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第49屆--民國98年

膜粒通道---蛋膜粒子通道滲透速率之研究

這是一項以蛋膜為對象的研究,並配合化學課及生物課所學的滲透原理。藉由電導度計測量電導度的變化,間接推得濃度以探討粒子經由蛋膜的滲透速率,分別探討不同濃度的電解質溶液、相同陰離子不同陽離子的溶液、及相同陽離子不同陰離子的溶液,並且探討離子溶液受磁場N、S極、不同位置的影響,以及其他粒子溶液通過蛋膜的情形,加以分析討論。一開始使用電導度計測量實驗裝置一號蒸餾水端的電導度變化情形,研究後發現問題,改善成新的實驗裝置二號,確定它的滲透速率情形。再度發現問題,設計實驗三號,測量離子溶液端及蒸餾水端距蛋膜0 cm處的電導度變化情形,企圖了解各種離子的蛋膜滲透、擴散與磁場的相關性。

探索蟑螂單、複眼在避光反應中的功能

美洲蟑螂(Periplaneta americana)具有兩套視覺輸入的器官,包括對光的敏感度較強的單眼以及由許多小眼組成的複眼。本實驗利用美洲蟑螂的避光行為,探討單、複眼對於蟑螂運動調控的影響。經過暗適應10 分鐘後,在自製的蟑螂逃亡速率測定器中進行實驗,以LED 手電筒作為光刺激,蟑螂經刺激後通過有兩個觀察窗口的廊道,而經由錄影記錄可得蟑螂避光反應的潛伏期、逃亡時的的平均速率、以及通過觀察窗口的瞬時速率,將單、複眼均正常(控制組)以及遮住單眼或複眼的蟑螂進行比較。結果發現,遮住單眼或複眼的蟑螂,其決定要逃亡的潛伏期都比控制組短,且在逃亡的過程中,平均速率都比控制組快。由結果推論阻斷單眼以及複眼的視覺輸入都會抑制蟑螂的遮蔽反應(shade response)而造成逃亡速率與控制組不同,因此單眼以及複眼對於蟑螂運動行為都具有一定調控作用。

天使的眼淚

水晶土,又稱水晶寶寶,可吸收相當於自身重量幾百倍的水,我們發現,它的膨脹和浸泡的水質有很大的關係,尤其是含有鹽份的水。目前應用在衛生用品,如嬰兒尿布,尿液中含有鹽份,水晶土一旦吸收了,膨脹的程度並不會太大,符合使用的原則。據本實驗結果發現,將水晶土作為保冷劑可以方便的利用在生活上許多地方,當我們發燒或中暑時,可以把它敷在額頭上,也可以用來保存食物,夏天時,可以利用保冷劑讓自己涼快。將水晶土作為精油香包,大約可以維持三天到七天,而樟腦油香包可以驅蚊,又方便攜帶。將水晶土作為除濕劑,可讓鞋櫃及衣櫥保持乾燥,減少鞋子及衣物發霉,和一般除濕機或市售的除濕劑相較,比較具有經濟效益。

大「撤」大「霧」-防霧探討與應用

在這次的防霧實驗中,我們調查了家鄉漁民常用的防霧方式、澎湖常見植物的防霧效果與探討日常常見的防霧妙方。從簡易測試與透明度分析儀的結果來看,我們發現天然防霧塗料對「玻璃」能有效的防霧,但是對「壓克力」材質的介面並沒有明顯的防霧效果;日常的化學防霧材料對兩介面都有不錯的防霧功效。

藻礁?灘岩!老梅海岸之研究

本研究的目的在於探討老梅海岸的灘岩,是不是一般所謂的「藻礁」?在研究方法上透過圖書及網路資料的分析,針對藻礁的條件,以及老梅海岸的灘岩詳細比對,經長期而且多次的深入探討,得知老梅海岸灘岩的組成物質為石英砂、貝殼砂、鐵砂以及少量的安山岩礫石,與「藻礁」的組成物質-石灰藻大不相同,因此可以看見老梅海岸的質地細密有紋理,不像藻礁的多孔隙石灰質一般。本研究在詳細了解老梅海岸灘岩後,察覺灘岩上有近千條的石槽,不但景色是台灣唯一,而且在每年二到四月灘岩上長滿了綠色的藻類,使得石槽變成綠色的洗衣板一般,這也是台灣因為受到東北季風所形成的特殊景觀,老梅海岸的景色都是唯一而且只有這個地方才有,值得大家欣賞,也值得國人擁有及保護。

會漂浮的水滴

我們發現水滴大小、滴落的高度、液面振動與否以及表面張力大小等因素都會影響水滴是否會彈離液面的結果,我們把撞擊的過程給攝影下來並進行分析。水滴會漂浮於液面的原因是因為空氣層與表面張力的關係,當水滴接近液面時,兩者之間會形成一層空氣薄膜,若再加上降低水滴和液面兩者的表面張力,水滴會變扁狀且液面較柔軟,容易形成凹槽而包覆更多的空氣,因而更不易發生黏合。在振動的液面中,水滴撞擊波浪的波谷位置時會產生漂浮,而撞擊波峰位置時卻會與液面黏合而消失,這也與空氣層有關。為了證明空氣層的影響,我們把滴水的環境改成真空時,發現水滴在接觸液面時會被吸附進入液面,而相同滴落高度與顆粒大小的條件下,在常壓下卻會彈開。

育鈴還需刺鈴蟲-探討小紅姬緣椿象與倒地鈴的關係

自然情況下倒地鈴種子發芽率很低,但在自然界中仍然分佈很廣。在野外觀察時常存在小紅姬緣椿象族群,這使我們聯想到小紅姬緣椿象是否對倒地鈴分佈有貢獻?小紅姬緣椿象是一種食種子的昆蟲,主要吸食倒地鈴種子。我們設計實驗驗證倒地鈴種子的發芽率在受到小紅姬緣椿象攻擊後,因為種子透水性增加的影響,使的種子的發芽率顯著提高。特別是在種子未脫離果莢的情況下,受到小紅姬緣椿象刺吸的發芽率是對照組的9倍(38.6﹪:4.3﹪)。倒地鈴、小紅姬緣椿象與蛾類幼蟲彼此間關係密切,蛾類幼蟲嚼食倒地鈴植物未成熟種子,進出時造成果莢破洞,如此巧妙的關係使的生物能互惠互利共同繁衍。

索命黃絲帶-平原菟絲子的生活史及寄生偏好性探討

本研究觀察平原菟絲子自種子萌芽至成株各階段的形態特徵,研究成株及小苗對十種校園植物的喜好性。根據成功大學廖國?教授2005 年的報告,平原菟絲子的寄生無專一性,但是平原菟絲子有無偏好的寄主?其偏好的寄主有何種生理及形態特徵?研究結果顯示,平原菟絲子四季皆可以開花結果,最適合生長的溫度為23~25℃。完成生活史約需3 個月,一年會有四次果熟期及果熟植株乾枯期。在無寄主的情形下,平原菟絲子的小苗成長最多至13 公分,最長可活20 天;其斷莖及小苗對寄主的喜好性相同,對有氣味、葉綠素含較多及角質層較薄的寄主,形成的吸器多於不具備以上性狀的寄主。平原菟絲子對於不同的寄主,形成的吸器顯微構造也不相同,顯示平原菟絲子對不同的寄主有不同的適應。

「嘴」大「顎」極,飢要擇食-水蠆覓食策略探討

本實驗主要目的是以行為生態學的觀點來探討烏點晏蜓(Anax guttatus)水蠆的攻擊發動之條件,以及面對獵物採取的捕食策略。本實驗結果發現,水蠆發動攻擊的起因與獵物的大小及距離均呈負相關。而發動攻擊的範圍多在下唇顎所及之處,支持水蠆為伏擊型獵食者(sit andwaiting predator)。面對不同大小獵物時會有所選擇,因為極小或極大的獵物難以捕食,且在捕獵大獵物會消耗較多時間成本,所以水蠆會在獵食風險(失敗、受傷、時間成本)及獲益(能量)之間取得平衡。當水蠆面對獵物密度高低不同的環境,會因水蠆體型大小出現積極、保守、消極的不同策略。綜合以上實驗結果,水蠆在捕食行為上能做最適的權衡(trade off),選擇以最低的風險與成本獲得最高能量,為生態中最佳捕食者之一。

樹上忍者-棉桿竹節蟲的生態研究

棉桿竹節蟲屬於幼年高死亡型。四季皆有成蟲出現,以春夏季最多,冬季最少。若蟲時身體環節有7 節,至5 齡起變為8 或9 節,節數不同是隨機而定。屬不完全變態,大約經過6 次的蛻皮後,若蟲可長出翅膀變成蟲。若蟲成長期平均為65 天,成蟲可活60 天以上。竹節蟲的複眼會隨著光線改變顏色。有清潔行為,具有負趨地性、有趨光性但不明顯。常見的防禦機制有雙臂舉起呈威嚇狀,或由胸前背板放出人蔘味,以及吐出微黃泡泡。光線顏色對體色變化有影響,綠光與藍光會使軀幹與步足的體色趨褐色,軀幹上斑點更為突起、明顯。但不同溫度對體色沒有影響。若蟲步足與觸角有再生的能力,但成蟲則無。雄性的成蟲,體長比母蟲小,腹部第十體節部分有突起。