葉綠素(Chlorophyll)
國立臺灣師範大學附屬高級中學生李微/國立臺灣師範大學附屬高級中學化學科陳昭錦老師
葉綠素是地球上分布最廣的自然色素，目前已知其化學結構有超過一百種的變異存在。一片含有七千萬個細胞的葉子，擁有約五十億個葉綠體（chloroplast），其中每個葉綠體含有約六億個葉綠素分子。
葉綠素是一種綠色色素，存在於藍綠菌以及植物與藻類的葉綠體中，是一種重要的生物分子，因為在光合作用中，葉綠素扮演著非常重要的角色，使植物吸收光能並轉換成能量。葉綠素在電磁波光譜中的藍光波段有最強的吸收，其次是紅光波段，然而對綠光及鄰近波段的吸收很差，因此含葉綠素的組織呈現綠色。
三氟化硼（Boron Trifluoride）
國立臺灣師範大學化學系碩士班二年級曹育碩
三氟化硼$$(\mathrm{BF_3})$$一種無機化合物，亦為一種強路易士酸（Lewis acid），常溫常壓下為刺鼻的無色有毒氣體，具腐蝕性，不自燃亦不助燃，在潮濕空氣中易形成白色煙霧1。無水三氟化硼的沸點是 $$-100.3^\circ C$$ 而臨界溫度是$$-12.3^\circ C$$，在這些溫度範圍內以液態形式被儲存。
三氟化硼的幾何構型為平面三角形，$$\text{B-F}$$ 鍵是極性共價鍵，此分子具有高對稱性，故分子內無偶極矩作用力（dipole moment）。而此分子同時是缺電子化合物，強烈的傾向接受電子對，使三氟化硼易與路易士鹼（Lewis base）生成錯合物（complex）。最常見的方式是與氟化物和醚類化合物形成錯合物。
小眼蟲也可以立大功-微細藻生物塑膠的潛能
國立臺大灣學科學教育發展中心博士陳藹然/國立臺北科技大學分子系暨有機高分所副教授許益瑞責任編輯
近年來，由於全球暖化現象，造成隨之而來的危機感不斷上升，以植物性資源取代石油衍生產品的研發開始受到注意 。
每年全世界塑膠產量為2.3億噸（日本約1300萬噸），這些塑膠幾乎全部都是從石油裂解出單體，在高溫、高壓之下經由化學反應製成塑膠。此生產過程不但需要龐大的能量，還會產生大量的溫室氣體。但若以植物資源替代石油衍生產品， 預計需要幾十萬噸的植物原料，勢必造成另一種風險，因此供應量與價格必須慎重考量。此外，若是利用微生物或生物催化劑的生產技術開發，其生產過程所消耗的能源，會是1大問題。有鑑於此，採用不具糧食競爭性的非食用植物的作為材料，例如藻類塑膠的生產，會是比較恰當的選擇。
日本產業技術綜合研究所生物醫學部門、宮崎大學農學部和日本電器株式會社（NEC）合作，共同研究開發出以眼蟲抽取物為主成份的微細藻生物塑膠。微細藻生物塑膠具有不遜於一般生物塑膠和石油樹脂的熱塑性和耐熱性。
【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（3）
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8
高能電子經電子傳遞鏈由高能階向低能階過程中，能階的遞減能量釋放，如何轉變成使氫離子運送的動能？
討論建議：
光合化學滲透作用其能量的轉換形式複雜且獨特，一開始色素分子吸收光能變成激發態後(光能)，釋放出自由電子，經電子傳遞鏈一連串的氧化還原反應(化學能)傳遞，過程中產生的能量即會促使氫離子主動運輸入葉綠囊腔中，而當氫離子累積至一定滲透壓濃度後，即會自ATP合成酶通道循滲透壓梯度釋放至基質中，而氫離子滲透的化學位能驅動ATP合成酶的轉動(機械能)，此轉動即會造成酶蛋白構形的轉變，進而合成ATP的高能化學鍵形式(化學能)。實際能量轉換過程複雜目前並非完全暸解。
【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。