全國中小學科展

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高中組

味偶獨尊-體味影響擇偶

本實驗隨機選取高中生10男10女進行關於性擇(sexalselection)實驗。首先,測試體味的偏好及嗅覺的穩定性。第二,利用變性梯度膠(DGGE)檢測個體體表菌相及個體間菌相組成的差異。第三,藉著人體唾液、淚液抑制細菌的能力來比較免疫的差異。最後與評分活動中,嗅覺、視覺(外貌、聲音、儀態)以及個人資料(血型、星座、未來目標等)的得分進行分析。驗證前人研究中嗅覺與免疫間(主要組織相容複合體MHC基因)差異的相關性,以及確認對高中生而言,決定喜歡與否的主要因素為何?結果顯示:1.嗅覺好惡不論男女都是穩定的。2.前人研究中用嗅覺喜歡免疫能力差異較遠的異性,進而使後代免疫多樣性增加的現象可能不存在。3.不論男性或女性,外表與對異性好惡程度有相關。

費先生的堂表兄弟姐妹朋友

Fenton反應是雙氧水被亞鐵離子催化產生自由基的過程,藉自由基強烈的氧化能力,可氧化許多有機物,常用於處理工業汙染物。本實驗試著找出是否有其他金屬離子能引起類似Fenton反應(Fenton-like)的效果,藉由環境染料在光譜儀中測量其吸收度,如果染料氧化在特定波長下吸收度會改變,想藉此量測金屬離子催化雙氧水產生自由基的情形。但實驗中發現金屬離子可能與染料發生反應。所以我們再使用碘光度法:碘離子被氧化成碘分子並於水中生成三碘離子,使溶液呈黃色,並藉特定波長吸收度上升多寡或氧化速率來量測金屬離子催化雙氧水產生自由基的效果。最後發現在pH = 7中鈦離子(IV)及鋁離子有比亞鐵離子更強的催化能力。

逆向操作

崔頓為海王星的一顆衛星,他不尋常的軌道使它成為受人注目的焦點,而崔頓的形成原因也成為具有爭議性的問題。根據太陽系中行星及衛星資料的比較發現,崔頓在大小方面與其他大型衛星相比並沒有什麼特別的地方,但是由於崔頓的逆行軌道及它與海王星之間密度的差異,我們推論崔頓目前繞行海王星的狀態並不是和整個太陽系一起形成的。於是我們以電腦程式模擬一些路過海王星的星體,以觀察星體被海王星所捕獲的可能性,結果顯示若將崔頓模擬成太陽系中的彗星,則被捕獲的機率可以說是沒有,但如果模擬成一顆小行星,且行進的方向與海王星相同時,愈靠近海王星愈容易被捕獲;再加上崔頓的質量與體積遠遠大過於彗星及其他逆行的衛星(常被認為是來自柯伊伯雲帶的彗星),因此我們推論崔頓可能原本是一顆繞著太陽公轉之小行星,行經海王星時,被海王星所捕獲。當然,崔頓還有許多其他可能的成因,期待未來能有機會,能再做更進一步的探討。

以竿窺天

隨著春、夏、秋、東季節的不同,太陽在中天時間的天球位置南北來回移動,藉著中天時間的竿影觀測,探討出太陽垂直照射在地球上是在南北回歸線之間作規律的簡諧運動,同時導出一公式,以方便全球各地皆可以用一根竿子簡單的設計一天文觀測臺。

平流層瞬時暖化與北極震盪之長期關係

近年來氣候變遷的加劇使生活於地球人類面臨了空前挑戰,此次研究將以長期觀測數據深入探討近年受到科學家重視的「平流層瞬時暖化(SSW)」對於大氣的影響性,及與SSW、「北極震盪(AO)」的相關性。在此次研究利用NCEP/NCAR Reanalysis分析了1991~2012年間發生SSW期間的大氣參數,我們從資料中發現自2000年起至2010年,緯向平均風場於SSW期間皆發生代表主要暖化的方向反轉,打破以往每2~3年發生一次主要暖化的頻率,顯示近來年主要暖化發生的頻率增加。另外,SSW對於對流層上及地面附近也有一定影響程度,在10mb SSW高峰日後約五天時間,極區100mb與1000mb皆出現氣溫上升的現象與中低緯度氣溫下降的現象發生。最後,10mb SSW高峰日後6~9天,臺灣在氣溫上將會有近10度不等的降溫情況發生,且持續數天。

圓錐曲線的『平均』

作品中,首先證明了下列命題:「一橢圓中心為O ,在橢圓上取多點 P1,P2,...,Pn (n≧3),使得 將圓周角n 等分,則。」又利用極座標上圓錐曲線的標準型:

防曬乳對水中生物的影響

本研究選用了分別以奧克立林、桂皮酸鹽、氧化鋅為主成分的六款市售防曬乳,因有一種以氧化鋅為主成分的防曬乳不溶於水,故購買氧化鋅原料來與另一種可溶於水的防曬乳做較完整的對比。透過序列稀釋法配置成10000ppm、1000ppm、100ppm、10ppm、1ppm、0.1ppm、0.01ppm等七種不同濃度的水溶液,在48小時內觀察水蚤在這些溶液中的存活情形,初步結果顯示三種成分中以奧克立林的致死率最高,氧化鋅次之,桂皮酸鹽最低。除此之外,水溫的高低與光照的有無也對這些成分的致死率有些影響。

碘食呈經~澱粉碘液呈色及穀物分解探討

在這篇研究中,我們希望探討溫度、酸鹼和還原糖是否影響澱粉碘液反應呈色。我們希望藉由分析各類穀物澱粉分解的幅度及效率,是否有迅速的量測方式。我們使用的方法為澱粉碘液呈色法,透過澱粉與I3-形成的藍色變化,我們可以看出澱粉和碘離子是否發生還原、分解等反應。 研究結果我們發現許多有趣現象。首先透過不同濃度的澱粉水溶液與碘液的反應,確認澱粉含量和碘液之間呈現極佳的線性關係,可依據此測定澱粉含量變化。我們發現澱粉碘液的呈色會隨著pH值上升而變淺、隨著溫度上升而變淺、因為還原醣而變淺。不同穀物間以苦蕎麥最容易消化,蕎麥最不容易消化。茶類商品中訴求減緩餐後血糖上升的產品可以抑制澱粉分解,蕎麥萃取物也有相同效果。

銀吭高歌

本研究探討如何以銅銀電池反應後之硝酸銀廢液進行回收再利用,而在實驗中我們發現對於高中而言,進行銀鏡反應是最可以妥善利用廢液的方法,所以我們設計四種方法:直接過濾法、加入銅片法、NaCl沉澱法和NaOH沉澱法將廢液做再處理,實驗結果發現:以NaOH沉澱法之效果最佳,結果所形成之銀鏡與純的硝酸銀溶液來進行銀鏡反應相比,效果相去不遠。另外也利用NaOH沉澱法討論硝酸銀廢液之回收率。

石梯坪珊瑚之初步研究

珊瑚,在一般人的印象中,可能只是擺飾在珠寶店內的裝飾品;由於牠具有堅硬的骨骼及固著生長的習性,使人誤以為是植物,軟珊瑚也常被錯認成海綿。事實上,珊瑚是一種動物,種類十分繁多。 一般人所說的“珊瑚”,通常是指牠的骨骼,這些骨骼是由居住在骨骼內的“珊瑚蟲”分祕碳酸鈣所形成的,經過了長時間的累積,便形成了各類小生物的棲息場所──珊瑚礁。隨著海岸地殼的變動,珊瑚礁也可能露出海面,造成海岸的特殊景觀。然而,並非每一種珊瑚都有造礁能力,且因種類的差異,造礁能力各有不同。一般說來,石珊瑚的造礁能力最佳,而軟珊瑚則因其分泌碳酸鈣的量極為有限,所以無怯造礁。 珊瑚的生長情況與環境有密切關係。臺灣東部沿海大多為岩岸地形,且有黑潮主流經過,頗適宜珊瑚生長。石梯坪海岸地勢平坦,每逢退潮之際,便露出廣大的海蝕平台。一般而言,珊瑚需生長於低潮線以下,我們因礙於技術及經驗限制,不能潛水考察,所幸石梯坪海蝕平台上分佈各形各式的潮池及海蝕溝,即使退潮後仍沒於海水面下,溝池內有各種珊瑚的分佈,種類頗富變化,且活動上沒有安全顯慮,值得一探究竟。於是我們決定選擇石梯坪潮間帶作為此次野外考察的場所。