高中組

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。

蟑螂是一種古老的生物。看起來並不顯眼的牠，竟然存在至少三億年之久，可見其適應環境的能力是其他已絕跡的生物所望塵莫及的。至於這三億年牠是如何度過的我們並不清楚，但我們可以從觀察蟑螂面對逆境的反應著手，期望透過本實驗來找出答案。我們藉著溺水使蟑螂面臨缺氧逆境，計算達到昏迷所需的缺氧時間，以及蟑螂昏迷後到甦醒所需的時間，發現蟑螂甦醒所需的時間(平均 ±標準誤：1787.4 ±117.3 秒)，遠大於達到昏迷所需的缺氧時間(270.7 ±18.7 秒)。此外，藉由間隔 90 分鐘的重複溺水，發現在第二次與第三次溺水產生昏迷所需的缺氧時間，比第一次溺水長，也就是曾有溺水經驗的蟑螂，較不容易因缺氧而昏迷。此外蟑螂昏迷後甦醒所需要的恢復時間，無論是第一次、第二次還是第三次溺水，皆無明顯改變。我們利用氧化鈣等藥品與器材，設計出一套方便又有效的方法，可以測量蟑螂等小動物的耗氧量。結果發現一隻蟑螂的耗氧量其實並不高(約 0.294±0.019 毫升/小時‧公克，n = 12)，也就是說，就算在氧氣極少的環境下，也可以生存一段時間，這是一般動物所無法達到的境界。也許，以上那兩點可能就是蟑螂可從三億年前存活至今而不被滅絕的原因吧！我們藉由自行設計架設的器材設備，已經發現許多有趣的現象，包含蟑螂的呼吸商(respiratory quotient)在活動期會下降，顯示蟑螂在活動期是以脂質為主要的能量來源。此外，經歷缺氧逆境後的蟑螂，其耗氧量會增加，但其呼吸商會下降，顯示出蟑螂可因應逆境而改變其生理狀態。以上的結果皆可說明，我們自行設計架設的測量設備，可以用來解開蟑螂生存秘訣的謎團。

本實驗主要在研究等間隔的方格導線(以下均稱為”網格電路”)之電流、電場及電位的性質，進而擴展到平面導體，並驗證克西荷夫定律。首先，以23×23 規格的鐵絲網網格通以直流電探討電流-符合「結點定律」，電壓-符合「迴路定律」。其次，由其電場分布圖修正邊界的問題。最後，測出平面導體的電位分布圖，比對網格電路電位分佈圖之相關性非常相符合，由此推論平面導體的電場分布情況。

在玩聲光科學組合套件"動動腦"玩具時，我們看到許多形狀、大小不同的電容器，使我們想研究這些電溶器的性質、功用及所儲存的能量問題，故設計此實驗，以求其能量與電壓及電容的關係。

量測液體黏滯係數的方法有很多種，各有其優缺點。本研究旨在提出一新方法，由定義推導出轉動情況中的數學關係式，並利用自製漂浮法實驗裝置測量液體的黏滯係數，同時探討液體介面與黏滯力之關係。本研究利用一壓克力圓盤置於待測液體之液面上，使其轉動後，量測其角速度隨時間之變化，透過理論分析，求得其黏滯係數。研究結果顯示，圓盤受液體黏滯力作用後之轉動現象與理論分析甚為吻合，所得之黏滯係數亦與公認值接近。本研究不失為是量測黏滯係數之一簡易可行的方法。

“花粉的形態與萌發”的實驗是高中生物教材第九章─“種子植物”的補充實驗課程(1)。在去年準備生物科實驗操作競賽練習此實驗時發現當時所採集之材料，根據課本所提供之方法進行，無論如何嘗試，均不萌發，連老師都無法解釋清楚。但是查遍所有參考文獻，真正討論花粉的資料實在很少，且大都是探討花粉形態學(Palynolgy)，甚至原文資料亦十分貧乏，故引起我們對此一問題的強烈興趣。

本科展作品以稻田中採集、經過純培養後的擬同形蚤為研究對象。探討擬同形蚤體長和年齡之間的關係，並設計不同年齡層擬同形蚤對台東常用的稻用農藥----丁基加保伏48.34 ％乳劑之半致死濃度〈LC50〉，以及體長相近、帶卵與否個體對此農藥耐受性的差異。此外，針對台東著名產稻地的稻田水蚤種類做野外實察。

本研究利用PM10值的逐時資料，探討1996年至2009年間，臺灣地區發生沙塵暴之時間與空間的分佈特徵。本研究獲得重要結論如下：一、 沙塵暴好發於春夏交替之際，北部區域受沙塵暴影響最為明顯；南部區域次之，東部區域和南部區域相似。二、 沙塵暴嚴重影響的區域分布類型共可分為10類，最常發生的類型為「北部區域嚴重影響」。三、 2004年沙塵暴發生次數最多，但強度方面卻較為不顯著。四、 馬祖測站PM10值上升的時間大多較北部區域為早。五、 沙塵暴逐時分布特徵之分析，可將逐時濃度變化分為7種類型。風向的變化可能是造成類型變化的可能原因。六、 到達臺灣的懸浮微粒含硫化物的比例較高，導致臺灣在沙塵暴發生期間SO2有增加的趨勢。

暑假時，信步在植物園觀賞荷花，發現水面上長滿了一大片的浮萍。仔細一看，發現在這一大片的浮萍當中，有的形態並不相似。於是我們提出了下列幾點疑問：一、浮萍到底有幾種。二、台灣具有那些種類的浮萍。三、它們的差異性何在。四、它們具有什麼樣的關聯性。由於好奇心的趨使，引發我們對浮萍做了一系列的研究。

西元 1994 年舒梅克─李維 9 號彗星撞擊木星時，曾引起了全世界的震憾，也同時引起我們對天體互撞產生了極大的興趣。因此，我們從最簡單、最方便觀測的月球開始著手，研究隕石撞擊月球的種種變化。