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由近年來,報章雜誌上所登的生物科技,以及老師在上課時偶而的提示,使我感到生物學的重要。啟發我研讀生物的興趣。在讀到楨物莖葉的構造時,我們要求老師帶我們親自切片(徒手,以刮鬍刀,通草夾標木)以增加真實感,但一節課下來,斑上同學,沒有一個切下,可用顯微鏡觀察的片子,且有三個同學手指受傷。打聽得知,一部切片機,時價十多萬,實非每間學校所能買得起的。
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探索社區「貝殼化石」鑽孔的過去與現在
我們去年參加科展,研究的主題是:「化石就在社區的土壤中」,在嘉南療養院旁的水果園撿了許多貝殼化石,發現有些殼上有一個小小的圓洞,我們很感興趣;於是今年又回到嘉南療養院旁的水果園,採集泥砂和貝殼化石來研究,希望找出孔洞形成原因及特徵。也利用科學的方法模擬玉螺掠食貝殼化石進行實驗,並探討水果園裡的貝殼化石被玉螺掠食與環境的關係。我們從實驗中,瞭解嘉南療養院這個地區在5800~7200年前被沿海洲所包圍的潟湖,是淺海和淡水的交界處,醞釀許多軟體動物。在這裡採集到的錐螺化石很多,牠們的個體跟被鑽的孔洞都很小,和現代錐螺相比相差很大。掠食者及被掠食者會為了生存而改變身體的結構和成長,進而演化出現代的掠食者及被掠食者。
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生活中有很多因應各種需求的電池,各家廠商也改變電池的結構與化學物質,符合所需。但大部分都需要回收。因此本實驗所討論的希望能回歸最基本的電能需求,以最簡單與自然的方式,製造可簡易使用的電池且不會對環境造成過度污染。
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自製教具(OHP演示渦流、地磁及日溫變化)
1.四年前曾在高中教地球科學課程,深感此新興課程的激具十分缺乏,教學效果很不理想。2.近四年來一直致力於研究反射投影機( Overhead Prnjector ) 以下簡稱 OHP)的使用法,及配合 OHP 的實驗,希望對此教學媒體的使用做有系統的研究。
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國中化學第一冊第三章空氣中氧的體積定量實驗,植物行光合作用實驗,第四革蠟燭燃燒的定量實驗及第二冊第七章氯化氫定性分析實驗等四個實驗,在學校分組實驗時,所得效果欠佳,因此我們在空暇時一再和老師商討研究,俾使結果更趨精確。
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有一天,我和朋友去看電影,電影剛開始,畫面上出現了一位男士,他一面喝酒,一面看錶,好像在等朋友,等了很久,他的朋友還不來。他覺得很無聊,就從口袋裹掏出一把錢幣,然後一個個把錢投入酒杯裏,他連續放了十多個,我發現,杯裹的酒都沒有溢出來。回家後,我就自己拿水和杯子做做看,結果連投數十個水才溢出來,我覺得真是有趣極了。所以就提出來和同學一起研究討論。
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「綠」野仙蹤-利用增強子陷阱分析斑馬魚基因序列與側線組織再生
基因陷阱(Gene trap)和增強子陷阱(enhancer trap)在近年來被廣泛應用於斑馬魚的研究上。 因此,本實驗利用實驗室現有的增強子陷阱,包含熱休克蛋白(Hsp-70)促進子和綠螢光蛋白基因(GFP)及兩端的Tol2重複序列,得到不同位置發亮的斑馬魚。其中,本實驗選用側線細胞之套細胞(mantle cell)和中間神經肥大細胞(Interneuromast cell)表現綠色螢光蛋白的斑馬魚(HG7L)進行研究,推測sortilin-related VPS10 domain containing receptor 3 (sorcs3)為部份的被取代基因。另外,將HG7L互相交配後,進行被取代基因對側線組織再生之功能的實驗,發現雙股皆被取代的斑馬魚的毛細胞(hair cell)再生較遲緩且排列凌亂,推測被取代基因對側線發育有影響。再者,藉由被標定的套細胞觀察側線組織的發育,並模仿前人的實驗方法,觀察得知側線的發育過程不只與套細胞更和中間神經肥大細胞有關。
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填填圈-從數字和與重覆部份討論每邊和相等問題
填填圈是一個常見的數學遊戲,規則是在一個三角形的每一邊畫上三個圈圈,並在圈圈內分別填入數字1~6使每邊數字和相等,我們討論了四邊形、五邊形、六邊形(規則不變)和可用數字範圍加大的進階版三、四邊形,以及每邊和與每邊平方和都相等的三、四邊形。普通版的研究我們找到一種適用於三、四、五、六邊形的快速刪解法稱作「三數字消去法」與「雙三數字消去法」,另外我們還發現普通版和進階版的填填圈均有「互補關係」,只要找出一半的答案,便能推出另外一半的解答。最後還發現只要找出一組答案便能以等差推出無限組其他的解答,稱為「平移關係」。以及找出所有奇數邊放入連續整數時必有的一解與排法。
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上因數與倍數課時,課本列舉2、3、5、11的倍數的識別法,應用起來非常簡便,許心怡同學問老師說:「其他的整數是否也有簡便的識別法呢?」老師說:「大家一起去發現呀!」因此,我們就利用課餘時間,在老師的指導下 ,進行這個研究。
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吃完喜宴,坐著爸爸的小轎車回家,途中看到路旁的建築工地設有一閃一閃的警示燈,又看到沿路中的安全島都設有反光片;車燈一照,就會顯出明亮的光來,但效果不及建築工地裝設的警示燈。 回來後一直想:如何使反光片能和工地警示燈同樣生閃光效果,以增進行車安全。 於是我便和同學相約去請教老師,老師鼓勵我們進一步去研究。我們在老師的指導下,做了以下各種實驗:
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分水遊戲是一個許多同學都聽過、玩過的遊戲,許多科展競賽(註1)或科學叢書也常能看到相關的命題出現。它的玩法很簡單,主要是利用二個不同的水桶,在反覆的傾倒後,產生我們要的水量。剛開始,我研究的目的,本來只是想考倒同學,哪知道同學比我厲害,反而是我被考倒了,因此激勵我做更深入的研究。於是在改變許多外加的條件後,對該命題作加深加廣的研究,也獲得了許多嶄新的發現:1. 在加廣部分:我改變了桶子的數量及種類,也改變了內容物的種類及判別性,並且求出相對應的解。2. 在加深部分:我詳細的探討了水池大小與總水量的關係,以及總水量的不同,造成解的變化情形。3. 在創新發現部分:一個是”虛擬刻度”,一個是跳格子解法,而這二個全新的發現,使這類問題變的簡單且有趣,這是讓我感到最自豪的!
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除油利器,天然的最好 -- 環境中具降解油汙能力之微生物研究
目前研究的嗜油菌主要是分解石油(碳氫化合物),不過從生活中所排出的油(三酸甘油酯),也是一大污染源。本研究目的為篩選可分解三酸甘油酯之微生物,並探討其特性及降解油污的能力。從有油污的環境分離出三種對於日常生活中的油污具降解效果的菌株,利用16S ribosomal RNA gene進行菌種分析鑑定為Ralstonia sp.TFD41、Pseudomonas putida strain II-B、Sphingomonas sp.NC110。Ralstonia sp.TFD41較佳的生長環境為30℃、pH8,偏鹼,革蘭氏陰性菌;Pseudomonas putida strain II-B較佳的生長環境為30℃、pH6-10,偏鹼,革蘭氏陰性菌;Sphingomonas sp. NC110最佳生長環境為30℃、pH4-8,偏酸,革蘭氏陰性菌。而菌種在炸時越長的油中生長情形越差。而在家庭污水中的生長菌數最多的為Sphingomonas sp.NC110M。放入1000ppm油的培養基中,以Sphingomonas sp.NC110的降解油污的能力為最佳、Ralstonia sp.TFD41的降解速度最快。在家庭汙水中Ralstonia sp.TFD41 + Pseudomonas putida strain II-B的生長狀況最穩定。未來預期能培養嗜油菌,將其放回環境中,降解環境中的油汙,以減少油汙對於環境的汙染,還給生物乾淨的生活環境。
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