數(shù)學(xué)知識(shí)在高中生物學(xué)中的應(yīng)用

陸妍

【摘要】生物學(xué)是高中理科重要的一門必學(xué)課程，其具有嚴(yán)密性以及定量化等方面的特征.基于生物課程的該項(xiàng)特征，那么這就需要將數(shù)學(xué)有關(guān)思想應(yīng)用于高中生物課程學(xué)習(xí)之中，只有如此，才是生物學(xué)課程深入發(fā)展的一個(gè)重要的標(biāo)志.本文主要闡述了幾種數(shù)學(xué)方法在高中生物學(xué)相關(guān)知識(shí)中的應(yīng)用，旨在為其他同學(xué)學(xué)習(xí)高中生物學(xué)知識(shí)提供必要的參考與途徑，以共同提高高中生物學(xué)成績(jī).

【關(guān)鍵詞】數(shù)學(xué)知識(shí)；函數(shù)；高中生物學(xué)；應(yīng)用

生物學(xué)作為一門基礎(chǔ)性的學(xué)科，其與很多學(xué)科均存在直接或者間接性的關(guān)聯(lián)性.筆者在實(shí)際學(xué)習(xí)過程中發(fā)現(xiàn)，高中生物有很多需要數(shù)學(xué)運(yùn)算方面的題目.對(duì)此，應(yīng)該將數(shù)學(xué)知識(shí)用于高中生物學(xué)的學(xué)習(xí)之中，以提高我們每名同學(xué)的高中生物成績(jī).

一、函數(shù)與方程在高中生物學(xué)中的應(yīng)用

在高中生物學(xué)知識(shí)中，有大量的數(shù)量關(guān)系互相關(guān)聯(lián)、互為結(jié)果，若將其聯(lián)系到一塊，將其制約關(guān)系加以充分利用，能夠有效地解決很多常規(guī)方法無(wú)法解決的問題.

例1某氨基酸的相對(duì)分子質(zhì)量為128，現(xiàn)對(duì)某種蛋白質(zhì)經(jīng)相關(guān)技術(shù)手段測(cè)定分析，最終得出其相對(duì)分子質(zhì)量為5646，根據(jù)如上數(shù)據(jù)對(duì)此蛋白質(zhì)的肽鏈數(shù)量與氨基酸數(shù)目進(jìn)行確定.

解析根據(jù)上述題干條件可以得出該蛋白質(zhì)包含的氨基酸數(shù)目與肽鏈數(shù)量存在著一定的函數(shù)關(guān)系，于是可以假設(shè)該蛋白質(zhì)包含氨基酸的數(shù)量為x個(gè)，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(shù)，因此可以得出二者的解，即：x=51，y=2.

二、數(shù)學(xué)坐標(biāo)曲線的應(yīng)用

在高中生物學(xué)中，往往會(huì)運(yùn)用到數(shù)學(xué)坐標(biāo)曲線的一些相關(guān)知識(shí)，可以反映某一個(gè)特定的生理過程或者生命活動(dòng)規(guī)律相關(guān)變量之間存在的相關(guān)性.其可以較好地體現(xiàn)數(shù)形結(jié)合的數(shù)學(xué)思維，其可以將復(fù)雜或者抽象的數(shù)量關(guān)系與直觀形象的圖形之間進(jìn)行相互滲透.在高考試題中往往會(huì)對(duì)學(xué)生此種能力進(jìn)行考查.例如：有絲分裂以及減數(shù)分裂過程中染色體、DNA的數(shù)量變化等，對(duì)于我們每名學(xué)生而言，顯得非常抽象，那么在實(shí)際學(xué)習(xí)該節(jié)內(nèi)容時(shí)，應(yīng)該將染色體、DNA變化規(guī)律轉(zhuǎn)化成為數(shù)學(xué)直角坐標(biāo)圖，從而能夠非常直觀地了解其中的變化情況.在對(duì)圖像進(jìn)行運(yùn)用時(shí)，聯(lián)合精練的語(yǔ)言進(jìn)行描述，可以讓自己在學(xué)習(xí)時(shí)，能夠一邊觀察圖像一邊對(duì)相關(guān)知識(shí)進(jìn)行理解與記憶，不僅感覺新穎靈活，而且又可以感受到知識(shí)在不斷地?cái)U(kuò)展.

例2某科學(xué)家采用放射性同位素分別標(biāo)記的兩種堿基T與U培養(yǎng)基對(duì)蠶豆根尖分生區(qū)細(xì)胞加以培養(yǎng)，對(duì)細(xì)胞有絲分裂情況進(jìn)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(xì)胞利用的速率繪制出如下圖所示的圖形.下列四項(xiàng)分析中，不正確的是（）

A.在b點(diǎn)時(shí)刻，細(xì)胞正合成大量的RNA

B.在d點(diǎn)時(shí)刻，細(xì)胞中的DNA含量已經(jīng)達(dá)到極值

C.在ce階段，細(xì)胞最易發(fā)生基因突變

D.在顯微條件下，處于ae階段的細(xì)胞數(shù)量最多.

解析根據(jù)題意可知，圖中曲線主要處于有絲分裂的分裂間期.因?yàn)榭v坐標(biāo)表示堿基的利用速率，故b點(diǎn)表示大量合成RNA，d點(diǎn)表示大量合成DNA，而不是DNA量達(dá)到最大值，其最大值大約在e點(diǎn).可見，正確理解縱坐標(biāo)是最關(guān)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(shù)學(xué)中較為常見的兩種表示方法，高考試題中常常會(huì)對(duì)此類知識(shí)的運(yùn)用進(jìn)行考查.上述兩種圖形均是對(duì)學(xué)生的識(shí)圖、判斷以及綜合分析能力、圖形與語(yǔ)言之間的互相轉(zhuǎn)化能力的考查.一般在細(xì)胞分裂各個(gè)時(shí)期的染色體、染色單體以及DNA等數(shù)量關(guān)系的特點(diǎn)等知識(shí)中進(jìn)行考查.

例3對(duì)于處于有絲分裂中的動(dòng)物細(xì)胞而言，當(dāng)中心體朝著兩極進(jìn)行移動(dòng)的時(shí)候，染色體a、染色體b、DNA分子數(shù)c可用如下哪個(gè)圖形進(jìn)行表示（）.

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

結(jié)論

綜上所述，通過函數(shù)與方程在高中生物學(xué)中的應(yīng)用、數(shù)學(xué)坐標(biāo)曲線的應(yīng)用、柱形圖與扇形圖的應(yīng)用的舉例分析，為我們每名同學(xué)給出了數(shù)學(xué)知識(shí)與高中生物學(xué)有機(jī)結(jié)合的啟示，能夠更好地幫助我們解決高中生物學(xué)中的相關(guān)知識(shí).