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高中組

以基因轉殖斑馬魚胚胎作為生物感測器偵測環境汙染物之研發與應用

在本研究中,我們希望建立可以偵測內質網壓力的基因轉殖動物以偵測水質污染,所以我們選用斑馬魚作為模式動物。首先我們觀察兩個參與內質網壓力的基因,perk及chop的表現情形。發現在thapsigargin或酒精處理過的胚胎中perk及chop mRNA和CHOP蛋白質大量表現,證明斑馬魚是研究內質網壓力 in vivo的理想模式動物。接著,我們證明chop基因的upstream open reading frame(uORF)抑制下游基因轉譯的作用保守存在於斑馬魚內。我們進一步利用染色體帶有被cytomegalovirus promoter驅動,人類uORFchop片段後帶有gfp報導基因的轉殖品系Tg(KY43-3)。我們發現GFP蛋白質在受到熱、冷、缺氧、重金屬、農藥等刺激的Tg(KY43-3)胚胎內大量表現,顯示當胚胎受到各種逆境時uORFchop會失去抑制轉譯的作用。綜合以上,Tg(KY43-3)可以作為研究內質網壓力或偵測各種環境污染逆境的模式動物。

藍牙方程式賽車--繪圖車設計

為增加數學課程的互動性,我們設計了一台可遙控的「方程式」繪圖車,可以依所輸入的座標來移動,精準的繪出所有的二次函數和其他圖形。 這台繪圖車裝備兩顆步進馬達,透過Arduino微控制器,指揮繪圖車的行進路徑。如果把所有圖形都看成是平面上點的連結,我們的構想是將座標系套用在平面上,而繪圖車在座標系裡從點到點之間行進的過程中,車上的筆就可以描出不同的圖形。我們自己寫了一個App,讓使用者可以用手機與繪圖車連線,增加了無線控制的方便性。此一裝置,可讓教學者只需拿起手機,就可以輕鬆又準確的呈現各種二次函數圖形,而學習者也可以藉由操控繪圖車,更清楚掌握數學函數的原理。此種繪圖車的原理,可以廣泛應用到各種圖形的輸出與展示。

植物源碳管電解電容器

本實驗透過植物的莖在鹼性環境,高溫?燒出各種碳材,經由BET測量微孔表面積、?燒後碳材經SEM測量表面性狀、碳材密度測量、碳材吸水量及以自製電解質擴散裝置測量電解質擴散快慢,對照高微孔表面積的活性碳所組成電解電容器,發現一年生的地瓜、藺草及甘蔗的碳材,所製的電容器其電容量較高,其中甘蔗甚至是活性碳的22.7倍,證明電解電容器添加的植物碳材,其電容的大小主要由碳材密度、表面性狀、碳材吸水量及電解質在其中擴散的速率來決定,碳材吸水量大及擴散慢具有較佳的電容,而不是由微孔表面積的大小所決定。因此,要製作優良的植物碳管電容器,只需在一年生植物中尋找,因為其維管束較少填充木質素,管徑較大,蓬鬆及碳材吸水量大,再配合電解質的擴散測量即可得到適合的物種。

DeadLock

研究立體密碼鎖的解及解與解之間的關係,利用立體幾何圖形探討。

難道你什麼都不想要-二角塵蛛網上異物選汰行為與隱帶形成之探討

二角塵蛛近年來常被作為研究對象,但關於其選汰行為的研究卻不多,透過本研究我們想知道二角塵蛛如何選汰利用網上異物,並探討其如何影響隱帶的形成的,以達到生態上適存的目的。 本研究歸納出四類選汰之行為模式:靜態偵測模式、動態偵測模式、選汰行為模式及返回行為模式。其中動態偵測模式的「震動偵測」更決定是否蜘蛛進行捕食或異物選汰行為。隱帶旁無橫絲亦會影響蜘蛛對震動之反應速率,更可幫助蜘蛛分辨網上異物來源。 此外,我們亦發現影響二角塵蛛選汰隱帶材料因素中,重量所造成的張力影響最重要,視覺因素影響最少。其非常偏好用卵囊作為隱帶,其次為食渣,但不會將隱帶上的食繭替換成卵囊,且蜘蛛網上卵囊之有無會影響隱帶顆粒形狀。

探討抗憂鬱症藥物phenelzine對於發生在小鼠巨噬細胞中的細胞凋亡所產生的保護作用及機制

之前有研究指出,使用一些單胺氧化酶(monoamine oxidase, MAO)的抑制劑如pargyline和clorgyline,皆可以保護serum starvation所導致的細胞凋亡,表示MAO可能在細胞凋亡的路徑中扮演重要的角色。 本研究著重於一個臨床上被拿來當抗憂鬱症藥物的MAO抑制劑苯乙肼(phenelzine, PZE)對於沿著腫瘤壞死因子-α (tumor necrosis factor-α, TNF-α)途徑而產生細胞凋亡的小鼠骨髓巨噬細胞(bone marrow-derived macrophages, BMDM)所產生的保護作用。 本研究的結果顯示PZE的確可以保護循TNF-α途徑死亡的細胞,同時使活性氧化物質(reactive oxygen species, ROS)的量下降。我們推論造成此現象的原因是PZE藉由抑制MAO,使得ROS的量下降,進而保護細胞。

高畫素手機是否能拍攝相對高品質照片之探討

本研究旨在探討照相手機廣告中所強調:高輸入畫素值,是否就一定相對於具有更高的解像力、能辨識更多的影像細節、更能還原真實世界中的色彩等等,設計實驗並加以分析。研究過程中並不考慮其他特殊錄音、錄影等特殊功能。結果發現,高畫素的照相手機在實際輸出時雖能得到的較大的影像面積,但在影像細節的表現上並非具有相對的高品質。在一百萬畫素的規格差距中,規格較低者有比較高規格者具有更好的測試結果出現,而在二百萬畫素的規格差距中(如 100 萬到 300 萬等級),高畫素可近乎於高品質(並非絕對)。整體而言,高畫素手機比低畫素手機有較佳的辨識能力、影像層次的捕捉能力、以及能呈現較佳的原始色彩。

金門慈湖地區鸕鶿(Phalacrocoraxcarbo)移棲行為之觀察研究

2002 年10 月至2003 年4 月,我們就鸕鶿族群在金門最大的夜棲地-慈湖,調查其離巢與歸巢等移棲行為,發現該夜棲地的鸕鶿族群數最多的季節為 2 月,達 7750 隻。牠們每天早上約 10 時前離巢至沿海覓食,到傍晚約 6 時前回巢,其離巢與歸巢時間與遷移狀態有關;至於離巢與歸巢的方位,則與風向有密切關係有關係。牠們每天群出群歸,清晨以震撼之姿飛過天空,傍晚則又分隊,以不同的變換隊形歸巢,是金門鳥類重要的生態奇觀之一。

吸金ㄟ牛奶

牛奶與金屬離子藉由沉澱實驗,可看出全脂、脂低與混乳對於金屬離子的影響,並推測全脂牛乳對金屬沉澱效果最佳。此外牛奶的pH 值愈低時,不利於金屬離子的沉澱(如鉛離子),但對銅離子則不受影響﹔另外,在不同的溫度下加熱牛奶,牛奶被加熱的溫度愈高,對金屬的沉澱量相對減少。對於牛奶與金屬離子的沉澱反應,其原因可能為乳蛋白與金屬的配位而生成大分子沉澱,或是破壞膠体溶液的帶電性而產生沉澱,仍尚待研究。利用小白鼠進行活體實驗,餵食小白鼠硝酸鉛水溶液後再餵食牛奶,發現只餵食硝酸鉛水溶液的小白鼠體重與食量明顯與有餵食牛奶的小白鼠有差別,且發現未餵食牛奶的小白鼠有類似鉛中毒的情況,有餵食牛奶的小白鼠則否,所以可以推論牛奶對於鉛有一定的解毒效果,若能增加實驗天數,若是利用其他哺乳類動物,可能可以得到更接近預定的結果。

米蚤懷卵的孵化機制及環境適應力

米蚤為淡水養殖業者餵養仔魚所使用的餌料之一,也是生物實驗重要的材料及環境指標生物。 米蚤是雌性為主的生物,14天的生命週期中出現四種不同功能的受精卵、未受精的雄性卵、孤雌卵及無法孵化的無形卵。米蚤會避免近親交配。環境阻力增大時,孤雌生殖的雌米蚤會利用減數分裂產生卵粒。若有受精就會形成受精卵用以度過環境篩選。未受精則發育為雄性米蚤作為有性生殖及減緩族群總數之用。孤雌卵則用來增進族群總數並成為當時環境的優勢種。產完受精卵後再產生的無形卵並無法孵化但會加速水質惡化促進更多受精卵的形成。 米蚤的蛻皮不僅是成長需要外,不僅加大了卵囊的容積,也增加了孤雌卵數。 經研究發現,可以用三種簡便方法取得大量受精卵。