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生物及地球科學科

誰說國中生不知地厚?—從板塊運動探討台灣地區岩石圈的厚度及變化

利用水中的浮體實驗來模擬板塊運動造成岩石圈受擠壓的現象,找出受壓縮岩石圈的長度變化和所造成的厚度延伸量之間的關係式來推估岩石圈厚度;依相關文獻參考實際板塊位移量,推測台灣地區的岩石圈平均厚度約為 170 公里;並依照台灣地區地形來模擬標高不同區域的岩石圈厚度分布。並利用以上模型,證明當山區受到較大的侵蝕作用時,因岩石圈下層受浮力上浮補償了部分的高度,使山區需在較長時間,高度才會變矮。

乾與濕的策略-捲葉濕地苔和水的關係

這個研究在探討捲葉溼地苔(Hyophilainvoluta)和水的關係,主要的結果包括: \r 一、形態、構造、生活環境等:假葉是由單一層細胞構成,細胞小而規則,成群體生長,58 株/1c㎡、126 株/1g,在潮濕的環境中,較常出現孢子囊,而在較乾燥的環境下則較少。 \r 二、乾旱與吸水:捲葉溼地苔在失去水分達一定程度後,細胞生理會產生一些改變,使水分不易再散失。而吸水過程主要由葉完成,二分鐘之內可吸飽水(水重達本身重量的573%)。我們推測乾燥始捲葉濕地苔細胞質濃度增高,這可能是捲葉濕地苔葉片能快速而大量吸水的原因。 \r 三、經乾旱後對生理的影響:經短期乾旱處理的捲葉濕地苔,再供水後,竟能迅速恢復光合作用,尤其第一小時的光合作用率,甚至比水分充足的樣本還高。但乾燥四天後光合作用率開始下降,到第十天已低於新鮮樣本的光合作用率。

往內往外傻傻分不清楚-百合雌蕊柱頭的負向地性

我們觀察到於花店買到的園藝種百合花柱頭具有「負向地性」,與百合花所受的地球引力\r 的方向剛好相反:但雄蕊無負向地性。百合雌蕊柱頭負向地性的因素會因為「雄蕊花藥」存\r 在而影響,負向地性持續的時間只佔整個花期的一部份。改變百合所面臨的重力場方向,亦\r 會改變百合雌蕊柱頭的澱粉粒分佈。因此雌蕊柱頭內薄壁細胞的「澱粉粒分佈」可能與百合\r 柱頭具有「負向地性」可能有關。百合柱頭具有「負向地性」與百合授粉的生殖行為有關。

以管窺天─維管束裡的小天地

國中「自然與生活科技」課程中關於植物物質的運輸,最常使用芹菜浸泡紅墨水觀察維管束的構造,我們想了解是否有更好的實驗設計,透過容易取得的染劑,搭配不同的材料,不斷的試驗,發現西洋芹是不錯的材料,即使沒有葉子也能在短短的 15 分鐘內運輸至頂端(約 15至 20 公分),而色素溶液的濃度越高,維管束目測的效果越好,但顯微影像有顏色暈開的現象,最後以濃度 1.2%的色素溶液浸泡之西洋芹,以肉眼或顯微鏡觀察皆有良好效果;食用色素溶液對木質部有很明顯的染色作用,但對韌皮部染色效果卻不好,因此我們利用韌皮部的運輸光合作用養分的特性,改以 3%蔗糖溶液浸置西洋芹 30 分鐘,再火烤玻片標本,使糖焦化,終於使韌皮部現身。

霧裡看「發」-模糊方法對蒸發量的探討

蒸發為水吸收熱能而由液態轉變為氣態的過程,是一種水量的損失,對於水資源開發計畫;或是乾旱地區的水量控制均相當重要。蒸發的過程相當複雜,且受到甚多因子的交互影響,因此不容易估算蒸發量,通常採用經驗公式加以推估,例如道耳吞(Dalton)式,梅耶爾(Mayer)式等,其精確度通常較差;或者採用能量平衡法估算,其精確度較高,例如安德生(Anderson)式,但由於數據不易量測,故不常使用。

水中蕨響(槐葉蘋形態.生活史及生存環境的研究)

本研究的主要目的是探討台灣珍稀且嚴重瀕臨滅絕的水生蕨類-槐葉蘋的形態、生活史及生存環境的研究,讓槐葉蘋的資料及培育的方法有更完整的記錄,以達到保育的目的。首先比較槐葉蘋與人厭槐葉蘋形態構造上的差異,以釐清兩物種被混淆的身分。接著比較兩物種生存競爭能力,來證明外來種入侵的嚴重性。兩物種於幼葉期最容易被混淆,可藉由葉上毛被物來區別。槐葉蘋浮水葉葉上毛被物是叢生且分岔、葉型呈橢圓形;人厭槐葉蘋毛被物像打蛋器的形狀、葉型呈雙耳形。人厭槐葉蘋競爭能力優於槐葉蘋,在兩物種共存的環境中,槐葉蘋會全部被人厭槐葉蘋所取代。由槐葉蘋的物候週期觀察結果,3~11 月為抽芽成長期,3~12 月為成長與繁殖期,12 月~隔年 2 月為冬枯期及孢子囊果出現期,12 月~隔年 5 月為孢子囊果成熟開裂期。槐葉蘋繁殖的方式分為無性繁殖及有性生殖。適合槐葉蘋生存環境的條件是(1)陽光間接照射(半遮蔭)、(2)乾淨未受污染的水質、(3)通風性良好。

天然ㄟ尚水~香草水溶液對玫瑰與非洲菊切花保鮮及環境保護之影響

本研究主要在探討甜薰衣草、口香糖薄荷、檸檬香茅、玫瑰天竺葵、鳳梨鼠尾草、艾草、到手香、直立型迷迭香、芸香等九種不同香草並加上備長炭、麥飯石等天然材料之複合配方,對玫瑰及非洲菊常用切花之瓶插壽命影響評估研究。\r 針對複因子評估香草之不同處理方式對切花瓶插壽命並無一致性,固歸納出改良配方,即針對不同香草種類建議最佳選擇處理方式,採香草整片處理為檸檬香茅;直立型迷迭香;芸香;艾草;到手香、香草撕裂狀者為鳳梨鼠尾草、粉末狀者為甜薰衣草;口香糖薄荷及玫瑰天竺葵方式為佳,均能有效延長切花瓶插壽命,花徑綻放度甚佳。\r 本組繼續改良研發結合家庭用品(紅糖、酒精)、有機香草及環保淨化之備長炭及麥飯石等複合式配方,改良實驗1證明:玫瑰浸漬不同香草保鮮處理液實驗中以玫瑰天竺葵(粉末狀)及甜薰衣草(粉末狀)處理組在吸水量表現較佳。非洲菊浸漬不同香草保鮮處理液實驗中,口香糖薄荷(粉末狀)及檸檬香茅(整片狀)無論在吸水量及花徑量表現最佳,瓶插壽命更達13天,遠超過文獻上之瓶插壽命8天以下,另以更簡便之香草精油改良替代實驗2瓶插壽命得知:玫瑰切花保鮮以迷迭香精油最佳(達9天),比對照組(自來水)7天為佳。非洲菊切花保鮮方面以薄荷精油處理最佳(達10天以上),比對照組(自來水)3天有顯著性差異。並且發現平均吸水量表現與瓶插壽命優劣呈一致性。若能將上述適用方法加以推廣,當更能改善一般業者及消費者所普遍採用之化學保鮮劑無形中所製造出重金屬污染水質及環境問題。

「節節」高「生」環境因子對圓葉節節菜生長、生存之影響

本研究探討台灣原生種圓葉節節菜的外觀、形態、環境適應及生存策略,使其資料有\r 更完整的記錄,以提供教學及生活應用,並作為進一步研究的基礎。結果發現:\r 1.改變環境因子可使圓葉節節菜形態有多樣的變化。\r 2.圓葉節節菜適合中性水質,環境耐受度高。\r 3.在生存策略上,溫度的波動應是關鍵的物理因子,在圓葉節節菜發展沉水葉或挺水\r 葉的傾向上扮演重要角色。\r 本研究結果可用來推廣圓葉節節菜在水族造景上的應用,減少引進外來種造成環境的\r 衝擊;而物種族群概況調查、同環境下生存物種間的交互作用等,則為值得延伸研究的方\r 向。

高潮蝶起-蝴蝶鱗片的研究

我們觀察了二十九種蝴蝶,每種蝴蝶都不只有一種鱗片,每種鱗片的型態和顏色都不一樣。每一科蝴蝶的鱗片都很相似,但和其他科的蝴蝶就具有較大的差異。蝴蝶鱗片可能是由物理色及色素色組成。我們也證明了這兩種顏色,在視覺上,是不一樣的。另外,我們也發現蛾的鱗片,和蝴蝶是有很大的不同,蛾的鱗片,某些是蝴蝶沒有的形態。

米蟲?很久沒見過了

平時若白米放太久沒吃完,就會滋生米蟲,故因此想設計一套方法可以有效驅除米蟲,減少米蟲的危害。一開始先觀察米蟲的特徵外型與行為,做一些簡單的紀錄,發現二種常見的米蟲--米象與擬穀盜。以擬穀盜為實驗材料,利用各種可驅除其他害蟲的方法,如色光、氣味、溫度等,設計實驗去研究驅除米蟲的效果,發現冷藏法與使用柳丁皮、辣椒、大蒜的氣味驅除米蟲效果最為實際與有效。