全國中小學科展

高中組

渡河問題

有一農夫帶著一隻狼、一隻羊及一個高麗菜渡河,而農夫划著小舟,一次只能載一物件。當農夫不在場時,狼會吃掉羊,羊會吃掉菜。只有農夫在場時,才不會發生上述情形。討論其最小移動次數及方法總數。 將菜、羊、狼編號為1、2、3,規定2能吃掉1,3能吃掉2,食性距離為一。其移動次數為7,方法總數為2。再將物件總數增加至n,利用合法狀態、連線數得到移動次數為7,方法總數為。另外討論平均移動次數,以了解物件編號為奇數與偶數不同的移動情形。 當了解距離為一時的移動情況後,延伸至距離大於等於二時,最後分成三個種類來討論。分別為: (一)物件總數:n ? d+1: 走法總數:n2 - n 種走法 次數:3次 (二)物件總數n=(β(d+1)+1): 走法總數:-Y種走法 次數:5次 (三)物件總數n=(β(d+1)+R),其中(R?{2~d}: 走法總數:-Z種走法 次數:3次

薑、蒜、洋蔥及辣椒對大腸桿菌生活的影響

在高中生物學上冊第九章細菌課文中,曾討論到食物的防腐及如何殺菌,同時在報章雜誌上常常可見一些有關辛辣食物殺菌的記載,使我們懷疑這些辛辣食物殺繭能力強弱如何?我們收集資料及請教老師的結果,找不到關於此方面的實驗資料。所以我們就想以實際的實驗來證明,那些食物確實有殺菌能力?是新鮮的或煮熟的殺菌能力強?但因限於知識,時問及實驗設備的不夠我們然以培養基中菌落的多寡來比較薑、蒜、洋蔥、辣椒等四種材料,在煮沸或新鮮時對大腸菌生活的影響及殺菌的能力。

乳酸菌的逆襲–細菌素抗菌作用之探討

本研究從生活中常見的20種乳酸菌種,篩選出對大腸桿菌有較強抗菌力且在生活中常見的兩種乳酸菌:乳酸鏈球菌(Lactococcus lactis subsp. Lactis, 簡稱LL)及嗜酸乳桿菌(Lactobacillus acidophilus, 簡稱LA)。經大量培養乳酸菌並進行蛋白質過濾與純化後,進行抗菌測試,結果顯示LL及LA之菌液均具抑菌能力,而後以蛋白質電泳確認介於3-11kDa間的蛋白質溶液具有良好抗菌能力,且抑菌力隨濃度增加而提升,故推測兩種細菌素的分子量均介於此區間。將兩種細菌素進行基本特性分析後發現,兩種細菌素濃度均僅須大約0.1mg/ml以上就具有抗菌效果,且兩種細菌素溶液在120⁰C下加熱30分鐘都仍具抑菌能力;此兩種細菌素在酸性環境(pH=2~4)下有較佳的抑菌能力,且兩種細菌素憑藉其微量就具有抑菌能力,耐高溫、耐酸的特性未來將有應用於食品保存,製成天然防腐劑的潛力。

大蒜抗菌物質的研究

研究大蒜所含對細菌、徽菌的抗菌物質,以便加以研究利用。

白蟻消化的功臣---鞭毛蟲的研究

我們到鄉下去,常常在一些古老的木造建築物上看到它們的樑柱上有許多被白蟻蛀蝕的痕跡,使我們想到像白蟻這麼小的生物如何能把這麼大塊的木頭蛀蝕掉,而它們吃進去的木頭又如何能順利的消化掉,暹實在是一件令人難以想像的事情。記得我們曾在生物課本中學到,白蟻的腸管內有某種鞭毛蟲與其共生,能幫助白蟻來分解織維素。但是對於它們進一步的消化情形尚無法了解。所以我們決定著手於鞭毛蟲的研究,希望能探出一些蛛絲馬跡。

蠼地螋查—五種蠼螋形態行為、繁殖與生物防治應用

本研究以2科5種不同的蠼螋:普通真肥蠼螋、黑環真肥蠼螋、濱海肥蠼螋、日本球蠼螋、四刺球蠼螋之採集、形態特徵與捕食動作、自我防衛、挖洞及游泳等生活習性之探討,並針對五種蠼螋的棲息環境做模擬佈置、進而飼育達六個月以上,期間並成功繁殖了五種研究的蠼螋;對於五種蠼螋棲息地的溫濕度、酸鹼值作一歸納表,並列表比較不同種的蠼螋之行為、飼育環境及外觀特徵等的不同處。 針對果園病蟲害物種-東方果實蠅做生物防治研究,發現2種蠼螋(日本球蠼螋及四刺球蠼螋)對其幼蟲具有極強烈的捕食性;比對果園已存在的蠼螋的棲地得知兩種蠼螋之生長環境有相近之處,利用此點,可於果園調查生態環境並適當數量野放,可做為生物防治的極大幫助。

分離吳郭魚腸道微生物之研究

在台灣,養殖漁業相當普遍,尤以吳郭魚之養殖最為興盛。本實驗以使吳郭魚成長更為良好為目的。我們取吳郭魚腸道內的微生物進行分離,確認分離後為單一菌種,並將之增殖。其後以菌液混入液態飼料餵食本實驗的實驗對象─斑馬魚,觀測魚的生長狀況,藉以判斷該微生物是否對魚體產生正向影響。在本實驗中,有發現兩菌種有助於斑馬魚魚體增長。但,希望之後能以吳郭魚苗為實驗對象,再次確認上述該兩種對斑馬魚有益之微生物對吳郭魚是否亦如此。盼最終能將之製為生物製劑,藉以提升吳郭魚的產值。

微觀紅娘-紅娘華微構造的異速生長

本實驗測量不同齡期紅娘華的體長、呼吸管長、捕捉足長,並使用異速生長方程式計算,發現呼吸管相對於體長是正的異速生長,捕捉足相對於體長是負的異速生長。利用電子顯微鏡觀察發現,呼吸管上有兩種微構造,其中微鱗毛會隨著齡期而增加,但捕捉足上的微鱗毛變化不大,顯示呼吸管的微鱗毛可能會增加浮力。以水分不同環境飼養結果發現,缺水環境會使紅娘華呼吸管外部微鱗毛減少,但呼吸管內部的細毛並未減少,顯示呼吸管對於生存是很重要。如此外觀的改變,使得棲息位置會越往水深處移動,以獲得更大的安全。

居然是「e」!

班上有42位同學進行交換禮物活動,每人提供一份禮物,抽到自己的禮物不需重抽,每人都抽一樣禮物,將禮物全部抽完。我們定義: 1.若 1 號同學抽到 5 號同學的禮物, 5 號同學抽到 1 號同學的禮物,則稱這兩位同學為一組。 2.若 1 號同學抽到 5 號同學的禮物, 5 號同學抽到 7 號同學的禮物, 7 號同學抽到 1 號同學的禮物,則稱這三位同學為一組。 3.若 1 號同學抽到 5 號同學的禮物, 5 號抽到 7 號, 7 號抽到 9 號, 9 號抽到 1 號,則稱這四位同學為一組。 以此類推。 問題一:全部同學都抽完禮物後,分成組數的期望值為何? 我們求得期望值 = 1+1/2+1/3+1/4+……+1/42 問題二:全部同學都抽完禮物後,不出現兩位同學一組的機率為何? 我們求得機率 =1-1/2-1/2x4-1/2x4x6-1/2x4x6x8-……-1/2x4x6x…x40x42 答案居然是e-1/2泰勒展開到的第21次項的結果!

色?你我大不同~色弱眼中的世界

本研究在探討色弱與螢幕顯示器表現顏色之關係,透過自行設計之程式,檢驗色弱對於螢幕顯示器中RGB值的敏感度,並與正常人做對照。在經由Student's t-Tests的分析檢驗後,我們了解到色弱患者所看到的顏色,並非由色光之波長決定,而是由色光組成之RGB值決定。