全國中小學科展

高中組

明德水庫上游集水區地質調查與探討

明德水庫上游集水區新建公路之山壁,但見岩層怪異變化多端,與課本上陳述之各種地質景觀,頗多雷同之處。而且在短短六公里內,其地層與岩相重複出現,呈明顯的對稱性,為了一窺大自然的美妙傑作,並了解其真相,遂引起我們進行實地觀察研究之興趣。

陽明山國家公園及鴛鴦湖自然生態保護區\n泥炭苔屬植物生態之研究與應用

在偶然機會中,看到一份報告,談及國外研究機構,嘗試利用泥炭苔作為空氣污染偵測器,國內亦常用泥炭苔當作園藝栽培保濕的材料,但是台灣泥炭苔生態及應用的研究報告,數量相當少,故激發我們對它做一系列的探討與研究。

蟑螂心世界-利用心電圖與影像分析法探討蟑螂心臟因應體位變化進行的調節作用

本研究以心電圖(Electrocardiogram,ECG)與心臟影像分析(Imageanalysis)法,探討美洲蟑螂體位改變前、後對其心臟生理活動的影響。當頭朝上立起時,血淋巴受重力影響而不易搏出,此時心跳率增加,進而增加心輸出量;減少心臟收縮時間,同時心搏量不變,增加血淋巴單次搏出流度。頭朝下立起時,淋巴受重力影響而更易流向頭部,此時心搏量減少,進而減少心輸出量;增加心臟收縮時間,同時心搏量下降,減少血淋巴單次搏出流度,以維持血淋巴循環的恆定。我們亦發現相對於心電圖記錄,影像分析法可收集較多數據,亦不傷害蟲體。比較文獻可知姿勢改變後,人體(閉鎖式循環系統)主要透過動脈收縮以調節血壓,蟑螂(開放式循環系統)主要改變心博活動以維持血淋巴循環的恆定。

昆蟲與植物間的代理孕母─蟲癭

我們的實驗主要針對單一株月橘上的蟲?進行研究調查,其次,統計調查數據並將其化為圖表,討論?之分布與各項變因的關係,進而延伸至蟲?本身,解剖個體、逐一觀察,對蟲?內情形作比較;另藉由黃色黏蟲紙捕捉附近的昆蟲,以了解造癭者與寄生性成蟲的可能種類。

食品中所含抗氧化劑的檢測

在人體內經由呼吸作用,容易產生自由基,可能導致癌症、老化等問題,所以在食品中常可看到強調具有抗氧化的成分,可消去自由基減緩細胞氧化。所以本實驗主要以食品中所含的抗氧化劑,因具備有還原能力,將四氯金酸溶液還原成為金奈米粒子,以金奈米粒子的顏色和吸收光譜圖,來探討不同食品的還原能力。經由實驗結果顯示具抗氧化劑的食品確實對於四氯金酸溶液具有還原能力,所得金奈米粒子的粒徑相較於以檸檬酸鈉還原而得的粒子其粒徑較大,而在實驗的食品中,以綠茶溶液所得的金奈米粒子粒徑分佈最為均勻。在實驗中也探討以不同浸泡時間的綠茶溶液,對於還原製備金奈米粒子所產生的影響,可知當浸泡綠茶時間約在 4 到 6 分鐘時,金奈米粒子溶液有較大的吸收值。此外,也以不同濃度的維他命 C 溶液還原製備金奈米粒子,將維他命 C 溶液的濃度對金奈米粒子的吸收值作圖,可得到一良好的線性關係,可做為檢測未知濃度維他命 C 溶液的方法。

脊椎動物紅血球之研究

當我們在學校做實驗時觀察各種動物的紅血球,會發現不同動物其紅血球的大小、形狀乃至有無細胞核都有不同程度的差別,為什麼不同動物的紅血球有這些差別呢?於是進行探討脊椎動物紅血球的實驗。

Moire'圖形在數學上的應用

物理課做水波槽實驗時,重疊的波紋引起我們極大的興趣。於是老師介紹我們看一篇( The Physics Teacher)雜誌中有關Moire' Pattern 的文章。Moire' Pattern 的特徵是當有寬度的條紋彼此重疊時,會出現一些新的圓形,我們對於這些富於變化,又具有規則性的圖形,感到興奮不已,就開始研究了。

可可鹼遺傳毒性之探討

近年來,隨著癌症人口的激增,及一些食物中天然存在或加工過程中衍生出的致突變物質之陸續發現,人們開始注意到含黃樟素, Pyrrolizidine 生物鹼, alkaloid 生物鹼等食物的致癌性和致突變性。而可可鹼( theo bromine, 3 , 7 -dimethylxanthine ),咖啡因( caffeine ),茶葉素( theophylline ),為 alkaloid 生物鹼的三種主要化合物。只要是嗜好可樂或巧克力甜食的人,就免不了和可可鹼有長時間且高頻率的接觸,這不禁令人對可可鹼是否造成遺傳物質的傷害,感到好奇。

霹靂「蕉花」-香蕉花,吃得到健康

有”香蕉王國”美譽的台灣,香蕉的產量很高,相對也丟棄了許多被人認為沒有價值的香蕉花。本研究針對國產香蕉的雄花做研究,進行生物功能性的探討,包括清除自由基能力、脂肪分解酵素的抑制能力、抗菌能力和研究其對腸道益生菌的增長影響加以實驗,找出香蕉花的價值。首先,本研究證實香蕉花萃取物具有自由基清除的能力,更發現香蕉花萃取液具有降低脂肪分解酵素的功能。進一步探討香蕉花萃取液食用後對腸道菌益生菌的影響,發現益生菌的培養液加入香蕉花萃取液後可促進益生菌的增長速度,並提高益生菌抑制其他雜菌生長的能力。由研究結果可知,香蕉花具有食用的價值,不僅可以減少脂肪的吸收,更有促進腸道益生菌種穩定的價值。

外來種植物在次級演替過程所扮演角色之探討

高中基礎生物中有關生物間的交互作用,提及生態失衡的內容中,曾介紹「外來種」對於本土生物可能產生的影響,所謂「外來種」即是群集中原先不存在,但因人為引進的物種,如本島農田常見的福壽螺和溪流、池塘常見的吳郭魚等。通常外來種欠缺天敵或競爭者的制衡,往往過度繁殖,為當地的生態環境帶來衝擊,致使生態失去平衡,甚至導致原有物種滅絕。如吳郭魚引進台灣後,即迅速在各溪流、池塘等淡水水域中繁衍。現在不但成為本島河川下游和池塘的優勢魚種,更在競爭的效應下,導致本省原產的鯽魚數量大幅下降而有了滅絕的危機。同樣的競爭效應也發生在外來的福壽螺和本地的田螺上(施,1999)。外來植物的例子則如布袋蓮,在淡水水域中,因無其他植物或動物天敵的制衡,造成許多本土水生植物生育地因其入侵,頓時失去生存空間。 \r 「次級演替」是指生物群集在受到干擾之後的變化過程,一般常見的人為干擾方式主要為火燒、噴藥、刈除、踩踏等。 \r 大黍 ( Panicum maximum Jacq),又名天竺草,原產於熱帶非洲。1908年自菲律賓引進台灣( 許,1975 ),做為牧草和水土保持植物。張和蔡(1974)以及廖(1989)均曾進行過大黍之水土保持試驗,確實有一定的成效。大花鬼針草進入台灣的時間普遍認為應是在清朝時,民間交流過程中意外引進,確實時間並不可考。 \r 據前人研究,大黍在雨季時火燒後會快速萌蘗;且自從引進台灣後,更因其侵略性極強 , 在台灣中、南部地區大量滋生,現已取代芒屬植物( Miscanthus spp. )之地位,並在中部地區坡地形成草原景觀。而以殺草劑之噴施可有效的抑制大黍之生長。鬼針草傳播方式主要以動物媒介為主,在演替早期通常也是屬於優勢植物,因此本實驗由實際的勘查、測量與記錄,藉以了解大黍、鬼針草等外來植物於演替過程中,其與本土植物的競爭情形做一初步探討。\r