[知識列車:光之旅 – 活動側寫] @師大附中:周成功教授分享『地球生命史中最重要的一次「基因改造」:光合作用』

演講側寫
時間:2015.06.10 10:00~12:00
地點:國立台灣師範大學附屬高級中學 新北樓二樓多媒體教室
講者:國立長庚大學生物醫學系 周成功教授
側寫者:林妙盈

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聯合國教科文組織(UNESCO)將今年訂為「國際光之年」,目的是為了紀念千年來人類在光學領域的研究以及各種技術的發展。今天師大附中科學班邀請了周成功教授與我們分享「地球生命史中最重要的一次『基因改造』:光合作用」

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在講解投影片前,教授先提出一些簡單的問題:「光合作用會製造出哪些產物?」接著探討產物的來源、中途經過哪些反應、發生反應所需的條件等,最後帶出一個很重要的觀念—生物不是用死背的,而是要用理解的!當我們看到一個反應發生時,應該要想想看它是怎麼發生的?中間經過哪些過程?並不是把產物背起來就好。

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在整個演講的過程中,教授不斷地要我們思考「為什麼?」為什麼ATP轉變成ADP的過程明明是斷鍵卻會釋出能量?為什麼葉綠素吸收光能的效率很好?為什麼Rubisco在地球上的存量如此豐富?為什麼酵母菌在有氧氣的環境下還要進行無氧呼吸?許多問題都是我們之前沒有想過的,而教授為了鼓勵學生表達自己的想法,還發送許多臺大科教中心提供的小獎品。

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有些比較難懂的觀念,教授會利用生活化的比喻讓學生更容易理解,比如說「能量貨幣」是細胞將無法一次完全利用的大單位能量轉換成方便利用的小單位,就像大鈔換小鈔一樣,細胞將分解葡萄糖所產生的龐大能量儲存於很多ATP和NADH之中,這兩者所儲存的能量大小與細胞內化學反應所需的能量單位相近,故可以用多少拿多少,才不會造成不必要的浪費;除了大鈔換小鈔之外,細胞也會累積零碎的小單位能量再換成較大的能量單位,例如呼吸作用中利用電子傳遞鏈累積膜內外的質子梯度,質子經由ATP合成酶由高濃度流向低濃度,同時合成ATP,就像核電廠會用多餘的電將水運送到水庫,要用的時候再讓水從高處流下,把位能轉換成動能,再換成電能。

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聽完這次的演講,相信有許多人對光合作用有全新的了解,它不只是課本上枯燥乏味的反應,而是與現實生活習習相關,難怪教授會說光合作用是" The most challenge research in the future . “ 對我們來說,這個演講不只讓我們學習了關於光合作用的知識,更揭示了用思考而非背誦的學習方法。生物這個領域還有很多未知等我們探索,看似凌亂無章、彼此之間毫無關聯的資訊,其實都有脈絡可循,當我們握有邏輯思考的利器,便是輕鬆學習生物的不二法門。

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