化學(xué)知識(shí)在蛋白質(zhì)教學(xué)中的應(yīng)用

姜艷飛++李瑞玲

【摘要】新課改后高一開(kāi)始開(kāi)設(shè)生物課，導(dǎo)致學(xué)生缺少化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，本文就蛋白質(zhì)教學(xué)中學(xué)生缺乏化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)提出具體的解決方法。

【關(guān)鍵詞】高中生物 蛋白質(zhì) 化學(xué)知識(shí)

【中圖分類號(hào)】G633.8 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2014）11-0110-01

湖南省師大附中教務(wù)處主任陳克勤曾說(shuō)過(guò)：成功的教育可以成就美麗的人生。教育是一項(xiàng)推動(dòng)教師和學(xué)生生命生長(zhǎng)、成就無(wú)數(shù)美好人生的崇高事業(yè)！2001年，教育部頒布《基礎(chǔ)教育課程改革綱要（試行）》中強(qiáng)調(diào)學(xué)科的綜合性，克服學(xué)科門(mén)類過(guò)多、相互獨(dú)立的傾向。新課程基本理念的第一條，提高生物科學(xué)素養(yǎng)，第二條，面向全體學(xué)生，這兩條教育理念要求我國(guó)現(xiàn)代教育需要培養(yǎng)出綜合性的人才。在高中生物學(xué)科中，與之聯(lián)系最為密切的學(xué)科是化學(xué)學(xué)科。

自從新課程改革后，由原來(lái)的高二才開(kāi)始開(kāi)設(shè)生物課改為高一就開(kāi)始開(kāi)設(shè)生物課，這樣就導(dǎo)致許多本該以化學(xué)知識(shí)為基礎(chǔ)的高中生物教學(xué)遇到了難題，因?yàn)橛械幕瘜W(xué)基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)生在學(xué)習(xí)生物時(shí)還沒(méi)有學(xué)到，所以這就需要高中生物教師在教學(xué)中適當(dāng)為學(xué)生補(bǔ)充化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，以便使學(xué)生更好的理解、掌握生物學(xué)知識(shí)，同時(shí)順利完成教學(xué)目標(biāo)。

一、補(bǔ)充共用電子對(duì)、共價(jià)鍵、有機(jī)化學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，以便學(xué)生更好地理解、掌握氨基酸分子結(jié)構(gòu)通式

高中生物必修一第2節(jié)生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者——蛋白質(zhì)一節(jié)，由于學(xué)生缺少共用電子對(duì)、共價(jià)鍵、有機(jī)化學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，若教師在此不為學(xué)生做化學(xué)知識(shí)的補(bǔ)充，則學(xué)生不會(huì)理解氨基酸分子結(jié)構(gòu)通式，書(shū)寫(xiě)時(shí)會(huì)出現(xiàn)各種錯(cuò)誤，主要體現(xiàn)在學(xué)生不知道各原子周圍化學(xué)鍵的多少，若不會(huì)書(shū)寫(xiě)氨基酸分子結(jié)構(gòu)通式去理解并書(shū)寫(xiě)氨基酸脫水縮合的化學(xué)反應(yīng)方程式就更加有難度了。

本人在教學(xué)過(guò)程中的具體做法是：

首先，學(xué)生觀察教材20頁(yè)“思考與討論”中幾種氨基酸的結(jié)構(gòu)式，找出其共同特點(diǎn)，但學(xué)生由于缺少化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，不認(rèn)識(shí)各基團(tuán)名稱，只能分層說(shuō)明，即每個(gè)氨基酸分子結(jié)構(gòu)式分為上、中、下三層，學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)氨基酸分子間上、中兩層都相同，只有最下一層不同，然后教師要求學(xué)生結(jié)合教材寫(xiě)出氨基酸分子結(jié)構(gòu)通式，如果此時(shí)教師不為學(xué)生補(bǔ)充化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，讓學(xué)生自己再去書(shū)寫(xiě)時(shí)肯定會(huì)出錯(cuò)，因?yàn)槊總€(gè)原子周圍發(fā)出幾條化學(xué)鍵學(xué)生并不知道。此時(shí)要引導(dǎo)學(xué)生回顧初中化學(xué)中的“原子的核外電子排布”這一知識(shí)點(diǎn)。如碳原子原子序數(shù)是6，核外有6個(gè)電子，核外電子排布為： 設(shè)置問(wèn)題：碳原子怎樣就可以達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)了呢（第二層為最外層，8個(gè)電子即達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)）？學(xué)生回答：得到4個(gè)電子或失去4個(gè)電子。教師繼續(xù)設(shè)問(wèn)：碳原子徹底得到或失去4個(gè)電子容易嗎？引導(dǎo)學(xué)生得出答案：不容易。教師繼續(xù)設(shè)問(wèn)：那么碳原子是如何達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的呢？為引導(dǎo)學(xué)生得出答案，教師先畫(huà)出碳原子最外層電子排布示意圖，即碳原子電子式： ，碳原子不易徹底得到4個(gè)電子，又要達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，只能與其它原子共用電子，即碳原子要達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)就要與其它原子共用4對(duì)電子，即4個(gè)共用電子對(duì)，一個(gè)共用電子對(duì)相當(dāng)于一條共價(jià)鍵（共價(jià)鍵是化學(xué)鍵的一種，兩個(gè)或多個(gè)原子共同使用它們的外層電子，在理想情況下達(dá)到電子飽和的狀態(tài)，由此組成比較穩(wěn)定的化學(xué)結(jié)構(gòu)叫做共價(jià)鍵，或者說(shuō)共價(jià)鍵是原子間通過(guò)共用電子對(duì)所形成的相互作用），共價(jià)鍵的結(jié)構(gòu)通常用“—”表示。所以得出碳原子周圍只有發(fā)出4條共價(jià)鍵才能維持其穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，即 ，對(duì)于N原子原子序數(shù)為7，核外電子數(shù)為7，核外電子排布為：

最外層電子排布示意圖即氮原子電子式為： 原子要達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)就要與其它原子共用3個(gè)共用電子對(duì)，若用共價(jià)鍵表示，只有 才能達(dá)到其穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。對(duì)于O原子，核外電子排布為： 最外層電子排布示意圖即氧原子電子式為：

O原子若要達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)就要與其它原子共用2個(gè)共用電子對(duì)，若用共價(jià)鍵表示，只有—O—才能達(dá)到其穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。對(duì)于H原子，核外電子排布為： 最外層電子排布示意圖即氫原子電子式為： H原子要達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)（第一層為最外層，2個(gè)電子即達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)）就要與其它原子共用1個(gè)共用電子對(duì)，若用共價(jià)鍵表示，只有—H才能達(dá)到其穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。學(xué)生明白了每個(gè)原子周圍都應(yīng)該有幾條共價(jià)鍵后，教師再引導(dǎo)學(xué)生觀察氨基酸分子結(jié)構(gòu)通式，學(xué)生會(huì)根據(jù)原子性質(zhì)書(shū)寫(xiě)氨基酸分子結(jié)構(gòu)通式，而非死記硬背。同時(shí)教師在此還需要為學(xué)生補(bǔ)充有機(jī)化學(xué)中的空間立體結(jié)構(gòu)知識(shí)，即C原子周圍發(fā)出的四條鍵是彼此之間有一定夾角的空間立體結(jié)構(gòu)，而氨基酸分子結(jié)構(gòu)通式則是平面書(shū)寫(xiě)，這樣學(xué)生就能充分理解氨基酸分子結(jié)構(gòu)通式中氨基、羧基、H原子、R基位置可以互換，并會(huì)書(shū)寫(xiě)。為達(dá)到及時(shí)鞏固的目的，要求學(xué)生書(shū)寫(xiě)氨基、羧基的表示方法。在學(xué)生沒(méi)有化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的前提下，教師為學(xué)生補(bǔ)充化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，讓學(xué)生充分理解并會(huì)書(shū)寫(xiě)氨基酸分子結(jié)構(gòu)通式就需要整整一課時(shí)的時(shí)間，實(shí)踐證明這種付出還是值得的，有此為基礎(chǔ)，學(xué)生才能學(xué)會(huì)氨基酸的脫水縮合反應(yīng)，以及由此引申出來(lái)的化學(xué)計(jì)算問(wèn)題。

二、回顧“質(zhì)量守恒定律”，計(jì)算蛋白質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量

脫水縮合化學(xué)方程式會(huì)書(shū)寫(xiě)了，由化學(xué)方程式引申出來(lái)的蛋白質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量的計(jì)算題還得由化學(xué)知識(shí)來(lái)解決，在此教師引導(dǎo)學(xué)生回顧初中化學(xué)知識(shí)“質(zhì)量守恒定律”內(nèi)容：化學(xué)反應(yīng)前后質(zhì)量不發(fā)生改變，即反應(yīng)物的質(zhì)量之和等于生成物的質(zhì)量之和。由此不難得出計(jì)算公式：蛋白質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量=氨基酸平均相對(duì)分子質(zhì)量×氨基酸個(gè)數(shù)-18×脫去的水分子個(gè)數(shù)。

三、回顧“原子守恒定律”，推算蛋白質(zhì)中N、O原子的個(gè)數(shù)

有的題中需要根據(jù)已知條件計(jì)算氨基酸的個(gè)數(shù)或推算蛋白質(zhì)的分子式等，涉及到計(jì)算原子個(gè)數(shù)時(shí)需要教師引導(dǎo)學(xué)生回顧原子守恒內(nèi)容：反應(yīng)前后原子數(shù)目不會(huì)發(fā)生改變。由此推算出計(jì)算公式：（1）O原子數(shù)=肽鍵數(shù)+2×肽鏈數(shù)+R基上的O原子數(shù)=各氨基酸中的O原子數(shù)-脫去水分子數(shù)（2）N原子數(shù)=肽鍵數(shù)+肽鏈數(shù)+R基上的N原子數(shù)=各氨基酸中的N原子總數(shù)。

高中生物教學(xué)中有許多知識(shí)點(diǎn)與化學(xué)知識(shí)聯(lián)系密切，例如同位素標(biāo)記的方法在生物研究過(guò)程中的應(yīng)用，細(xì)胞膜成分的研究過(guò)程中相似相容原理的應(yīng)用，ATP一節(jié)“思考與討論”中的物質(zhì)的量計(jì)算等等，遇到這些知識(shí)點(diǎn)若教師對(duì)化學(xué)知識(shí)避而不談，則學(xué)生對(duì)生物學(xué)知識(shí)很難理解透徹，所以我們生物教師在教學(xué)過(guò)程中一定要注重學(xué)科之間的聯(lián)系，在培養(yǎng)綜合性的創(chuàng)新人才的同時(shí)要增強(qiáng)我們自身的綜合素質(zhì)。

參考文獻(xiàn)：

[1]任君，劉子忠。新課改下加強(qiáng)高中生物與化學(xué)交叉融合的必要性和方法，課程教育研究，2014

[2]化學(xué)，必修二，人教版endprint

【摘要】新課改后高一開(kāi)始開(kāi)設(shè)生物課，導(dǎo)致學(xué)生缺少化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，本文就蛋白質(zhì)教學(xué)中學(xué)生缺乏化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)提出具體的解決方法。

【關(guān)鍵詞】高中生物 蛋白質(zhì) 化學(xué)知識(shí)

【中圖分類號(hào)】G633.8 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2014）11-0110-01

湖南省師大附中教務(wù)處主任陳克勤曾說(shuō)過(guò)：成功的教育可以成就美麗的人生。教育是一項(xiàng)推動(dòng)教師和學(xué)生生命生長(zhǎng)、成就無(wú)數(shù)美好人生的崇高事業(yè)！2001年，教育部頒布《基礎(chǔ)教育課程改革綱要（試行）》中強(qiáng)調(diào)學(xué)科的綜合性，克服學(xué)科門(mén)類過(guò)多、相互獨(dú)立的傾向。新課程基本理念的第一條，提高生物科學(xué)素養(yǎng)，第二條，面向全體學(xué)生，這兩條教育理念要求我國(guó)現(xiàn)代教育需要培養(yǎng)出綜合性的人才。在高中生物學(xué)科中，與之聯(lián)系最為密切的學(xué)科是化學(xué)學(xué)科。

自從新課程改革后，由原來(lái)的高二才開(kāi)始開(kāi)設(shè)生物課改為高一就開(kāi)始開(kāi)設(shè)生物課，這樣就導(dǎo)致許多本該以化學(xué)知識(shí)為基礎(chǔ)的高中生物教學(xué)遇到了難題，因?yàn)橛械幕瘜W(xué)基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)生在學(xué)習(xí)生物時(shí)還沒(méi)有學(xué)到，所以這就需要高中生物教師在教學(xué)中適當(dāng)為學(xué)生補(bǔ)充化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，以便使學(xué)生更好的理解、掌握生物學(xué)知識(shí)，同時(shí)順利完成教學(xué)目標(biāo)。

一、補(bǔ)充共用電子對(duì)、共價(jià)鍵、有機(jī)化學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，以便學(xué)生更好地理解、掌握氨基酸分子結(jié)構(gòu)通式

高中生物必修一第2節(jié)生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者——蛋白質(zhì)一節(jié)，由于學(xué)生缺少共用電子對(duì)、共價(jià)鍵、有機(jī)化學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，若教師在此不為學(xué)生做化學(xué)知識(shí)的補(bǔ)充，則學(xué)生不會(huì)理解氨基酸分子結(jié)構(gòu)通式，書(shū)寫(xiě)時(shí)會(huì)出現(xiàn)各種錯(cuò)誤，主要體現(xiàn)在學(xué)生不知道各原子周圍化學(xué)鍵的多少，若不會(huì)書(shū)寫(xiě)氨基酸分子結(jié)構(gòu)通式去理解并書(shū)寫(xiě)氨基酸脫水縮合的化學(xué)反應(yīng)方程式就更加有難度了。

本人在教學(xué)過(guò)程中的具體做法是：

首先，學(xué)生觀察教材20頁(yè)“思考與討論”中幾種氨基酸的結(jié)構(gòu)式，找出其共同特點(diǎn)，但學(xué)生由于缺少化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，不認(rèn)識(shí)各基團(tuán)名稱，只能分層說(shuō)明，即每個(gè)氨基酸分子結(jié)構(gòu)式分為上、中、下三層，學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)氨基酸分子間上、中兩層都相同，只有最下一層不同，然后教師要求學(xué)生結(jié)合教材寫(xiě)出氨基酸分子結(jié)構(gòu)通式，如果此時(shí)教師不為學(xué)生補(bǔ)充化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，讓學(xué)生自己再去書(shū)寫(xiě)時(shí)肯定會(huì)出錯(cuò)，因?yàn)槊總€(gè)原子周圍發(fā)出幾條化學(xué)鍵學(xué)生并不知道。此時(shí)要引導(dǎo)學(xué)生回顧初中化學(xué)中的“原子的核外電子排布”這一知識(shí)點(diǎn)。如碳原子原子序數(shù)是6，核外有6個(gè)電子，核外電子排布為： 設(shè)置問(wèn)題：碳原子怎樣就可以達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)了呢（第二層為最外層，8個(gè)電子即達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)）？學(xué)生回答：得到4個(gè)電子或失去4個(gè)電子。教師繼續(xù)設(shè)問(wèn)：碳原子徹底得到或失去4個(gè)電子容易嗎？引導(dǎo)學(xué)生得出答案：不容易。教師繼續(xù)設(shè)問(wèn)：那么碳原子是如何達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的呢？為引導(dǎo)學(xué)生得出答案，教師先畫(huà)出碳原子最外層電子排布示意圖，即碳原子電子式： ，碳原子不易徹底得到4個(gè)電子，又要達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，只能與其它原子共用電子，即碳原子要達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)就要與其它原子共用4對(duì)電子，即4個(gè)共用電子對(duì)，一個(gè)共用電子對(duì)相當(dāng)于一條共價(jià)鍵（共價(jià)鍵是化學(xué)鍵的一種，兩個(gè)或多個(gè)原子共同使用它們的外層電子，在理想情況下達(dá)到電子飽和的狀態(tài)，由此組成比較穩(wěn)定的化學(xué)結(jié)構(gòu)叫做共價(jià)鍵，或者說(shuō)共價(jià)鍵是原子間通過(guò)共用電子對(duì)所形成的相互作用），共價(jià)鍵的結(jié)構(gòu)通常用“—”表示。所以得出碳原子周圍只有發(fā)出4條共價(jià)鍵才能維持其穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，即 ，對(duì)于N原子原子序數(shù)為7，核外電子數(shù)為7，核外電子排布為：

最外層電子排布示意圖即氮原子電子式為： 原子要達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)就要與其它原子共用3個(gè)共用電子對(duì)，若用共價(jià)鍵表示，只有 才能達(dá)到其穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。對(duì)于O原子，核外電子排布為： 最外層電子排布示意圖即氧原子電子式為：

O原子若要達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)就要與其它原子共用2個(gè)共用電子對(duì)，若用共價(jià)鍵表示，只有—O—才能達(dá)到其穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。對(duì)于H原子，核外電子排布為： 最外層電子排布示意圖即氫原子電子式為： H原子要達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)（第一層為最外層，2個(gè)電子即達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)）就要與其它原子共用1個(gè)共用電子對(duì)，若用共價(jià)鍵表示，只有—H才能達(dá)到其穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。學(xué)生明白了每個(gè)原子周圍都應(yīng)該有幾條共價(jià)鍵后，教師再引導(dǎo)學(xué)生觀察氨基酸分子結(jié)構(gòu)通式，學(xué)生會(huì)根據(jù)原子性質(zhì)書(shū)寫(xiě)氨基酸分子結(jié)構(gòu)通式，而非死記硬背。同時(shí)教師在此還需要為學(xué)生補(bǔ)充有機(jī)化學(xué)中的空間立體結(jié)構(gòu)知識(shí)，即C原子周圍發(fā)出的四條鍵是彼此之間有一定夾角的空間立體結(jié)構(gòu)，而氨基酸分子結(jié)構(gòu)通式則是平面書(shū)寫(xiě)，這樣學(xué)生就能充分理解氨基酸分子結(jié)構(gòu)通式中氨基、羧基、H原子、R基位置可以互換，并會(huì)書(shū)寫(xiě)。為達(dá)到及時(shí)鞏固的目的，要求學(xué)生書(shū)寫(xiě)氨基、羧基的表示方法。在學(xué)生沒(méi)有化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的前提下，教師為學(xué)生補(bǔ)充化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，讓學(xué)生充分理解并會(huì)書(shū)寫(xiě)氨基酸分子結(jié)構(gòu)通式就需要整整一課時(shí)的時(shí)間，實(shí)踐證明這種付出還是值得的，有此為基礎(chǔ)，學(xué)生才能學(xué)會(huì)氨基酸的脫水縮合反應(yīng)，以及由此引申出來(lái)的化學(xué)計(jì)算問(wèn)題。

二、回顧“質(zhì)量守恒定律”，計(jì)算蛋白質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量

脫水縮合化學(xué)方程式會(huì)書(shū)寫(xiě)了，由化學(xué)方程式引申出來(lái)的蛋白質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量的計(jì)算題還得由化學(xué)知識(shí)來(lái)解決，在此教師引導(dǎo)學(xué)生回顧初中化學(xué)知識(shí)“質(zhì)量守恒定律”內(nèi)容：化學(xué)反應(yīng)前后質(zhì)量不發(fā)生改變，即反應(yīng)物的質(zhì)量之和等于生成物的質(zhì)量之和。由此不難得出計(jì)算公式：蛋白質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量=氨基酸平均相對(duì)分子質(zhì)量×氨基酸個(gè)數(shù)-18×脫去的水分子個(gè)數(shù)。

三、回顧“原子守恒定律”，推算蛋白質(zhì)中N、O原子的個(gè)數(shù)

有的題中需要根據(jù)已知條件計(jì)算氨基酸的個(gè)數(shù)或推算蛋白質(zhì)的分子式等，涉及到計(jì)算原子個(gè)數(shù)時(shí)需要教師引導(dǎo)學(xué)生回顧原子守恒內(nèi)容：反應(yīng)前后原子數(shù)目不會(huì)發(fā)生改變。由此推算出計(jì)算公式：（1）O原子數(shù)=肽鍵數(shù)+2×肽鏈數(shù)+R基上的O原子數(shù)=各氨基酸中的O原子數(shù)-脫去水分子數(shù)（2）N原子數(shù)=肽鍵數(shù)+肽鏈數(shù)+R基上的N原子數(shù)=各氨基酸中的N原子總數(shù)。

高中生物教學(xué)中有許多知識(shí)點(diǎn)與化學(xué)知識(shí)聯(lián)系密切，例如同位素標(biāo)記的方法在生物研究過(guò)程中的應(yīng)用，細(xì)胞膜成分的研究過(guò)程中相似相容原理的應(yīng)用，ATP一節(jié)“思考與討論”中的物質(zhì)的量計(jì)算等等，遇到這些知識(shí)點(diǎn)若教師對(duì)化學(xué)知識(shí)避而不談，則學(xué)生對(duì)生物學(xué)知識(shí)很難理解透徹，所以我們生物教師在教學(xué)過(guò)程中一定要注重學(xué)科之間的聯(lián)系，在培養(yǎng)綜合性的創(chuàng)新人才的同時(shí)要增強(qiáng)我們自身的綜合素質(zhì)。

參考文獻(xiàn)：

[1]任君，劉子忠。新課改下加強(qiáng)高中生物與化學(xué)交叉融合的必要性和方法，課程教育研究，2014

[2]化學(xué)，必修二，人教版endprint

【摘要】新課改后高一開(kāi)始開(kāi)設(shè)生物課，導(dǎo)致學(xué)生缺少化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，本文就蛋白質(zhì)教學(xué)中學(xué)生缺乏化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)提出具體的解決方法。

【關(guān)鍵詞】高中生物 蛋白質(zhì) 化學(xué)知識(shí)

【中圖分類號(hào)】G633.8 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2014）11-0110-01

湖南省師大附中教務(wù)處主任陳克勤曾說(shuō)過(guò)：成功的教育可以成就美麗的人生。教育是一項(xiàng)推動(dòng)教師和學(xué)生生命生長(zhǎng)、成就無(wú)數(shù)美好人生的崇高事業(yè)！2001年，教育部頒布《基礎(chǔ)教育課程改革綱要（試行）》中強(qiáng)調(diào)學(xué)科的綜合性，克服學(xué)科門(mén)類過(guò)多、相互獨(dú)立的傾向。新課程基本理念的第一條，提高生物科學(xué)素養(yǎng)，第二條，面向全體學(xué)生，這兩條教育理念要求我國(guó)現(xiàn)代教育需要培養(yǎng)出綜合性的人才。在高中生物學(xué)科中，與之聯(lián)系最為密切的學(xué)科是化學(xué)學(xué)科。

自從新課程改革后，由原來(lái)的高二才開(kāi)始開(kāi)設(shè)生物課改為高一就開(kāi)始開(kāi)設(shè)生物課，這樣就導(dǎo)致許多本該以化學(xué)知識(shí)為基礎(chǔ)的高中生物教學(xué)遇到了難題，因?yàn)橛械幕瘜W(xué)基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)生在學(xué)習(xí)生物時(shí)還沒(méi)有學(xué)到，所以這就需要高中生物教師在教學(xué)中適當(dāng)為學(xué)生補(bǔ)充化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，以便使學(xué)生更好的理解、掌握生物學(xué)知識(shí)，同時(shí)順利完成教學(xué)目標(biāo)。

一、補(bǔ)充共用電子對(duì)、共價(jià)鍵、有機(jī)化學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，以便學(xué)生更好地理解、掌握氨基酸分子結(jié)構(gòu)通式

高中生物必修一第2節(jié)生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者——蛋白質(zhì)一節(jié)，由于學(xué)生缺少共用電子對(duì)、共價(jià)鍵、有機(jī)化學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，若教師在此不為學(xué)生做化學(xué)知識(shí)的補(bǔ)充，則學(xué)生不會(huì)理解氨基酸分子結(jié)構(gòu)通式，書(shū)寫(xiě)時(shí)會(huì)出現(xiàn)各種錯(cuò)誤，主要體現(xiàn)在學(xué)生不知道各原子周圍化學(xué)鍵的多少，若不會(huì)書(shū)寫(xiě)氨基酸分子結(jié)構(gòu)通式去理解并書(shū)寫(xiě)氨基酸脫水縮合的化學(xué)反應(yīng)方程式就更加有難度了。

本人在教學(xué)過(guò)程中的具體做法是：

首先，學(xué)生觀察教材20頁(yè)“思考與討論”中幾種氨基酸的結(jié)構(gòu)式，找出其共同特點(diǎn)，但學(xué)生由于缺少化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，不認(rèn)識(shí)各基團(tuán)名稱，只能分層說(shuō)明，即每個(gè)氨基酸分子結(jié)構(gòu)式分為上、中、下三層，學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)氨基酸分子間上、中兩層都相同，只有最下一層不同，然后教師要求學(xué)生結(jié)合教材寫(xiě)出氨基酸分子結(jié)構(gòu)通式，如果此時(shí)教師不為學(xué)生補(bǔ)充化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，讓學(xué)生自己再去書(shū)寫(xiě)時(shí)肯定會(huì)出錯(cuò)，因?yàn)槊總€(gè)原子周圍發(fā)出幾條化學(xué)鍵學(xué)生并不知道。此時(shí)要引導(dǎo)學(xué)生回顧初中化學(xué)中的“原子的核外電子排布”這一知識(shí)點(diǎn)。如碳原子原子序數(shù)是6，核外有6個(gè)電子，核外電子排布為： 設(shè)置問(wèn)題：碳原子怎樣就可以達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)了呢（第二層為最外層，8個(gè)電子即達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)）？學(xué)生回答：得到4個(gè)電子或失去4個(gè)電子。教師繼續(xù)設(shè)問(wèn)：碳原子徹底得到或失去4個(gè)電子容易嗎？引導(dǎo)學(xué)生得出答案：不容易。教師繼續(xù)設(shè)問(wèn)：那么碳原子是如何達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的呢？為引導(dǎo)學(xué)生得出答案，教師先畫(huà)出碳原子最外層電子排布示意圖，即碳原子電子式： ，碳原子不易徹底得到4個(gè)電子，又要達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，只能與其它原子共用電子，即碳原子要達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)就要與其它原子共用4對(duì)電子，即4個(gè)共用電子對(duì)，一個(gè)共用電子對(duì)相當(dāng)于一條共價(jià)鍵（共價(jià)鍵是化學(xué)鍵的一種，兩個(gè)或多個(gè)原子共同使用它們的外層電子，在理想情況下達(dá)到電子飽和的狀態(tài)，由此組成比較穩(wěn)定的化學(xué)結(jié)構(gòu)叫做共價(jià)鍵，或者說(shuō)共價(jià)鍵是原子間通過(guò)共用電子對(duì)所形成的相互作用），共價(jià)鍵的結(jié)構(gòu)通常用“—”表示。所以得出碳原子周圍只有發(fā)出4條共價(jià)鍵才能維持其穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，即 ，對(duì)于N原子原子序數(shù)為7，核外電子數(shù)為7，核外電子排布為：

最外層電子排布示意圖即氮原子電子式為： 原子要達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)就要與其它原子共用3個(gè)共用電子對(duì)，若用共價(jià)鍵表示，只有 才能達(dá)到其穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。對(duì)于O原子，核外電子排布為： 最外層電子排布示意圖即氧原子電子式為：

O原子若要達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)就要與其它原子共用2個(gè)共用電子對(duì)，若用共價(jià)鍵表示，只有—O—才能達(dá)到其穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。對(duì)于H原子，核外電子排布為： 最外層電子排布示意圖即氫原子電子式為： H原子要達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)（第一層為最外層，2個(gè)電子即達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)）就要與其它原子共用1個(gè)共用電子對(duì)，若用共價(jià)鍵表示，只有—H才能達(dá)到其穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。學(xué)生明白了每個(gè)原子周圍都應(yīng)該有幾條共價(jià)鍵后，教師再引導(dǎo)學(xué)生觀察氨基酸分子結(jié)構(gòu)通式，學(xué)生會(huì)根據(jù)原子性質(zhì)書(shū)寫(xiě)氨基酸分子結(jié)構(gòu)通式，而非死記硬背。同時(shí)教師在此還需要為學(xué)生補(bǔ)充有機(jī)化學(xué)中的空間立體結(jié)構(gòu)知識(shí)，即C原子周圍發(fā)出的四條鍵是彼此之間有一定夾角的空間立體結(jié)構(gòu)，而氨基酸分子結(jié)構(gòu)通式則是平面書(shū)寫(xiě)，這樣學(xué)生就能充分理解氨基酸分子結(jié)構(gòu)通式中氨基、羧基、H原子、R基位置可以互換，并會(huì)書(shū)寫(xiě)。為達(dá)到及時(shí)鞏固的目的，要求學(xué)生書(shū)寫(xiě)氨基、羧基的表示方法。在學(xué)生沒(méi)有化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的前提下，教師為學(xué)生補(bǔ)充化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，讓學(xué)生充分理解并會(huì)書(shū)寫(xiě)氨基酸分子結(jié)構(gòu)通式就需要整整一課時(shí)的時(shí)間，實(shí)踐證明這種付出還是值得的，有此為基礎(chǔ)，學(xué)生才能學(xué)會(huì)氨基酸的脫水縮合反應(yīng)，以及由此引申出來(lái)的化學(xué)計(jì)算問(wèn)題。

二、回顧“質(zhì)量守恒定律”，計(jì)算蛋白質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量

脫水縮合化學(xué)方程式會(huì)書(shū)寫(xiě)了，由化學(xué)方程式引申出來(lái)的蛋白質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量的計(jì)算題還得由化學(xué)知識(shí)來(lái)解決，在此教師引導(dǎo)學(xué)生回顧初中化學(xué)知識(shí)“質(zhì)量守恒定律”內(nèi)容：化學(xué)反應(yīng)前后質(zhì)量不發(fā)生改變，即反應(yīng)物的質(zhì)量之和等于生成物的質(zhì)量之和。由此不難得出計(jì)算公式：蛋白質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量=氨基酸平均相對(duì)分子質(zhì)量×氨基酸個(gè)數(shù)-18×脫去的水分子個(gè)數(shù)。

三、回顧“原子守恒定律”，推算蛋白質(zhì)中N、O原子的個(gè)數(shù)

有的題中需要根據(jù)已知條件計(jì)算氨基酸的個(gè)數(shù)或推算蛋白質(zhì)的分子式等，涉及到計(jì)算原子個(gè)數(shù)時(shí)需要教師引導(dǎo)學(xué)生回顧原子守恒內(nèi)容：反應(yīng)前后原子數(shù)目不會(huì)發(fā)生改變。由此推算出計(jì)算公式：（1）O原子數(shù)=肽鍵數(shù)+2×肽鏈數(shù)+R基上的O原子數(shù)=各氨基酸中的O原子數(shù)-脫去水分子數(shù)（2）N原子數(shù)=肽鍵數(shù)+肽鏈數(shù)+R基上的N原子數(shù)=各氨基酸中的N原子總數(shù)。

高中生物教學(xué)中有許多知識(shí)點(diǎn)與化學(xué)知識(shí)聯(lián)系密切，例如同位素標(biāo)記的方法在生物研究過(guò)程中的應(yīng)用，細(xì)胞膜成分的研究過(guò)程中相似相容原理的應(yīng)用，ATP一節(jié)“思考與討論”中的物質(zhì)的量計(jì)算等等，遇到這些知識(shí)點(diǎn)若教師對(duì)化學(xué)知識(shí)避而不談，則學(xué)生對(duì)生物學(xué)知識(shí)很難理解透徹，所以我們生物教師在教學(xué)過(guò)程中一定要注重學(xué)科之間的聯(lián)系，在培養(yǎng)綜合性的創(chuàng)新人才的同時(shí)要增強(qiáng)我們自身的綜合素質(zhì)。

參考文獻(xiàn)：

[1]任君，劉子忠。新課改下加強(qiáng)高中生物與化學(xué)交叉融合的必要性和方法，課程教育研究，2014

[2]化學(xué)，必修二，人教版endprint