全國中小學科展

第60屆--民國109年

探討組蛋白脫乙醯酶HDAC7對於癌細胞DNA損傷修復機制之影響

DNA損傷導致的基因體不穩定是癌症的共同特徵,而DNA損傷反應 (DDR) 負責維持基因體完整。DDR的活化可阻滯細胞週期並啟動DNA修復,其過程受許多因素調控,包括多種轉譯後修飾如乙醯化、小泛素化等。HDAC7是組蛋白脫乙醯酶,該家族成員有多個已被證實參與DDR且在多種癌細胞中常過量表現。最近研究發現HDAC7具小泛素蛋白E3連接酶活性,但相關研究甚少,因此欲探討HDAC7在DDR所扮演的角色。 本研究使用西方墨點法、免疫螢光染色、流式細胞儀分析、細胞活力檢測系統和細胞群落形成能力實驗,發現以RNAi技術將細胞的HDAC7基因沉默後會降低DNA損傷引起的ATR-Chk1及ATM-Chk2訊號強度,使不能有效率活化檢查點,並對DNA損傷藥物較敏感。由以上結果顯示,HDAC7有潛力做為抗癌藥物研發的新目標。

真不是蓋的,誰能比我會飛!

盤緣的刻紋間距真的會影響塑膠蓋飛行距離嗎?經過我們實驗測試證明,答案是肯定的。第59屆中小學科學展覽會作品—變化多端的瓶蓋棒球,評審評語提到兩點: 1、挑選大、中、小瓶蓋後,有確認瓶蓋大小不同,刻紋間距、材質是否相同? 2、人為發射會有許多誤差,若能設計簡易旋轉發射機會更佳。 利用設計的塑膠蓋自動發射器來測試,可以把每次塑膠蓋發射出去力道的變數影響降低。理論上物體在做水平拋射運動,初速度會決定它運動後距離的遠近。為什麼塑膠蓋會飛得這麼遠?這是因為塑膠蓋多了「空氣浮力」這個因素可以支撐它飛行。

吹冷哈熱——探討氣流引入效應之影響

人們在日常生活中對著皮膚噘口吹氣時,皮膚表面會覺得涼爽;但若是張口哈氣,則會感覺溫熱。為了量化這個現象的成因,在經過文獻探討及現象觀察後,作者以初步實驗分別測量了「絕熱膨脹」、「氣流引入」、「蒸發降溫」三種效應,得知「氣流引入」的表現最符合現象的結果。為了進一步證實「氣流引入」就是吹冷哈熱的主要原因,我們設計實驗讓這三種效應出現在單一事件中,發現溫度變化中至少60%以上是「氣流引入」導致的降溫效果。此外,作者進行更深入的實驗探討氣流引入的過程及特性,得到氣體流動路徑方向上氣流引入百分比與距離間分別有對數及線性關係,而氣流分佈截面也與我們對此現象的觀察結果一致,最後綜合得到經驗公式印證實驗結果成立。

探討胞外基質軟硬度對神經突生長發育的影響

本研究以神經母細胞瘤Neuro-2a進行基質軟硬度對神經細胞生長影響的探討,分析不同軟硬度基質上N2a細胞面積、神經突長度。結果顯示分化後N2a細胞在100 KPa基質上面積大且神經突較長,說明N2a能偵測基質軟硬度並進行生長調控。同時advillin、paxillin、myosin IIa和pFAK等細胞骨架蛋白於細胞本體表現量在不同軟硬度基質上有所差異,但未與神經突長度相關。advillin為肌動蛋白接合蛋白,能與myosin IIa、pFAK結合調控生長錐形成。觀察生長錐上細胞骨架蛋白表現量,發現於不同軟硬度具有差異且與神經突長度趨勢吻合,說明advillin可活化生長錐調控神經突生長。未分化N2a細胞轉染pAdvillin-IRES-hrGFP和pS1S3-HP-FLAG後長出神經突,且根據基質軟硬度生長情形不同,但轉染pS1S3-HP-FLAG長出的神經突長度較短,說明advillin的nucleation功能在神經突生長扮演重要角色。

護「灘」神「扇」— 風扇擾流應用於延緩突堤效應

突堤效應係指人工建築物凸出海岸,改變沿岸流路徑,造成漂沙在上游堆積,阻斷下游漂沙量,使堤前堆積、堤後侵蝕。 風扇葉片曲面能產生擾流向,在不阻斷水流運送情況下改變水流及漂沙流向。本研究旨在探討於海水面下裝設風扇,藉風扇擾流改變沿岸流所挾帶漂沙之沉積分布,延緩突堤效應造成之負面影響。 研究先以煙霧觀測五葉、七葉及九葉風扇擾流情形,再透過水流及螢光沙模擬安平商港外海,取得裝設各風扇後漂沙沉積變化之過程。以微積分計算分布面積及分布趨勢函數,除可用於預測近表層沿岸流之沉積外,亦可套用於海底恆流。未來期望針對流量、流速與地形坡度等作出量化數據,以求得函數模型。另外,亦期望發展洋流發電、綠色能源等各種應用。

Geogebra的兩平面鏡成像數

如圖(0),當兩平面鏡M1、M2,鏡面夾角為θ(單位:度),物體與兩鏡交點所形成的線段分別與M1、 M2的角度為θ1、θ2 (單位:度)。利用GeoGebra推導兩鏡中成像數的公式。可以寫成以下5點,其中 [ ]:高斯符號︰ 1.當180°-[180°/θ]×θ=0°,成像數= [180°/θ]×2-1, 2.當0°<180°-[180°/θ]×θ<θ1 且 0°<180°-[180°/θ]×θ<θ2, 成像數=[180°/θ]×2, 3.當 0°<180°-[180°/θ]×θ<θ1且θ2<180°-[180°/θ]×θ, 成像數=[180°/θ]×2+1, 4.當 θ1<180°-[180°/θ]×θ 且 0°<180°-[180°/θ]×θ<θ2, 成像數=[180^∘/θ]×2+1, 5.當 θ1<180°-[180°/θ]×θ 且 θ2<180°-[180°/θ]×θ, 成像數=[180°/θ]×2+2。 我們歸納出這個公式,已修正蒐集到的文獻所描述公式不足之處。 簡單說文獻上的公式︰ 若 360°/θ ∉ N ⇒ 成像數為 [360°/θ] ,其中 [ ]:高斯符號 。 這句話只陳述了部分事實,沒有說出全部事實,所以不能當公式使用。

風再起時—探討以不同方向風力為動力的自製纜車用來運輸之可行性

作品延續2019台北市科展作品「逆風而上」,我們將橫流風扇改成垂直式,以3D列印設計機構本體,並組合塑膠齒輪做成纜車,自製類低速風洞,提高風速避免亂流,完成實驗;作品經四次改善,具備以下功能: 1. 可以順、逆風行走,各方向吹來的風均可以利用 2. 纜車可以控制正反向行走 3. 空車無負載時可高速行走,以節省時間 4. 低速行走時,扭力增加,可負載重量 5. 具煞車和減速功能 6. 在纜車停用且有風的情況下,可發電並儲存所產生的電能,以備無風狀況下使用,更貼近生活。 作品測試:分別以自製類風洞測試,與不同坡度實驗,施予不同方向強、弱風等實驗,結果顯示:纜車扇葉轉數與行走速度均有一致規律。荷重實驗:本體重234.7g,在坡度10°可以荷重1,900g,速度達0.28cm/s。

池魚之殃-環境毒物對水生生物的影響,以水蚤為例

本實驗主要研究水生生物水蚤(Daphnia magna)在處於不同濃度的環境毒物(農藥)—益達胺時,水蚤的行為、心跳、死亡率是否會受到影響。我們的實驗結果顯示:1.在遠低於文獻記載及市售益達胺建議的最高稀釋倍數下的濃度—極低濃度0.0001ppm時,水蚤的移動距離即明顯縮減。2.加入農藥後,水蚤心跳也呈現下降趨勢,顯示其會受農藥影響。3.在0.05 ppm時,小水蚤死亡率大幅提高;在加入農藥後,大水蚤的死亡率也大幅提升。且水蚤位於食物鏈底層,若水蚤受到環境中殘留益達胺的影響,即使是極低濃度,也可能使得水蚤族群活性降低甚至死亡,進而可能對上層的掠食者造成危害,並使生態系統失去平衡。

以「蚜」還「蚜」~探討刺腿食蚜蠅的捕食行為與偽菜蚜的生存策略

小小的偽菜蚜卻有著驚人的生存策略!被刺腿食蚜蠅幼蟲吸食後的蚜蟲乾殼,或是被寄生蜂寄生的蚜蟲,都大幅促進附近蚜群的生殖速率(分別為1.55倍、2.7倍);同時,也促進有翅型蚜蟲出現(分別為4.8%、7.2%)。除了以增加子代數量來促進族群存續與產生較多有翅型來飛離危險外,蚜蟲乾殼能吸引食蚜蠅成蟲前來產卵。實驗發現,食蚜蠅幼蟲會捕食同類卵與被寄生的蚜,也有同類自食現象,導致其它蚜蟲的生存機會增加。此外,我們也發現食蠅蚜幼蟲的捕食以隨機點擊為主,有大、小擺幅兩種不同模式(搜索面積分別是122.05、10.38mm2)。搜尋之初,以大擺幅有效率的找蚜群;捕食後以小擺幅連續密集點擊。小擺幅時,支點較前、身體伸長少;大擺幅時,身體伸長量達原體長的71.48%。

滾動體在圓盤上運動之軌跡探討

球體在旋轉平台上的運動分三階段:進動階段、螺線振盪階段、打滑階段。進動階段、螺線振盪階段為兩個運動模式的疊加:迴旋半徑漸增的螺旋線運動、向平台中心靠近的平移運動。當迴旋半徑漸增至滑動摩擦力的上限值,球進入打滑階段並向外甩出平台。 研究紀錄球體質心運動參數,並以接觸點準靜態理論計算及滑動-滾動摩擦模型進行數值分析,找出各種變因與運動參數間的關係。 結果發現滾動階段中鋼球作迴旋運動的頻率f球和平台旋轉頻率f盤和有正比關係,且比例值和球標準化轉動慣量δ正相關。由滾動階段過渡到滑動階段的最大迴旋半徑Rmax和f球2成反比、和δ呈負相關、和滑動摩擦係數μk成正比。滾動摩擦使球向平台中心靠近,也使迴旋半徑漸增。平台傾斜時,球體的運動向水平方向偏移。