全國中小學科展

國中組

南崁溪污染對河川沉積物的影響

南崁溪水具有低溶氧、高有機碳特性,使沉積物形成墨黑色單硫鐵和充滿腐蛋味的硫化氫。沉積物中的氧化鐵還原後,將多餘的鐵釋放至河水中,根據流量估算,每日有527~1166公斤的鐵自河流流失出海。南崁溪水銅含量亦相當高,由於重金屬易附著於單硫鐵,使得南崁溪沉積物可含有高達0.4%的銅。出海口彩虹橋乾潮線下的礫石表面沉澱出相當多黑色單硫鐵,使礫石呈現墨黑色,由電子顯微鏡分析顯示,黑色礫石表面還有含量很高的銅。黑色礫石若被拍打上潮間帶後便會逐漸氧化成水褐鐵礦或針鐵礦,最後受日光照射脫水而形成紅色赤鐵礦,原本沉澱在表面的銅便會被釋放進入水中。因此建議環保單位除了監測水質外,沉積物的重金屬應列入監測項目。

花粉管萌芽的生理機轉和對外力的感受

花粉研究的兩大問題(a)花季影響花粉的有無,(b)花粉的個別差異,開始研究長期貯存花粉活性的方法,一般貯存動物細胞或植物無壁細胞cell wall-free protoplast的DMSO/Deep Freeze方式對花粉傷害極大,貯存細菌和黴菌的50%甘油/Freeze方法也保存不住花粉活性[2]。我們發現薑花和百合花花粉在自然界環境未授粉前含大量精油,竟因此找到可以用植物油和低溫來長期保存花粉活力的最好方法。 本研究中設計玻瓶代替洋菜,用倒相式顯微鏡觀察玻瓶底油水界面花粉管生長,改善以前培養基的限制。由於可以一次大規模的檢驗許多不同的條件,我們發展可以讓薑花、百合花粉長出全長花分管(30mm以上),並達到高發芽率(95%)的C98培養液,一方面花粉萌管的全程變化可以在C98培養液中被仔細觀察,一方面是選用材料百合花粉有粗大的花粉管。我們發現花粉管在長超過花粉體十至十五倍以後就出現非常清楚的細胞質流(plasma flow),由於這流動遵循花粉管長軸做非常有固定方向的旋轉循環,我們把它稱為細胞質對向流(counterflow)。花粉管除了本身增長的運動外,細胞質流的速度可以在倒相式顯微鏡下目視測定。

看聲波的方法及其研究

在做聲波實驗時,只聽見聲音,看不見聲波,俗語說:百聞不如一見,我想如果能用看的來配合聽的更能使我們容易瞭解聲波。

台灣珍稀之寶-塔狀玄武岩-三峽特殊地質景點長壽山之現況調查及基礎資料??

長壽山的火成岩屬於約八百萬年前北部中新世角板火山活動期之產物。其玄武岩覆蓋在南莊層的上部,並同時有柱狀玄武岩和塔狀玄武岩這兩種產狀,前者並為全台所獨有;終於在歷經一年後,我們解開了塔狀玄武岩的成因之謎,並發現「差異侵蝕」是主因。強烈的火山活動後,此地即全面進入海進時期,桂竹林層開始沉積,並在火成岩內的氣孔及裂隙形成豐富的次生礦物,其中含二氧化錳的文石只有本地才出產。約民國七十八年前後,此地因屬建築工地而被開挖,目前雖已面目全非,但我們還是盡全力為這塊寶地建立基本檔案,並即將在今年的暑假將它列為三峽免費旅遊公車的一個參觀景點。另外,我們還比較了長壽山和鄰近四個火成岩出產地〈其中三處屬新發現〉的玄武岩及次生礦物。

溼地的勇士-海茄苳呼吸根與抗鹽逆境之研究

本研究觀察海茄苳四種呼吸根在形態學上的異同,並以顯微鏡觀察四種呼吸根的構造,\r 推論四種呼吸根的功能:出水呼吸根為露出土面吸收大氣中的氣體;纜狀根為支持植物本體\r 及運送由出水呼吸根吸收之氣體至植物本體;支持根為支持植物本體;營養根主要為吸收土\r 壤中的水分及養分。其次觀察海茄苳與其它植物葉片的構造、氣孔數量、氣孔型態、土壤的\r 差異並測量植物二氧化碳產生量,推論海茄苳需要呼吸根的原因為:一、葉片氣孔數量過少,\r 二、生長環境嚴酷不利於吸收養分及空氣,三、呼吸作用率較差。然後觀察海茄苳在不同濃\r 度鹽分的逆境下之泌鹽量、根部生長速率、葉片及根莖形態及存活天數。最後測量葉片表面\r 的導電度、內部電阻值及觀察有無老葉的方式,來推論海濱植物抗鹽分逆境的方法,發現:\r 一、海茄苳、海馬齒、馬氏濱藜可以泌鹽方式排鹽,二、林投、水筆仔等植物可以拒鹽方式\r 排鹽,(3)三、鹽定及海馬齒可以落葉方式排鹽。

育鈴還需刺鈴蟲-探討小紅姬緣椿象與倒地鈴的關係

自然情況下倒地鈴種子發芽率很低,但在自然界中仍然分佈很廣。在野外觀察時常存在小紅姬緣椿象族群,這使我們聯想到小紅姬緣椿象是否對倒地鈴分佈有貢獻?小紅姬緣椿象是一種食種子的昆蟲,主要吸食倒地鈴種子。我們設計實驗驗證倒地鈴種子的發芽率在受到小紅姬緣椿象攻擊後,因為種子透水性增加的影響,使的種子的發芽率顯著提高。特別是在種子未脫離果莢的情況下,受到小紅姬緣椿象刺吸的發芽率是對照組的9倍(38.6﹪:4.3﹪)。倒地鈴、小紅姬緣椿象與蛾類幼蟲彼此間關係密切,蛾類幼蟲嚼食倒地鈴植物未成熟種子,進出時造成果莢破洞,如此巧妙的關係使的生物能互惠互利共同繁衍。

豬油大變身--肥皂 DIY

(一)、探討以豬油和氫氧化鈉來製作肥皂是否可行。(二)、探討豬油的量對肥皂生成量的影響。(三)、探討酒精的量對肥皂生成量的影響。(四)、探討加熱對“以豬油和氫氧化鈉來製作肥皂”生成量的影響。(五)、探討攪拌對“以豬油和氫氧化鈉來製作肥皂”生成量的影響。(六)、探討加糖對“以豬油和氫氧化鈉來製作肥皂”的影響。(七)、探討加檸檬汁對“以豬油和氫氧化鈉來製作肥皂”酸鹼性的影響。

「蓮」香「螅癒」

本實驗以綠水螅為研究生物,探討天然萃取物對水螅生殖和傷口癒合影響。結果顯示石蓮花萃取物相較其他天然萃取物,刺激綠水螅螅體生長明顯,而且提高水螅出芽率和傷口癒合能力;隨著石蓮花萃取物濃度愈高,橫切或縱切水螅螅體的細胞分裂能力具有濃度效應,傷口癒合程度和細胞分化作用隨之提高。我們進一步發現綠水螅細胞受到紫外線等物理性因子短暫傷害會抑制細胞分裂,但石蓮花萃取物隨即復原水螅再生能力,而且此天然物會抑制植物細胞的老化和枯萎,我們推測石蓮花萃取物含有類似細胞分裂物的成分,我們期望此天然植物性成分可以刺激動物組織再生,作為天然傷口癒合劑,更進一步延緩細胞老化,以期在生物醫療或美容醫學方面具有應用價值性!

太陽能燃料電池

近年來,「保特瓶燃料電池」,這裝置已廣泛地使用在燃料電池教學上,稱為簡易燃料電池。但這原理雖普及但仍有創意改良的空間。本實驗力致將燃料電池與太陽能作結合為研究方向,發展出能在陽光下高效能放電的環保電池。 偶然下發現炙熱的銅片急速冷卻會裹上粉紅色的氧化亞銅﹔氧化亞銅是一價銅的氧化物,具太陽能轉換潛力,故我們有了拿它來當電極的念頭,先利用外加電壓,進行可見光分解水實驗,結果照光下分解水產生大量氫氣﹔且氧化亞銅本具高活性有光電化學性質,在逆反應時容易釋放電子產生高效能放電;並且在照光增溫同時也加快了電解速率,但溫度不能太高,而照陽光的溫度正適合,故我們試著將各種變因取出並設計實驗,來驗證與討論,最後統整設計出一個能利用太陽能的環保「保特瓶燃料電池」,對環保能量再注入無限的可能與創意。

沒殼怎麼辦?猶豫寄居蟹(Clibanarus virescens)換殼策略之研究

猶豫寄居蟹(Pagurus dubius)主要分佈在溫帶及熱帶地理海邊,是台灣北部常見的種類。本研究主要是為了探討猶豫寄居蟹(P. dubius)的換殼策略,我們主要以海邊環境的變化及猶豫寄居蟹(P. dubius)的體型來探討,探討這些變因是否影響猶豫寄居蟹(P. dubius)換殼的因素,結果顯示體型1.5公分到2公分的猶豫寄居蟹(P. dubius)換殼機率最高,且牠們多在水深、明亮、空殼數多的條件下換殼,猶豫寄居蟹大部分會選擇比自己體長大1.86倍殼長的螺旋狀貝殼或螺旋狀物品居住,尤其以稜結螺為牠們的最愛。了解猶豫寄居蟹(P. dubius)的換殼策略,可以以此作為參考,做保護猶豫寄居蟹(P. dubius)族群的措施。