数学等各门学科之间也是相互联系、相互贯通的。因此必须加强学科间的横向联系，以打破因单学科教学而造成的知识、思想的禁锢，解决多学科之间相互交叉渗透的问题。现代生物学研究的历史就是运用了大量的物理、化学等学科知识和方法。最典型的例子是：上世纪五十年代DNA分子双螺旋结构模型的构建，就是几个学科的科学家通力合作的经典。因此，为了使高中学生适应当前社会对综合性人才的需要，以及适应当前高考中理科综合的要求，教师在生物教学中，要加强生物学科与其他学科，特别是物理、化学学科之间的联系。下面笔者就此谈谈几点体会。
一、生物与化学知识的渗透
高中生物与化学有着高度的双向渗透性（在大学中甚至有一门生化学科）。在生物教材中，几乎每一章都渗透着化学知识。一些生物学的实验现象、实验原理也都是建立在一定的化学知识上，这些知识是理解生命现象的基础。但是由于高中生物教材与化学教材知识点存在脱节，导致学生对部分知识难以理解和记忆。为此，笔者对一些化学知识进行了适当的解释、补充，加强生物与化学知识的联系渗透，取得了不错的教学效果。
1.生物组织中的还原糖、蛋白质和脂肪的鉴定原理与化学知识的渗透
在化学学科中学过、做过许多物质的鉴定实验，其原理大多是利用被鉴定的物质与所用的化学试剂发生颜色反应或者产生沉淀。我们生物学上的物质鉴定也利用此原理，如某些化学试剂能够使生物组织（如花生的子叶）的某些有机化合物产生特定的颜色反应。
例如：（1）可溶性还原糖（梨汁） 斐林试剂水浴加热砖红色沉淀
（2）脂肪（花生子叶） 苏丹Ⅲ染液显微镜观察橘黄色
（3）蛋白质（豆浆） 双缩脲试剂 先加NaOH溶液创造碱性环境再加几滴CuSO4溶液 紫色反应
2.蛋白质、核酸、糖类和脂质的结构、性质与化学知识的渗透
由于高中生物教材与化学教材知识存在脱节，及高一还没有学习有机化学。因此，许多学生对氨基酸、核苷酸和多肽等结构难以理解。为此，教师除了要把有关知识讲透以外，还要让学生了解教材知识的脱节问题，加强相关知识与化学知识的渗透，帮助学生加深理解，以提振学生的信心。
例如：在《生命的主要承担者——蛋白质》这一课的教学中，要使学生认识到：许多重要的生命活动以及生理机能（如光合作用、呼吸作用、免疫作用等）都与蛋白质有关，没有蛋白质就没有生命，向学生说明蛋白质的重要性，从而激发学生学习的兴趣。氨基酸的结构特点是本课的重点更是难点。学生对氨基酸的分子结构甚至名称都是很陌生的，上课时要让学生先了解如鸡蛋、瘦肉等食物消化后就是氨基酸，并且以最简单的甘氨酸为例，指出其中所含的化学基团是-H、-COOH、-NH2，使问题简单化，进而得出氨基酸的结构通式。了解氨基酸的结构后，逐步地学习二肽、三肽、多肽和蛋白质形成过程的脱水缩合反应以及水解反应，进而帮助学生认识、理解蛋白质结构和功能的多样性，帮助学生解决生物与化学知识之间存在的脱节问题。
3.同位素示踪法在生物学科中的应用与渗透
高一学生对放射性同位素的概念还不了解，应适当加以介绍：用同位素示踪剂对研究对象进行标记后，可以利用放射性探测技术来跟踪，判断放射性同位素通过什么路径，运动到哪里，以及分布在何处等。用于示踪技术的同位素一般是构成细胞化合物的重要元素，如3H、15N、18O、32P和35S等，其在生物科学的许多实验中被广泛使用。
例如：（1）分泌蛋白在细胞中合成部位及运输方向。科学家将用3H标记的亮氨酸注射入豚鼠的胰脏腺泡细胞中，观察放射性同位素的转移情况，从而知道它是按照“内质网→高尔基体→细胞膜”的方向运输的，并得出各细胞器之间是协调配合的关系的结论。
（2）光合作用中氧气的来源。1939年，S.Ruben（鲁宾）和M.kamen（卡门）研究光合作用中释放的氧到底是来自于水，还是来自于二氧化碳。他们用氧的同位素 18O标记H218O和C18O2，做两组光合作用的对照实验，最终证明了光合作用中释放的氧全部来自水。
（3）噬菌体侵染细菌的实验。1952年，A.D.Hershey（赫尔希）和M.Chase（蔡斯）用被35S（只标记蛋白质）和32P（只标记DNA）标记的噬菌体分别去侵染未标记的细菌，然后测定子代噬菌体中含放射性同位素的情况，而得到DNA是遗传物质的结论。
（4）DNA分子半保留复制的确认。50年前，有人认为DNA是全保留复制，也有人认为DNA是半保留复制。为了证明这两种假设，也用到了放射性同位素15N去跟踪、推理。最后得出DNA是半保留复制的。此外，在研究光合作用的暗反应（卡尔文循环）、胚胎发育的过程等方面也运用到此化学知识。
4.物质间的结构差异、功能区分与化学知识的渗透
生物学中有许多的物质学生很容易混淆，究其原因是化学知识的有限。如：生长素和生长激素就是其中的一对。从化学本质来看，生长素是吲哚乙酸，它的化学结构式是C10H9O2N，当然不是蛋白质。而动物产生的生长激素是蛋白质类，两者无论是结构还是相对分子量都相差很大，生长激素的分子量要比生长素的大得多。从功能方面看，生长素是植物激素，是由植物的茎尖、芽尖等分泌的，能促进植物细胞的伸长（要强调生长素的两重性），而生长激素是动物垂体分泌的一种蛋白质，能促进动物的生长发育（主要促进蛋白质合成和骨骼的生长）。这样，结合化学知识来进行理解，学生能快速、准确地理解相关物质之间的结构差异和功能。
[关键词]生物 物理 化学 渗透 同位素示踪法 光学知识
自然界是一个相互联系的、统一的有机整体，生物学与物理、化学和数学等各门学科之间也是相互联系、相互贯通的。因此必须加强学科间的横向联系，以打破因单学科教学而造成的知识、思想的禁锢，解决多学科之间相互交叉渗透的问题。现代生物学研究的历史就是运用了大量的物理、化学等学科知识和方法。最典型的例子是：上世纪五十年代DNA分子双螺旋结构模型的构建，就是几个学科的科学家通力合作的经典。因此，为了使高中学生适应当前社会对综合性人才的需要，以及适应当前高考中理科综合的要求，教师在生物教学中，要加强生物学科与其他学科，特别是物理、化学学科之间的联系。下面笔者就此谈谈几点体会。
一、生物与化学知识的渗透
高中生物与化学有着高度的双向渗透性（在大学中甚至有一门生化学科）。在生物教材中，几乎每一章都渗透着化学知识。一些生物学的实验现象、实验原理也都是建立在一定的化学知识上，这些知识是理解生命现象的基础。但是由于高中生物教材与化学教材知识点存在脱节，导致学生对部分知识难以理解和记忆。为此，笔者对一些化学知识进行了适当的解释、补充，加强生物与化学知识的联系渗透，取得了不错的教学效果。
1.生物组织中的还原糖、蛋白质和脂肪的鉴定原理与化学知识的渗透
在化学学科中学过、做过许多物质的鉴定实验，其原理大多是利用被鉴定的物质与所用的化学试剂发生颜色反应或者产生沉淀。我们生物学上的物质鉴定也利用此原理，如某些化学试剂能够使生物组织（如花生的子叶）的某些有机化合物产生特定的颜色反应。
例如：（1）可溶性还原糖（梨汁） 斐林试剂水浴加热砖红色沉淀
（2）脂肪（花生子叶） 苏丹Ⅲ染液显微镜观察橘黄色
（3）蛋白质（豆浆） 双缩脲试剂 先加NaOH溶液创造碱性环境再加几滴CuSO4溶液 紫色反应
2.蛋白质、核酸、糖类和脂质的结构、性质与化学知识的渗透
由于高中生物教材与化学教材知识存在脱节，及高一还没有学习有机化学。因此，许多学生对氨基酸、核苷酸和多肽等结构难以理解。为此，教师除了要把有关知识讲透以外，还要让学生了解教材知识的脱节问题，加强相关知识与化学知识的渗透，帮助学生加深理解，以提振学生的信心。
例如：在《生命的主要承担者——蛋白质》这一课的教学中，要使学生认识到：许多重要的生命活动以及生理机能（如光合作用、呼吸作用、免疫作用等）都与蛋白质有关，没有蛋白质就没有生命，向学生说明蛋白质的重要性，从而激发学生学习的兴趣。氨基酸的结构特点是本课的重点更是难点。学生对氨基酸的分子结构甚至名称都是很陌生的，上课时要让学生先了解如鸡蛋、瘦肉等食物消化后就是氨基酸，并且以最简单的甘氨酸为例，指出其中所含的化学基团是-H、-COOH、-NH2，使问题简单化，进而得出氨基酸的结构通式。了解氨基酸的结构后，逐步地学习二肽、三肽、多肽和蛋白质形成过程的脱水缩合反应以及水解反应，进而帮助学生认识、理解蛋白质结构和功能的多样性，帮助学生解决生物与化学知识之间存在的脱节问题。
3.同位素示踪法在生物学科中的应用与渗透
高一学生对放射性同位素的概念还不了解，应适当加以介绍：用同位素示踪剂对研究对象进行标记后，可以利用放射性探测技术来跟踪，判断放射性同位素通过什么路径，运动到哪里，以及分布在何处等。用于示踪技术的同位素一般是构成细胞化合物的重要元素，如3H、15N、18O、32P和35S等，其在生物科学的许多实验中被广泛使用。
例如：（1）分泌蛋白在细胞中合成部位及运输方向。科学家将用3H标记的亮氨酸注射入豚鼠的胰脏腺泡细胞中，观察放射性同位素的转移情况，从而知道它是按照“内质网→高尔基体→细胞膜”的方向运输的，并得出各细胞器之间是协调配合的关系的结论。
（2）光合作用中氧气的来源。1939年，S.Ruben（鲁宾）和M.kamen（卡门）研究光合作用中释放的氧到底是来自于水，还是来自于二氧化碳。他们用氧的同位素 18O标记H218O和C18O2，做两组光合作用的对照实验，最终证明了光合作用中释放的氧全部来自水。
（3）噬菌体侵染细菌的实验。1952年，A.D.Hershey（赫尔希）和M.Chase（蔡斯）用被35S（只标记蛋白质）和32P（只标记DNA）标记的噬菌体分别去侵染未标记的细菌，然后测定子代噬菌体中含放射性同位素的情况，而得到DNA是遗传物质的结论。
（4）DNA分子半保留复制的确认。50年前，有人认为DNA是全保留复制，也有人认为DNA是半保留复制。为了证明这两种假设，也用到了放射性同位素15N去跟踪、推理。最后得出DNA是半保留复制的。此外，在研究光合作用的暗反应（卡尔文循环）、胚胎发育的过程等方面也运用到此化学知识。
4.物质间的结构差异、功能区分与化学知识的渗透
生物学中有许多的物质学生很容易混淆，究其原因是化学知识的有限。如：生长素和生长激素就是其中的一对。从化学本质来看，生长素是吲哚乙酸，它的化学结构式是C10H9O2N，当然不是蛋白质。而动物产生的生长激素是蛋白质类，两者无论是结构还是相对分子量都相差很大，生长激素的分子量要比生长素的大得多。从功能方面看，生长素是植物激素，是由植物的茎尖、芽尖等分泌的，能促进植物细胞的伸长（要强调生长素的两重性），而生长激素是动物垂体分泌的一种蛋白质，能促进动物的生长发育（主要促进蛋白质合成和骨骼的生长）。这样，结合化学知识来进行理解，学生能快速、准确地理解相关物质之间的结构差异和功能。