【生物科教學尋疑團隊工作坊】「光合作用光反應」教學疑難及建議解答（2）
國立新竹高級中學生物科顏孝修實習老師/長庚大學生命醫學系周成功教授責任編輯
●教學疑難問題5
輔助色素用甚麼方式將所吸收的能量傳給葉綠素a？
討論建議：
輔助色素吸收光能使電子激發到高能階，如果緊鄰有一個接受者，透過共振，高能階的電子回到基態時放出的能量，能激發緊鄰接受者的電子到高能階(這個過程叫作resonance energy transfer)。輔助色素的空間排列只允許單一方向的一一傳遞，全部朝向反應中心，達到匯集能量的目的。
【生物科教學尋疑團隊工作坊】「光合作用光反應」教學疑難及建議解答（1）
國立新竹高級中學顏孝修實習老師/長庚大學生命醫學系周成功教授責任編輯
●教學疑難問題1
光合作用中的光反應教學主軸與重點為何？其中提及能量從物理能轉換為化學能的概念，與物質的氧化還原過程，這些部分在高一要如何教？
討論建議：
在進行光合作用或呼吸作用教學時，主軸為生物能量的轉換與利用，建議先以生物能量學觀點作切入引導，再搭配合適的比喻方式作講解。可先從生活中常見的生物能量轉換例子作引導，如電鰻將化學能轉換為電能、螢火蟲將化學能轉換為光能等，建立學生能量轉換的概念。
【生物科教學尋疑團隊工作坊】能量分子(ATP及NADPH)
國立新竹高級中學生物科陳慕璇老師/長庚大學生命醫學系周成功教授責任編輯
2010/11/05 第2次研習活動–學科內容整理4
主題：光合作用光反應
「能」指的是做功的能力，自然界中容易觀察到的有「光能」，「電能」，「熱能」，而生物細胞最常利用的則是「化學能」。當需要做功時，細胞就把化學鍵中蓄積的能量釋放出來。ATP是細胞內許多「放能」反應和「需能」反應之間的共同中間物，細胞利用ATP來儲存「放能」反應所釋放的能量，同時提供給「需能」反應所需要的能量。所以ATP是生物最常利用能量流通的分子。但ATP並非唯一能擔任這類角色的物質，在生物體內也會利用會蓄積電子能量的分子如NADPH、FADH2來作能量流通之用。
【生物科教學尋疑團隊工作坊】三磷酸腺苷酶(ATP synthase)
國立新竹高級中學生物科許家榕代理老師/長庚大學生命醫學系周成功教授責任編輯
2010/11/05 第2次研習活動–學科內容整理3
主題：光合作用光反應
a.什麼是ATP synthase？
在動植物體內，光合作用與呼吸作用，牽涉到能量的轉換和養分的合成，這些作用發生在細胞質、粒線體和葉綠體中。其中經常與一種化學能的合成「 ATP（三磷酸腺苷）」有關。
ATP synthase是一種酶，催化ADP與磷酸根合成ATP。在生物體內與ATP合成有關的酶有多種類型。依不同功能（合成或水解ATP的）、不同構造、運輸的離子不同而異。細胞內合成ATP的方式為ADP加上磷酸根(Pi)，此過程稱為磷酸化反應。依磷酸化過程所需的能量來源可分為：(稍後詳加介紹)
(一)受質階層磷酸化(substrate-level phosphorylation)
(二)化學滲透磷酸化，包括光合磷酸化、氧化磷酸化。
【生物科教學尋疑團隊工作坊】葉綠素a（chlorophyll a）為反應中心的光系統與電子傳遞鏈(electron transfer chain, ETC)
國立新竹高級中學生物科盛維安實習老師、傅慧鳳老師/長庚大學生命醫學系周成功教授責任編輯
2010/11/05 第2次研習活動–學科內容整理2
主題：光合作用光反應
葉綠素a為反應中心的光系統
光系統依主要的吸收波長不同分為光系統P680和P700，此兩種的反應中心都是葉綠素a。所謂反應中心，就是由輔助色素圍繞、最後匯集輔助色素所吸收的光能而激發出高能量電子的中心。輔助色素和反應中心本身都利用葉綠素a吸收光能、激發電子，前者以共振的方式將能量傳給反應中心，輔助色素的電子則由激發態回到基態。而反應中心「成對葉綠素分子」吸收了這些能量，使得其中一個電子躍升到激發態，立刻傳給電子傳遞鏈中的色素及蛋白質複合物，而失去電子的「成對葉綠素分子」帶正電的空洞，可藉由水的裂解搶回電子，恢復電荷平衡。光系統及輔助色素的作用有賴於兩者在空間中的排列關係，卽兩者在葉綠囊表面的分布。
【生物科教學尋疑團隊工作坊】來自光合作用的感動
國立新竹高級中學生物科許慶文老師/長庚大學生命醫學系周成功教授責任編輯
2010/11/05 第2次研習活動–學科內容整理1
主題：光合作用光反應
葉子的能量工廠 (圖／Nick in exsilio@flickr)
生物體內的能量代謝
熱力學的原理告訴我們任何系統都會朝向最大的亂度的方向發展。然而生物體卻是一個有秩序化與結構的系統，而生命的最大特性，即是將系統維持在一個高度的有序狀態。有序化與自然的趨勢相反，就像抬高物體對抗重力需要耗能一樣，生物體為了要維持本身高度的秩序，也需要不斷的損耗能量來對抗系統趨向混亂的自然趨勢。所以說取得與利用能量是生物體的最大特徵，也是生物體生存之基本要求。
生命的多樣性：多細胞生物的源起（the origin of multicellular organisms）-下
長庚大學生命醫學系周成功教授/長庚大學生命醫學系周成功教授責任編輯
最早的生命起源始於海洋，遠古的陸地上是難見生命的痕跡！但是能行光合作用的生物因風浪或是地殼變遷，並非情願地到了陸上，就必須要解決水份的吸收／保存與氣體交換的挑戰。葉片上有氣孔(方便光合作用的氣體交換)和臘質(防止水份蒸發)，加上有些細胞分化出根，抓牢潮濕的土地，就能在乾涸的水邊生存，形成了陸生蘚苔植物的雛型。
生命的多樣性：多細胞生物的源起（the origin of multicellular organisms）-上
長庚大學生命醫學系周成功教授/長庚大學生命醫學系周成功教授責任編輯
在地球上出現的最早的生命型式大約在35億年前，原始的生命必然是以單細胞的型式存在。對單細胞生物而言，許多細菌最多只能在一起以形成菌落。它唯一需要知道的只是長或不長，而沒有什麼複雜的發育程式可言。單細胞生物在地球上寂寞地等待了近三十億年，才開始有多細胞生物的同伴出現。多細胞生物為什麼會出現?二個以上的細胞結合在一起生活有什麼好處?如果多細胞的結合真有什麼了不得的好處，為什麼在他們出現前的二十多億年間，無跡可尋?
阿茲海默氏症（Alzheimer’s disease, AD）
國立台南第二高級中學生物科王昭均老師/國立台灣大學動物學研究所陳俊宏教授責任編輯
據估計全世界超過2400萬人罹患阿茲海默氏症（Alzheimer’s disease, AD），通常發生於65歲以上的老人，其在美國之成人死因排名第四位，僅次於心臟病、癌症及腦中風，有時在65歲以下也會發生。根據統計，女性比男性罹患者為多。阿茲海默氏症首先由一位精神科兼神經病理學家Alois Alzheimer在1907年於德國描述，並根據他的名字來命名此疾病。
生理時鐘( Circadian rhythm)
新竹縣立竹東高級中學生物科何淑媛老師/國立臺灣大學動物所陳俊宏教授責任編輯
人類的褪黑激素對黑色素細胞並無顯著作用，而是與人類活動的日週期性有關。(圖片來源：flickr用戶troy)
依照地球的公轉及自轉等的運行速度，我們計算出一天的長度有24小時；在這一天之內，環境中的日照、溫度等因子會有週期性的變化，奇妙的是在我們身體內的心跳、血壓、覓食、體溫、睡眠等，也有週期性的起伏！但是，我們體內的週期長短，與一天日昇日落的時間長短，是一致的嗎？