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國中組

「呼」快「呼」慢的學問-探討萌芽種子的呼吸速度

地球是生物所共生的大環境,「呼吸」是生物賴以維持生命最基本的作用。人類會因外在條件而影響呼吸作用,但對於不論是生理構造及生長方式都和人類截然不同的植物來說,這些外在因素,是否也會影響植物的呼吸作用呢?我們從生物課本得知,植物一生中呼吸作用最旺盛的時候是在其萌芽的時候,因此,我們決定用萌芽的種子,來探討植物的呼吸作用。起先,我們利用生物課本上的方法-利用澄清石灰水試圖測定呼吸作用的速率,但由於澄清石灰水具有「定性不定量」的特質,並無法辨別呼吸速率的差別。所以如何測定植物的呼吸速率,以及哪一種植物種子的呼吸速率最旺盛,引起我們極大的興趣!

重金屬逆境對植物生理時鐘影響機制之研究

本研究探討銅、鐵、鋅、鉛、鎳重金屬逆境對南國田字草(Marsilea crenata)之影響,針對南國田字草睡眠運動的小葉開閉合角度及所需時間進行量化與質性分析。結果顯示,重金屬離子會延遲或縮短小葉開閉合所需時間;重金屬離子影響南國田字草之小葉夾角以鐵離子最為明顯。由實驗可發現南國田字草對重金屬離子皆有吸附性,對於水域環境之重金屬清除具有重要意義。隨著種植時間增加,南國田字草小葉開閉合角度差在重金屬離子濃度100 ppm以下多有上升趨勢;在100 ppm以上則出現下降趨勢。隨著濃度增加,可發現銅、鐵、鋅、鎳離子皆會使角度差出現下降趨勢。分析植株的生長狀況,可推估南國田字草對不同重金屬離子之耐受度,並藉以判斷重金屬離子影響植物生理時鐘之機制。

暗藏玄機-跳舞草的秘密武器

本研究目的在探討引起跳舞草擺動的刺激物及原理,並進一步探究跳舞草擺動的生態意義。由實驗結果,我們發現跳舞草的側葉在接受非直接的”音波”或”磁場”的刺激,以及探針或昆蟲的直接刺激,皆會引起側葉擺動,甚至引起鄰近的側葉也一起受到影響而開始擺動。我們推測接受擺動的構造可能位於主葉基部細毛,我們稱它為「感應毛」;感應毛的數目以及長度可能會影響側葉擺動的強度。研究中,我們設計逆境實驗,由結果我們推論,跳舞草在演化過程中,可能演化出一些構造或功能,保護其新生組織。如初生幼葉,常呈現下垂對折閉合,可能是盡量減少受損的可能;兩側葉擺動亦可能是跳舞草演化出的重要保護功能。

二次通“疊”

在二年的研究過程中,我們增加了河內塔的棒子數,並在自製的道具中,實驗記錄了移動次數的數據,實驗時為了避免移動次數有錯誤,研發用編號與顏色來區分盤子。在從實驗數據中,設計出”跳數點”,”倒三角圖”來計算最少移動次數,並歸納出推算次數的方法,但面對棒子數、盤子數過大時,仍需在數字的處理上費些功夫。直到學校課程學到了二次函數,於是我們導出了用多項函數關係來呈現不同”跳數點”的移動次數之公式,再用這些公式去驗證我們初期的實驗數據與延伸”倒三角圖”的結構,因此透過這些函數圖,我們對最少移動次數有更明確的解析與結論。

棲地變更新指標 ─ 螞蟻群落功能群的收集、計算與運用

螞蟻相調查過去常為科學家運用在瞭解生物多樣性及人為干擾度的研究上。本研究是為了以螞蟻取代過去植物分辨演替的缺點,並在多次的採集,將誤差降到最低後,列出台灣螞蟻相為指標的棲地演替檢索表。初步結果顯示,蟻類總數從演替初期至極相逐漸增加,樹棲型蟻類亦是如此。由於環境逐漸多樣化,能夠適應該環境的蟻種逐漸增加。目前我們做出最顯著的結果是:不同演替時期螞蟻群落功能群的多樣性有顯著的差異。

逆流而上~測量物體於流體中所受阻力之創新實驗設計與簡易方法

本研究主要目的是創新設計一套既實用又簡便的實驗裝置,來測量物體在流體中運動所受的阻力大小,此裝置可自由的改變液體流速並利用聯通管原理控制水位高低,藉以使液體流速保持穩定,並由電子秤的讀數迅速得知阻力之大小。 為了瞭解本實驗裝置之精確性,本組使用鋼製球體及圓柱體分別在水及甘油中作相對運動來實際測試。實驗結果發現,在湍流的情況下,當物體為球體或圓柱體時,其所受慣性阻力大小與物體的橫截面積A及相對運動速度v的平方成正比;而在層流的情況下,其所受黏滯阻力大小與物體半徑及運動速度v成正比。結果與理論相符,意謂著本組所設計的創新實驗裝置是一個能簡易測量物體在流體中運動所受阻力大小的有效方法。

亮不亮由你

本實驗探討照度受到哪些因素影響,發現燈泡種類、兩端電壓、電流大小均會影響照度。此外還探討節能的可能性,發現正確使用LED燈,確實能使耗電電功率降低,接著利用LED燈的光源來設計簡單實用的三原色光實驗裝置,希望能使國中課程的實驗更容易被觀察。最後試著去探究以LED做光源時,在平面及空間中不同位置的照度分布,期待將結果應用在日常生活中。

「砂」很大,「氯」離子趕快走,利用外加電場進行海砂屋中海砂鹽分析去除防蝕之研究

海砂屋的危險是海水含有氯離子,若用海砂作為混凝土之拌合材料,將造成混凝土的氯含量過高,降低混凝土PH值,破壞混凝土鋼筋保護層,產生腐蝕,造成混凝土剝落,影響結構物安全。本研究是應用外加電場保護的原理來去除混凝土中的氯離子,希望藉由非破壞性的技術達到修補防護效果。研究結果顯示,由化學分析發現,鹼性陽離子會根據外加電場擴散原理往鋼筋附近移動,而混凝土與鋼筋交界界面pH值上升,並隨著外加陰極電流密度及通電時間的增加,混凝土內剩餘氯離子含量會明顯下降;在腐蝕訊號量測方面,除鹽後之鋼筋腐蝕電位提昇,顯示鋼筋腐蝕情形獲得明顯的改善;在混凝土物理性質改變方面,除鹽後混凝土的吸水率及電阻係數值皆明顯提高。

自製儀器—比較脫色實驗

我們利用光敏電阻的感光性,製造簡易的儀器,並使用三用電錶測量其電阻大小,來探討脫色實驗各種變因的影響與比較,同時由自治儀器所測量出的電阻值,也可以作較客觀且準確的比較判斷。

秀色可餐?無影殺手

中國人好客,喜歡以“食”會友,各類場所均以“食”為依歸,“民以食為天”正說明了中國人對吃的重視,但實行蝗蟲哲學吃吃吃,並不代表吃的對和吃的恰到好處。以“吃”立國,於是中國吃的毛病一一消化道疾病也特別的多,真可謂禍從口入!“米”是我們日常生活中的主食,主食不當牽扯出來的問題可不少!且看我們的實驗: