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淹淹「易」息─探討植物在淹水逆境下的生存機制

氣候變遷造成日漸頻繁的區域性水災,使植物生態遭受衝擊,從種子及幼苗在淹水下的發芽及生長狀況,得以探討植物對抗淹水逆境之策略,以供未來災害防治策略參考。而十字花科與菊科植物實驗中,我們發現不發芽為種子抗淹水逆境之共同策略,但氧化壓力則促使淹水下的種子發芽,而增加葡萄糖卻反之。除此之外,從不死鳥的觀察,我們發現淹水會導致幼苗抽長,且黑暗及紅光照射下更為明顯。十字花科氣孔在淹水下會關閉但菊科則否。而分子層面,鈣離子會調控淹水植物的發芽、氣孔開閉及莖節抽長,且過氧化物及葡萄糖亦參與其中。這些新發現值得後續深入探討。

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不要小看我

在這個研究中,我們透過各種實驗來進行不同品牌衛生紙的紙質比較,包括比較紙張的重量、觀察紙張的紋路以及張力大小等等,主要的目的是為了找出哪一個牌子的衛生紙能夠承受較大的拉力。另外,我們還將衛生紙以不同的對折、內捲或外捲的方式,來測試何種方式可以讓衛生紙承受更大外力的拉扯。而在研究結果中,我們發現各個廠牌中,以百吉牌衛生紙的拉力最好,而且由實驗觀察可以發現,從「直的」纖維紋路方向對折四次後,再捲 10 圈,甚至更多圈,都能增加衛生紙的拉力。

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額溫槍自動小助手-探討與研究

醫療級紅外線額溫槍有較準確、可回廠專業校正兩個特點。使用現成的器材及一部份回收材料,也可以減少電子垃圾產生。主機利用自製零件配合簡單機械和感測器,以伺服機代替人的手指按下開機鍵和測量鍵,測量完會自動展示量出來的溫度,進而達到非接觸測量的目的。這樣除了減少門口防疫站老師較近距離接觸陌生訪客的感染風險,班級教室更可以減少每日群聚測量的風險。在重做歷程中,也一併學會了更多的 3D 列印技巧並設計實驗,收集數據,來探討和改進研究過程中發現的問題。

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海中的蒸蛋烤蛋塔

本研究發現食品施加鐵鹽與魯米諾檢測液的螢光反應可直接測定攝氏150度烘培環境下梅納反應是否明顯發生,這套方式將可有助於食品工廠針對梅納反應的快速檢測。而藉由孟塞爾比色帖的比對則可間接判別梅納反應褐化的程度。不同風味的梅納反應需要不同種類的蛋白質和醣類的參與,有時甚至需要多種反應物共同作用。 海洋當中鐵鹽有助於梅納反應的進行,並且可以產生鐵錯合物,這有助於沉積物當中鐵和碳的固定以及汙染物質的去除。淡水河河口與北海岸的表層環境因為有機質的累積以及水體中所攜帶的鐵質,因此或許有可能可以發生天然的梅納反應。但這些有待後續研究做更多的驗證。

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如膠不如水-利用瞬間膠蒸氣製作疏水性表面

以不同變因蒸鍍瞬間膠的樣品,粗糙表面,使水珠在物體表面上的接觸角變大,難以停留在樣品表面而不易溼潤表面,發現有疏水性的樣品蒸鍍後表面極少細毛產生,也具平行線條,若無疏水性表面,就以後製方式 (丙酮蒸氣、熱風吹拂),讓其也具疏水功效。蒸鍍前先用熱水蒸過基板再進行蒸鍍瞬間膠,對基板表面疏水性提升最多。表面疏水性強的試管,在水面上移動速率增加8-26%,投入水中後的速率比沒鍍的試管增加23 %,若蒸鍍後因表面光滑以致沒有疏水性的樣品可經砂紙(100-240號) 摩擦表面,因變得粗糙而呈現疏水性。

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多面體的缺角和

某日數學課時,老師提到了一些有關多面體之公式,如歐拉定理等,另外亦提出一些有關多面體的角度問題,例如多面體之面角和,因而引起大家的注意,也開啟此次作品的開端。

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監獄大逃亡-利用電與腐蝕逃出監獄

我們以生活中常見的食品,如:蕃茄醬、醬油、醋等酸性物質,對監獄中的鐵窗進行侵蝕模擬,針對不同金屬(鐵、不鏽鋼、銅、鋅、鋁)腐蝕情形進行實驗。其中本組與歷屆科展實驗較不同的是-通上了直流電,我們意外的發現了蕃茄醬、醬油及醋的腐蝕性極佳,其次是味精水溶液。而以鹽水來說,金屬的體積不減反增。關於通上直流電的實驗我們發現以金屬充當兩極也有可能造成腐蝕情形,結論為味精水溶液的腐蝕性極佳,便以它當作電解液來實驗。結果意外發現活性小的銅用此種方法的腐蝕效果極佳,而鐵的作用也不差。我們實驗的五種金屬的最佳腐蝕方法如下:一、 銅在味精水溶液中作為兩極的腐蝕效果極佳。二、 鐵普遍會氧化,在味精水溶液中作為兩極的腐蝕效果極佳。三、 不鏽鋼在電解的醬油和蕃茄醬中效果最佳。四、 鋁在電解的醬油和蕃茄醬中效果最佳。五、 鋅普遍在酸性溶液中腐蝕效果都不錯。

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河流的污染與影響

本研究以PH儀、電導度計、數位式溫度計及電子天平等儀器量測不同河流(濁口溪、美濃河、荖濃溪)、河段(上、中、下游及出海口)之水質變化情形,及其對於不同金屬的氧化情形。研究可知,各水質PH值變化為 濁口溪<美濃河≒荖濃溪;從上游到下游電導度呈現增加的趨勢;各河流從上游流到下游溫度皆增加,一到出海口,電導度與溫度增加的幅度就大幅上升。各種金屬片以使用出海口的水質浸泡,其氧化幅度最大,不同金屬的氧化程度則為 鐵>鋅>銅>鋁。金屬浸泡於各種水質中,溶液的PH值皆上升,以鐵金屬的上升幅度最大;含鐵的溶液其電導度會隨著靜置時間而下降外,其餘皆上升;塗上防鏽漆可使金屬的氧化速率減緩,而通入空氣,使金屬的氧化速增快。

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電磁當道-鼠輩橫行

本研究以一般家庭電器用品、手機等所產生的電磁輻射作探討,全面探究常用家電所產生電磁波強弱散佈情形,並應用實驗檢測結果,對三組小白鼠進行家電以短距離、長時間及手機近距離的電磁輻射作用,以長期觀察小白鼠生長狀況、飲食、體重、迷宮測試覓食記憶反應時間、探索反應次數等之改變,進一步瞭解電磁波對小白鼠產生的影響,並期應用延伸此實驗成果,引起大眾對生活中無形之電磁波的注意及其對生物與自然生態影響的探討,並對電磁波輻射污染融入環境教育教材提供建言。

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線上教學資源

國中地球科學課程中的環境變遷教育

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胃癌血紅的試驗--利用巨量資料庫建立胃癌檢測基因組

本實驗旨在尋找有潛力作為提高早期胃癌發現率的生物標誌物,得以應用在臨床上。 首先,從NCBI下載資料,透過R studio分析胃癌細胞與癌細胞周邊非癌症細胞的基因表現量,篩選出胃癌細胞表現量與非癌症細胞表現量比值較高且其所製造的蛋白質為分泌型的基因,最終得出10個。 接著從cBioPortal網站下載基因的mRNA表現量與病患存活月數資料,分析病人存活率及無病存活率與基因表現量的關係,得出FN1及CST1的P value比其他基因來的低,且基因表現量與病人存活率呈現負相關。 後續進行細胞實驗,使用qPCR,驗證10個基因在胃腺癌細胞(AGS)及侵襲能力較強的胃腺癌細胞(AGS-1)間表現量的差異,結果發現在MUC13、MGP、PI3、SFRP4及CST1,在AGS-1的表現量較AGS高,尤其MUC13、MGP及PI3表現量差異特別顯著。

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泥壺内的秘辛〜赭腰圓領蜾蠃和黃胸錐腹蜾蠃生存策略探討

校園內有許多泥巢,調查研究後發現多數為赭腰圓領蜾蠃所築的土條狀泥巢和少數黃胸椎腹蜾臝所築的壺狀泥巢。統計428個泥巢後發現39%泥巢為2~3列、建築在轉角粗糙的窗框牆壁,面南花圃居多。本研究比較兩種泥壺蜂的型態構造、生活史及其築巢行為。人造環境可飼養和觀察泥壺蜂,但在飼養環境中不會有築巢和獵捕行為。兩種雌蜂均會築巢、產卵、捕獵並置入幼蟲食物後封口,但赭腰圓領蜾蠃體型小、幼蟲食量小、發育期長、壽命短,泥巢空間小但上下兩層設計讓雌蜂入泥巢休憩和護卵及幼蟲;黃胸錐腹蜾蠃體型大、幼蟲食量大、泥巢空間充裕但雌蜂封口後離巢不進巢內。幼蟲發育成功率偏低,發育成功率不同,兩種泥壺蜂以不同的生存策略來護卵育幼和防範天敵。

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