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1.讓學生在需要時能有材料自學/預習/複習
2.生物教師(現在及未來的)能一起討論更棒的教學活動

所以請求檔案分享時請您寫個信告訴我您是誰囉~


感謝台中二中葉婉儀老師、台南二中李宜欣老師、平鎮高中蔣佑明老師、嘉義高中林芳妃老師、旗美高中蔡佳娟老師融入校內課程
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2020年9月22日 星期二

高三選修生物-植物感應(溫度與水分)

接續在光對植物的影響之後

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小組分工整理植物對應逆境的方式。

高溫vs低溫。乾燥vs淹水。
討論植物比較擅長處理高溫還是低溫。乾燥還是淹水。
可能的原因是什麼?
動物呢?我們擅長處理高溫還是低溫。乾燥還是淹水?
跟植物一樣嗎?why or why not?

2020年5月15日 星期五

高三生物多樣性

我還滿喜歡這個設計的
讓學生自己選一個生物,收集資料,推敲出答案,然後提出建議與行動方案。
比以前好玩多了~



2020年5月1日 星期五

高三遺傳-連結基因表現、族群遺傳


每一屆到了這個章節都特別感嘆與開心。
教了三年的內容,終於來到我的本行啊。
族群遺傳。

放在三年學習的最後,總是有特別原因與意義的。

演化是最難的概念。
因為看不到、摸不到,也永遠無法重現。
因為是來自分子、細胞、個體、族群與環境交互作用的結果。
因為探討的環境尺度可小到公分,也可以大到整個地球。

要整合這麼多認知,還要找到合理的觀察指標,超難的。

第一節課的主軸是讓學生連結之前學的基因表現、突變的機制與族群中的遺傳變異,當然,還有。。。哈溫定律。。。這個萬分有趣的「定律」。

先告訴學生這節課的方向


我們是用ABO血型這個大家熟悉到不得了的題材。

小學生就知道的ABO血型是諾貝爾獎喔!而且是經過二十多年的研究才比較知道呢。關於ABO血型,現在也還是有很多沒有研究清楚的問題~
來調查班上的ABO血型人數與比例,可以一直用到單元結束!

班上的血型比例跟全世界來比,有一樣的趨勢嗎?

這張圖說的是全世界各地O型人的比例。
先帶學生看圖說。然後看超沒有設計概念的圖例,為什麼比例的多寡跟顏色完全沒關聯呢?看哪個地方最多,讓學生天馬行空想想可能的原因有哪些~
這邊可以在學生提出可能的想法時,引導學生加入曾經學過的地質變化,看看自己的想法有沒有被支持。老師要記得不要判斷答案對錯,只要讓學生發現自己的想法是否有其他資料可以支持,或是相矛盾就好。
O型的比例,跟我們班的數據接近嗎?可能的原因又有哪些呢?


真的來認真看一下ABO血型

ABO血型的抗原到底跟基因的關係是什麼?
雖然之前有講過,但是當時的重點都在抗原。所以今天在講不同對偶基因導致有不同的酵素。

那麼,i基因到底是什麼?為什麼跟IA在一起的時候,i的表現會被隱藏起來呢?
隱性對偶基因為什麼是隱性?
在這邊的討論,主要是希望他們用上一節課學的「核苷酸的增減會導致轉譯框移突變-->轉譯產物改變」來解釋國中與高二階段學到的Aa。

所以給大家幾個題目去討論。
「其中IA是什麼?i是什麼?」學生會再問清楚問題本身的意思。
所以我會再口頭說明(因為如果直接寫在投影片上太多字)
-->為什麼IA會合成乙醯半乳糖胺轉移酶,而i不會?i發生什麼事了?
學生會急著查網路,但我會說別急著查網路,你都學過了,試試看~~



誰說高三在這個階段就不投入學習?
最後會有學生推出來可能是核苷酸的改變。
也許會有學生問這個想法有被證實嗎?(超好的提問,不是嗎?)
就可以提供查到的資料讓大家看。學生會很開心自己想到正確答案

montanahanbio.blogspot.com › blog-post_9730

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第二節課
生物學家總是嘗試解決看不到的問題。

例如基因。

其實,基因是看不到的。
就算我們把整條DNA的所有核苷酸序列都放在眼前,還是不可能知道哪一段是「基因」。

要經過細胞的轉錄與轉譯後,是否會產生多肽鏈產品(或特定的RNA產品),才能反推回去那一段是否是基因。

要看到轉錄與轉譯是尺度問題而已,如果我們縮得夠小,也許我們能在細胞中「看到」轉錄與轉譯。

但是。演化。真的是無論如何看不到了。因為演化是隨著時間過去,集體的抽象特徵發生改變。
「結果」沒辦法用眼睛盯著看,「過程」又隱含在個體的行為背後,「機制」更是埋在過程裡面。
所以,說起來,演化若要作為一個科學研究的學門,研究方法的哲學是(也必然是)奧秘而美妙的,但又符合當代科學的概念與精神。

 作為一個研究領域,「到底要研究什麼」是第一關鍵。

演化看的是生物的整體特徵,本來就不是一個具體的「東西」。就像生物課本中的細胞一樣,沒有一個細胞長那個樣子,是整體來說有那些特徵。

所以演化到底要研究什麼呢?要觀察「什麼」的改變呢?

如果我們暫時不考慮「生物是被創造出來,且沒有改變的」這個假說,就姑且相信目前「生物回隨著時間改變」這樣的想法。
演化就是「生物物種的整體特徵隨時間發生變化

經過達爾文時代的探討,在邏輯上也很合理,
演化可以將焦點放在「生物物種的整體可遺傳特徵環境篩選發生變化

而在現代遺傳學的研究後,我們可以用「生物物種的可遺傳特徵由基因決定」來讓這個焦點的解析度提高。

所以,綜合上面三點,現代演化學家可以觀察「生物族群中基因頻率隨時間的變化」,來一窺演化的發生。

我們不能說看基因頻率的變化就是看到演化,但是如果連最能掌握的都研究不出來,那更複雜的也就別提了。

這個把演化的焦點縮小到族群的「微演化」研究,是我們解答「巨觀演化」的基石!

到底「基因頻率改變」是甚麼概念呢?
我沒有先講定義,而是直接用ABO血型作為例子。
假設有十個人,他們的ABO基因型像圖上一樣,一共有幾個控制ABO的對偶基因呢?
這邊要記得讓學生算。

那有幾個i呢,比例是多少?(同樣問IA、IB)

如果這組人的細胞經過減數分裂以後,所有的IA、IB、i都分散在精子與卵中。
理論上,受精的過程就像隨機抽兩個,i最多,互相碰到的機率會最高,IB最少,互相碰到的機率最低。
但不論怎麼抽,抽出來的IA、IB、i的比例應該都跟原來一樣對吧~

所以如果發生像圖右邊的比例變化,我們就可以合理懷疑由什麼事情使得抽的過程變得不是隨機了。
如果有不隨機的事情發生,才是我們期待的。因為有變化才叫做有演化,有演化我們才能研究為什麼啊。
如果都沒變化,那要研究什麼呢?對吧!

這邊呢就要介紹一個有趣的「定律」

我們學過哪些物理化學的定律呢?問學生。
這些定律都是用來遵守的,對吧?能量守恆、虎克定律、冷次定律.....都是用來說明自然界的現象會遵守這些定律

但我們這個定律是用來違反的,哈哈
內容到底是什麼呢?
在這幾個條件下,上一代顯性/隱性對偶基因佔的比例,理論上應該跟下一代一樣。
而且還可以預測下一代的基因型比例理論值。

但重點來了,這些理論值永遠都不會發生啊啊啊。
學生會嚇一跳呢哈哈哈。

為什麼呢?????(拜託等學生想)
學生可以想出來是因為一開始的假設不會完全成立啊。

如果學生沒回答,通常是因為不敢講出來。
所以可以給學生一些勇氣。

老師可以問,如果有一個理論說,在這些條件成立下,會有某種規律。
那麼我們沒看到這個規律的原因會是......

這麼一來,學生會比較有把握他想的是對的!


而且,美妙的是,我們期待看到「實際值不符合理論值」。
因為這樣就可以根據研究的基因與一開始的條件,一個一個去研究到底是什麼「讓演化發生!」



所以我們來看看我們班的ABO有沒有演化吧





帶著學生算我們班的IA、IB、i的對偶基因頻率




利用哈溫定律計算理論值,如果相同的對偶基因頻率是隨機組合的化,應該有的血型比例是白板上的理論值。

在這邊就用ABO血型簡單介紹五個會影響對偶基因頻率的因素。

然後提供全台灣的對偶基因頻率,請各組針對五個因素,分別思考在新竹有哪些事件會造成這些因素成立,然後每組分享一個囉。
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第三節課,真實案例的探討(對,畢業考前兩週我還在搞這個)(而且學生很愛)



最後,我們用新竹區盛行率高於台灣其他地區的兩種遺傳疾病當作案例,請各組就其中一個病症去收集資料,提出自己的看法
  1. 怎麼造成的?是隱性還是顯性遺傳疾病?是體染色體還是性染色體遺傳?
    原本的等位基因功能是什麼?
    引發症狀的等位基因怎麼出現的?
  2. 根據台灣的盛行率及帶原率來計算,致病等位基因在台灣的頻率為何?
  3. 根據新竹的盛行率及帶原率來計算,致病等位基因在新竹的頻率為何?
  4. 目前常用的解釋為何?
    根據這個解釋,新竹區的致病等位基因頻率在時間為橫軸的圖上應該有何種變化?
    實際上的變化有相同的趨勢嗎?如果不同,可能原因是什麼?
  5. 有哪些措施可以降低這兩種疾病在新竹區的盛行率?








2020年3月26日 星期四

高三遺傳-互換

這次我換了個上法。
我請學生先看完課文,先小組討論不懂的地方,還是有不懂的就問我。
(當然老師要一直在組間偷聽大家討論)
比較常問的就是為什麼距離越遠,互換機率越高。

然後跟我領挑戰問題回去討論,一次領一個問題。

  1. 請畫出減數分裂時配子可能發生互換的流程圖。
  2. 從發生互換的過程與互換率的定義來看,互換率有上限嗎?為什麼?有的話最高應該是多少?沒有的話,為什麼沒有呢?
  3. 孟德爾做實驗得到獨立分配律,其中,花色與種子顏色的比例符合獨立分配律的預測(1:1:1:1) -->推測花色與種子顏色的基因應該在不同對染色體 但後來發現花色與種子顏色的基因 在同一條染色體上 應該不符合獨立分配律的預測(1:1:1:1) 為什麼還是出現「像是在不同對染色體上,呈現獨立分配(比例1:1:1:1) 」的現象呢?


問題一
老師可以看出學生對減數分裂過程、其上基因的動態是否需要釐清。
另外可以從畫的結果看出是否忽略沒發生互換的細胞對互換率的影響。

問題二
應該是要徹底思考互換的發生原因與定義才能正確回答
然後就問既然是最高50%,那為什麼染色體圖譜上的數字會超過50?

問題三
如果問題二的前半可以正確說明,這裏應該可以透過討論得到答案。
這麼一來,互換率才有真實情境中有意義。











高三免疫系統

搭COVID這個瘟疫公司的實境秀,學生在開學第一周就在線上教室看了一個影片及一些閱讀
在這節課中,學生一定要看的是
1.高雄女中陳南瑛老師熱血、仔細錄製的給高中生看得武漢肺炎病毒的影片

另外因為當時對於病毒來自哪裡有甚囂塵上的陰謀論,所以有興趣的學生可以看我忍不住就翻譯的

當然還有幫助學生看到如何追查新聞的經典貼文

學生需要看完1.及2.後,在筆記上整理看到的東西

=====================================================================
第二周我讓學生上黑板寫自己對下面幾個問題的看法

  1. 什麼是免疫力
  2. 提高免疫力是提高什麼
  3. 免疫力強的人在哪些情況下仍然可能生病

一共36個格子,學生可以選自己想回答的寫上自己的意見。
這幾個問題的設計是為了讓學生思考

  • 免疫力是個模糊的名詞,我們有備呼嚨嗎?
  • 說提高免疫力的方法是有根據的嗎?說"提高免疫力是王道"有道理嗎?
  • 影響"是否感染某些疾病"的因子有哪些?
  • 重要的是病原與免疫系統中成員的"量"與"速度",而非病原的"有無"
  • 在考量傳染病與健康時,要討論的點很多

也許是經過上學期寫報告的魔鬼訓練,大多同學都能寫完整的句子。
少數只寫簡單專有名詞的格子,剛好是我跟同學對話的機會。
而且大多寫簡單專有名詞的同學,都剛好是我平常很想對話的人哈哈。
在探詢之後,同學都能講出他們的超讚想法,拜託他們把超讚的想法寫上黑板,是我很享受的過程,也對教室中的互動很有幫助。

除了要遊走在同學間,幫他們梳理自己的想法之外,眼睛還要看著黑板上逐漸增加的答案。一邊看著哪些想法跟自己規劃的方向一致,可以用來作為等一下歸納的錨點,一邊要找到相對日常的描述,怎麼轉變為生物的語言。最後還要找能當作爆點或是梗的答案。

很難,但很享受。

在帶著大家看全班的答案時,還要注意,是不是每個答案都被提到。不然,如果我是學生,會很傷心的。(問學生有哪些答案在講相同的事情,是我的救命索)

跟學生一起歸類,同一橫列有用A、B、C分類,看的出來分成哪些方向嗎?

(避免接觸病原並不是提高免疫力、是否能辨識病原是由基因決定)
學生在這節課的作業,是把歸納的結果以自己的方式整理在筆記本上,拍照上傳雲端教室。
不過可以看出來很多學生都還是用自己的答案做小幅度的增補而已。
所以會在第三節課讓大家看一下彼此的整理。

第三節的開頭投影片也是我整理他們的答案,讓他們參考。

=================================================================
第三、四節課上病原
除了從六年前就有的科霍氏法則、PAMPs、PRRs外,搭COVID這個瘟疫公司的實境秀,學生在開學第一周就在線上教室看了一個影片及一些閱讀


在這節課中,學生一定要看的是

1.高雄女中陳南瑛老師熱血、仔細錄製的給高中生看得武漢肺炎病毒的影片。

2.冠狀病毒如何刷上一軍



另外因為當時對於病毒來自哪裡有甚囂塵上的陰謀論,所以有興趣的學生可以看我忍不住就翻譯的
新冠狀病毒2019nCoV起源研究的中譯版-The Proximal Origin of SARS-CoV-2


當然還有幫助學生看到如何追查新聞的經典貼文

【俄官方從沒說武漢肺炎是人造病毒】台科學家破解假新聞除了靠 Google 翻譯,關鍵在理解「病毒重組」真意



學生需要看完1.及2.後,在筆記上整理看到的東西



=====================================================================

第二周我讓學生上黑板寫自己對下面幾個問題的看法



什麼是免疫力
提高免疫力是提高什麼
免疫力強的人在哪些情況下仍然可能生病
一共36個格子,學生可以選自己想回答的寫上自己的意見。

這幾個問題的設計是為了讓學生思考



免疫力是個模糊的名詞,我們有備呼嚨嗎?
說提高免疫力的方法是有根據的嗎?說"提高免疫力是王道"有道理嗎?
影響"是否感染某些疾病"的因子有哪些?
重要的是病原與免疫系統中成員的"量"與"速度",而非病原的"有無"
在考量傳染病與健康時,要討論的點很多

也許是經過上學期寫報告的魔鬼訓練,大多同學都能寫完整的句子。

少數只寫簡單專有名詞的格子,剛好是我跟同學對話的機會。

而且大多寫簡單專有名詞的同學,都剛好是我平常很想對話的人哈哈。

在探詢之後,同學都能講出他們的超讚想法,拜託他們把超讚的想法寫上黑板,是我很享受的過程,也對教室中的互動很有幫助。



除了要遊走在同學間,幫他們梳理自己的想法之外,眼睛還要看著黑板上逐漸增加的答案。一邊看著哪些想法跟自己規劃的方向一致,可以用來作為等一下歸納的錨點,一邊要找到相對日常的描述,怎麼轉變為生物的語言。最後還要找能當作爆點或是梗的答案。



很難,但很享受。



在帶著大家看全班的答案時,還要注意,是不是每個答案都被提到。不然,如果我是學生,會很傷心的。(問學生有哪些答案在講相同的事情,是我的救命索)




跟學生一起歸類,同一橫列有用A、B、C分類,看的出來分成哪些方向嗎?



(避免接觸病原並不是提高免疫力、是否能辨識病原是由基因決定)

學生在這節課的作業,是把歸納的結果以自己的方式整理在筆記本上,拍照上傳雲端教室。

不過可以看出來很多學生都還是用自己的答案做小幅度的增補而已。

所以會在第三節課讓大家看一下彼此的整理。



第三節的開頭投影片也是我整理他們的答案,讓他們參考。




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第三、四節課上病原 

除了從六年前就有的科霍氏法則、PAMPs、PRRs外,今年加了消毒的部分。

這個單元的作業除了整理筆記之外,有三個自由作業。
自由作業沒有繳交期限,也不計分,但對這個有興趣的同學可以有不同程度的深入探索。
  1. 從藥物原理解釋治療伊波拉的德西偉對新冠病毒可能有用?
  2. 消毒是在消什麼毒?從對象、材質到消毒程度探討針對特定疾病規劃學校的消毒策略
  3. 去Foldit一起跟全世界玩家燒腦,設計可以跟SARS-CoV-2的棘蛋白結合,阻斷這個病毒感染人體的藥物,最有希望的設計將會實際成為研究人員的抗病毒關鍵。這個群眾軟體解開了Mason-Pfizer猴病毒(M-PMV)反轉錄酶的結構,這個酵素是愛滋病毒在活體細胞中複製和繁殖的關鍵。科學家們花了十五年都沒解決,但在遊戲中在十天內就被玩家們破解了!
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第五、六節課 介紹先天性防禦
在這裡會用整體概念去串後面的細節,在後面細節時都會回到這四張投影片的概念。
  1. 這個免疫作用是處理哪裡的問題?
  2. 什麼樣的問題?                                
  3. 是處理哪個階段的問題?                
  4. 用什麼武器處理?                            

當然干擾素、補體與M細胞是不可或缺的。自然殺手細胞我倒是放在專一性免疫那邊講。

主要的原因是因為我到這邊都還沒有介紹各種免疫細胞!!!!
而且接下來三節課也都沒有要講!!!
(但學生會學到!!!)

第一,因為先用他們高一就學過的東西就已經可以理解了。只是加上干擾素、補體與M細胞,應該還沒必要用一大堆細胞名詞來嚇他們。
第二,雖然自然殺手細胞是非專一性免疫,但它細胞學來源要跟T細胞一起講比較好玩。如果放在非專一講自然殺手細胞,然後順帶提及T細胞,或是獨立出來把所有淋巴細胞講完,會顯得有點零碎或是不知道學這些名詞要幹嘛。
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第七節課
全班每個人從10-2免疫器官與細胞、10-3先天性免疫、10-4後天免疫挑一個自己喜歡的免疫器官、結構、細胞或分子寫在黑板上。


然後在筆記上做小研究~~
請在課本、投影片及網路找出
自己的上游:誰做出我?誰活化我?誰影響我?
                        在哪裡做出/活化/影響我?
                        如何做出/活化/影響我?
自己的下游:我做出誰?我活化誰?我影響誰?
                        在哪裡做出/活化/影響他?
                        如何做出/活化/影響他?
(課本與我的投影片這麼精美,他們都不看,都愛查網路orz)



然後要去找自己的上游,確定上游沒有漏掉。
也要去找自己的下游,確定下游沒有漏掉。



然後就要組隊了~~~看看不同隊的組合有什麼不一樣






利用電腦或手繪將全組的關係畫出來,並且準備上台講給同學聽

同學在上台講的時候,台下同學要記錄學到的新東西。並且請台下的同學給建議。
報告的同學需要根據大家的建議修正自己的海報與故事。



放在這邊做這個活動,有兩個原因
第一是因為進入專一性免疫以後,會有超多名詞與概念。而在非專一性免疫前就已經有漫天的專有名詞了。直接進專一性免疫的話應該就是整個糊成一大團。

第二是因為這樣學生變成是帶著架構聽專一性免疫,可以比對他們概念中的不同,才比較有機會改原先的概念架構,比較不會一直聽,然後以為自己都聽懂了。

當然放在這裡上,就不能要求學生能很完整的描述專一性免疫的過程與使用專有名詞。
重點是在讓學生自己釐清已經學過的內容,找到相互的連結。

在比對各組的成果時,不能用老師已經知道的去"指正"學生
而是要請各組互相補充,在有歧異處,詢問不同的看法,然後一起找到更好的描述方法

在這邊學生對很多動詞的使用跟生物學家並不一樣,所以可以"幫助"學生思考自己使用的語言是指涉哪些概念。例如製造跟分化、產生跟分泌等等。

在不同組的連結中,可以趁機帶著學生看到免疫細胞與分子間的關係有兩類,一個是誰製造誰,另一個是誰影響誰。當然可能是同樣的,也可能是不同的。


回到專一性免疫時,著重在免疫細胞在發育上的來源導致的表面分子、作用機制的差別,這時學生會比較熟悉那些細胞,所以聽起來應該是比較清楚。
另外就是株系選擇、MHC與CD概念連結到T細胞為何要去胸腺、一直說活化細胞是在做什麼。因為在前面報告時,就已經確認他們可以區分活化、分化、分裂等概念,所以這個時候他們對活化就會有恍然大悟的行為出現。


這個單元有三個自由作業。


第一是閱讀這篇文章,用這章的內容來解釋其中的概念、技術。 

第二是閱讀陳建仁前副總統關於群體閾值的貼文,歸納防疫政策中,流行病學的預測主要考量哪些事情。


第三是學生可以利用Foldit網站與所學試著設計對抗COVID-19的藥物。














2019年9月28日 星期六

選修生物-光合作用2用自由能教固碳反應


前面的光反應在這一篇

而固碳反應的部分
先說基本上是三個分開的二氧化碳分子被組裝成一個三碳分子,可以問學生這個系統的自由能是升高還是降低。
然後回頭看前面的兩個因為吸光所以自由能提高的分子。
一個是「ATP+水」,另一個是「NADPH系統」。
兩個系統都可以透過逆反應來釋出自由能,但是附帶的結果不一樣。
「ATP+水」釋出自由能的同時,還會釋出磷酸根
「NADPH系統」釋出自由能的同時,則是會釋出氫離子與電子


用氧化還原跟磷酸化來看,這邊還蠻簡單的。

先帶學生看大致上碳數的變化,還有碳反應的目的

第二要強調這個過程是由光反應的產物,也就是自由能被提升的ATP、NADPH系統
ATP、NADPH這兩個系統因為在光反應中被提升自由能,所以是呈現不穩定的狀態,會傾向於回復到原本的狀態。
也就是說會傾向於進行逆反應:ATP會釋出自由 能跟磷酸根,NADPH會釋出自由能、電子與氫離子

如果等等碰到要自由能跟磷酸根的狀況,就是ATP來處理
如果等等碰到要釋出自由能、電子與氫離子的狀況,就是NADPH來處理

接下來看每個階段

像是磷酸甘油酸要變成雙磷酸甘油酸,顯然要磷酸~已經有一坨磷酸根,又要再加一坨磷酸根,顯然系統會更不穩定,自由能會上升。
讓學生判斷兩個加在一起,要用什麼(學生會自己找出那就用ATP)

雙磷酸甘油酸要變成雙磷酸甘油醛,讓學生判斷是氧化還是還原,自由能上升還是下降,要用哪一個系統來處理。

最後再生五碳醣比較難,可以由老師簡單介紹就好(基本上是自由能上升,因為是三個碳變五個碳,植物細胞用ATP處理)


然後就問學生有沒有要問的。
通常學生會在這裡發現最後是三個碳的分子變出五個碳的分子,多的兩個碳是哪裡來的
這時候我會請大家一起想辦法,看看可以怎麼辦

有的班級可以跳出15這個令生物老師心花怒放的數字
比較多的班級會有學生說兩個3碳醣一起跑,可以問那多一個碳不就浪費掉了
經驗中大多班級都可以在這個步驟往最小公倍數那邊想
接下來就可以慢慢帶到係數平衡的方向了




解決了一個問題,(機車老師)又跳出另一個問題了。
這個圈圈中,需要的NADPH和ATP的數目不一樣
但是在光反應中(記得嗎,圖還在黑板的左邊,學生隨時可以回去看,這就是我喜歡版書兒不喜歡投影片的原因)每次產生的NADPH和ATP的數目是一樣的~
怎麼辦!!!!

讓學生看著光反應的電子傳遞鏈去想想看怎麼辦,可以試試看等待,也許會有驚喜~
基本上學生不容易會想到循環電子傳遞鏈。所以不用太為難學生。
可以帶著想想看光反應中跟ATP的形成中比較有關的是什麼~
跟造成氫離子梯度差比較有關的是什麼~
學生可以想到如果可以讓電子到光系統1時不要往NADPH合成酵素那邊跑就好了。
就可以繼續追問,是什麼決定誰能接電子呢?
好在我們在光反應時就一直是用氧化還原電位來處理,所以學生可以回答出來。
這時候,再跟學生說明電子傳遞連中的各完整複合體的氧化還原電位,他們自己就可以理解循環式電子傳遞鏈了。
是很合理的替代方案,不是老師說了算,也不是天外飛來的解決方式

好喔,我們解決了ATP與NADPH的問題。

但是機車的生物老師又生出了一個問題。

(生物老師默默地把黑板上的東西畫成海報)


就是啊,碳反應的第一個酵素本來的功能是把二氧化碳跟那個五碳醣結合。
但是!她竟然也可以把氧氣加入上去,這點跟血紅素有點像~
如果這個酵素遇到比較多二氧化碳,她就會加二氧化碳,如果遇到的氧氣比較多,就會加氧氣。
但是加氧氣的結果是毀滅性的,因為這個結果是那個五碳醣被分解為一個三碳醣跟一個二碳醣,不止沒有淨產物增加,原料還被耗損掉了。

可是呢,什麼樣的情形會讓植物細胞遇到的氧氣很多,但是二氧化碳很少呢?
學生會想到氣孔關閉
但是為什麼植物要關掉氣孔呢
學生會想到是因為要防止水分散失

不過我真的問題是
「關氣孔可以防止水分散失,但是會造成碳反應不能進行。開氣孔會水分散失,但是碳反應可以進行。兩個都有優缺點,為什麼植物選擇保水,而不是碳反應呢~」

學生有可能會說失水會死,可以反問但沒辦法 進行碳反應也是會死掉啊~

在經驗中,只要等足夠的時間。
學生都能看出來沒有水的時候連光反應也沒辦法進行!



所以,還是會到「那怎麼辦~~」
還是回頭看看問題是什麼!

現在狀況是
氣孔就是不能開
二氧化碳就是這麼少
我們要怎麼讓那個酵素比較常遇到二氧化碳?

這邊要引到「濃度」與「個數」的差異

所以植物只要可以讓二氧化碳的濃度上升就可以了!
當然接下來就是講解C4與CAM

但這時候就不是單純認識機制,而是要思考策略所對應的問題

介紹完三種策略後,我才介紹C4與CAM中的幾個化合物。
PEP、蘋果酸、草醋酸等等,順手指到黑板上的糖解作用與克式循環。
主要要讓學生知道這些化合物在細胞中都是多功能的,也就是整個細胞的化學反應是一個大系統,細胞能很經濟的使用這些化合物。
此時黑板上的呼吸作用

===================
光合作用的ending
分三個主題讓學生自己去比較,要比較什麼就看各組注意到什麼,想幫全班做比較的,就隨他們。

  • 三種不同的固碳方式
  • 循環式vs非循環式電子傳遞鏈
  • 光系統2與光系統1

我宣布時就是這個順序,因為是帶循環式vs非循環式電子傳遞鏈著他們在黑板上,從最靠近的學習一路倒回去到一開始。
因為沒有規定要比什麼,學生的比較很全面~

一共有九組,所以一個主題會有三組進行比較,足以涵蓋所有的面向
(當然他們在繪製比較表時,老師就要下去看比哪些項目了,如果有缺,可以透過提問來讓學生發現)
學生的互相討論是超級美好的風景。
這是上課中


這是下課的時候,他們不願意去第二節課.......

有一件很有趣的事情。
比較「光系統2與光系統1」的組很容易變成比較「循環式vs非循環式電子傳遞鏈」。

我覺得這是好事!表示在他們認知中,著重的是這兩個系統在功能上的差異。






每張比較都貼在相關的海報旁邊,我會分配各組去幫忙看其他組的海報。

  

最後當然就是帶大家整體來看,可以比較哪些項目,學生要將大家的成果整理在筆記上。

整個禮拜,學生都被化學反應包圍。
一開始他們看這些化學式都有驚恐到空洞的眼神,後來好像進教室看到這些化學式就很有安全感,因為他們知道他們能學會這麼困難的事情。