生物科

本研究探討「天然水草缸」是否能捨棄傳統配備，利用水草缸自身機制達到平衡。我們建立「養水作業流程」，亞硝酸菌（Nitrosomonas）6週的時間可培養完成，硝酸菌(Nitrobacter)8週能培養完成。但NO3-無法被分解。為了降低NO3-濃度，研究水草淨化水質能力，發現「優勢水草種植面積70％+水草修剪+每週換水＝高效能過濾器」方式取代圓桶過濾器。水草缸可增加魚類的耐寒能力。我們分析飼料成分，希望透過平日餵食取代外加水草液肥，但發現水草液肥並沒有考慮餵食飼料的問題，氮磷會重複補充。飼料中並無水草所需的鐵與微量元素，無法餵食取代施肥，並提出補充「非完全肥料」的概念。最後重新建立「高效能天然水草缸」，觀察歸納出天然水草缸與標準配備水草缸之間的優缺點比較。

團藻(Volvox)，又稱大團藻，是一種由上面，至上千個細胞組成的綠藻。它的體制介於多細胞生物和單細胞群體之間，所以我們可以稱團藻是一個「群體」(colony)，也可以稱一隻團藻是一個「個體」(organism)。台灣在彌陀以及中南部養殖場都曾經有發現之紀錄。\r 團藻細胞雖然分布呈中空球體，但細胞已有分化的現象，它擁有形態類似衣藻的「體細胞」(sometic cells)，和體積較大、無鞭毛的「無性生殖細胞」(gonidia)[1]。先前的研究學者根據觀察，粗略地將團藻體細胞的差異現象區分為：眼點較大的體細胞，分布於團藻運動時的前端；反之，靠近後端的眼點則較小，這種現象稱為「極性」(polarity)[2]，極性形成的過程稱為「極化」(polarization)。\r 眼點是藻類運動的重要依據之一，藻類眼點的成份包括了胡蘿蔔素(carotene)及其他種類的脂質，其中胡蘿蔔素是由葉綠體合成再後運到眼點中。眼點含脂質的多少與細胞內狀態有密切的關係，目前我們已經知道：在一些藻類衰老的細胞當中，眼點的體積會逐漸減小。[3]但是有關團藻眼點的大小問題，目前尚未有相關的研究。\r 我們推測，因為團藻是一種趨光性的綠藻[4]，所以其運動情形的「極化」可能也與眼點的「極化」有密切的關係。本次實驗利用共軛焦點顯微鏡(confocal microscope)，對於團藻標本中各個體細胞的眼點大小做出定量的測量，並運用數學模型和統計學，來分析不同位置體細胞的眼點是否有顯著的大小差異，以了解團藻個體中眼點極化的情形。\r 團藻被許多發育生物學家視為一種有趣的模式生物，探討並證明其極化的現象，也算是讓我們對它的發育過程有進一步的認識。

照射WiMAX2.4GHz功率1瓦特的線蟲，從卵發育至L4晚期各階段所需的時間均比對照組長。顯示卵發育過程中接受照射電磁波會減緩其發育速度。從L1發育到L4延遲8.25小時是延遲最多的一個發育階段；但從L4晚發育至成蟲所需的時間卻比對照組短。卵發育過程中接受照射會減少其壽命。照射10小時組壽命縮短了4.48天，縮短了30％的壽命。實驗組SOD與CAT活性都比對照組低；時間愈長，SOD活性愈低，可看出氧化壓力的傷害有累積效果，但非線性倍增的關係。顯示WiMAX確實會降低體內抗氧化酵素的活性，對正在發育中的線蟲產生氧化壓力。也會延遲嗅覺恢復正常，造成其被捕食的機率增加以及尋找到正確食物的機率減低。

有一天，我和媽媽到水果行買水果時，看到在快爛掉的水果上有飛來飛去的蟲，有大有小，就順手用塑膠袋套了幾隻帶回家觀察，結果發現了這種蟲飛行時發出的聲音像蒼蠅，心想:「蒼蠅不是只愛吃腐爛食物和「米田共」嗎?怎麼也會要吃水果呢?」於是就上網查了一些資料，還請教了水果店的老板娘、也問了媽媽，最後請老師幫忙證實，才知道這些小飛蟲叫"果蠅"。因此我和幾位同學做了許多有趣的實驗來研究這些愛吃水果的果蠅。

體型最大的台灣大蟋蟀雜食偏植食，穴居在砂土中，一年一代。會挖多樣化的地道，常呈Y字形，有主通道和通氣孔。洞穴深度、直徑隨齡數增加而增大。夏秋交配，雌、雄成蟲在同地道，另闢通道產卵，以卵越冬。齡數愈低，跳高能力較佳。成蟲耐水程度高。翅膀有兩塊黃斑的黃斑黑蟋蟀雜食偏肉食，草棲，一年3~4代，有褐色型與黑色型兩種。褐色型蟋蟀步足呈深褐色與生活在土壤有關。交配時公蟲在下、母蟲在上。齡數愈低，跳遠能力較佳。蟋蟀前足可攝食或挖土，前足的脛節有聽器，後足可彈跳，有咀嚼式口器，革質上翅及膜質後翅。母蟲產卵在土中，腹末尾毛幫助產卵。兩種蟋蟀的若蟲蛻皮七次變為成蟲，幼年高死亡型。皆趨光，偏好藍光，不喜好黃光。

奏湖是個海島，在這兒隨時的可以看到一大批為興趣、為娛樂、甚至為生活的垂釣者。釣魚是一門很大的學問，釣某種魚一定要用某一種餌料都是固定的；海邊垂釣，海蟑螂是用得最普遍的活餌之一。仔細觀察海蟑螂我們發現了很多有趣的問題，例如：(一)海蟑螂的雌雄如何辨別？(二)如何產生下一代？(三)牠們以什麼為食？(四)為什麼在堆滿垃圾的岸邊最多？( 五)為什麼太亮、太乾燥的地方很少？(六) 夏天時數量極多，冬天都跑到那裡去了？是冬眠嗎？(七)在海邊有沒有更省時省力的誘捕方法？(八)有可能在實驗室內繁殖嗎？這一連串的問題引發了我們觀察及做此實驗的興趣！

以果蠅作為實驗對象，果蠅生命週期短、飼養繁殖容易，以其生命週期為主要實驗對象。把裝著果蠅的寶特瓶放在兩支手機中間，然後以同一支手機作為電磁波發射器，另一支為電磁波接收器的方式開始撥打實驗。每天記錄結果，持續記錄十四天。結果發現手機電磁波對果蠅的影響甚大，主要為生命週期的羽化率延後10.6%、死亡率高達18.0%，並且藉各種變因的設計、實驗，提供了電磁波器材使用方式參考，以降低科技對人的傷害。

以發光二極體(LED)設計組裝作為植物生長箱的人工光源，利用其低耗能特性，達節省能源之目的。金線蓮及嘉德利亞蘭組培過程，以不同光波長，搭配不同照度，與一般燈源作比對，就環境因子：溫度、波長、照度，對生長情形的影響。金線蓮用頂芽微扦插、嘉德利亞蘭以小芽分割直接育苗，以一般燈源為標準，比對LED組之白、紅、藍、綠及紅藍混光組?本進行實驗。試驗量測各光源之溫度及照度，觀察葉、莖、根生長之顏色與形態且量測重量作為指標。實驗結果，所有光源皆能促進生長，以LED白光處理之組培苗的質與量最佳，且最低耗能下有最高照度值，以LED白光2.9klux取代傳統光源，每一植物生長箱，每年至少省721度電，達到節省能源且可得到健壯組織培養苗之目的。

「黏菌」實在是一種很奇異的生物。在詳讀中山科學大辭典第八冊植物學的「黏菌植物群」後，發現很多問題值得研究。如：(一)黏菌子實體形態到底如何？孢子又是什麼呢？什麼是細絲體？偽細絲體又是什麼？孢子萌發法如何呢？(二)原生質體構造如何呢？在顯微鏡下又是什麼樣子？原生質如何流動呢？(三)同種黏菌真的可以癒合嗎？同種但不同品種可癒合嗎？又不同種可癒合嗎？(四)平常培養黏菌時，若水加多了，原生質體生長會受阻礙。當水分散失後，會形成休眠體（sclerotium ）。如果將原生質體放在不同滲透壓的溶液中培養，其生長情況又如何呢？(五)「黏菌植物群」一文中，提到原生質體流動時之極性（ Polarity ）與 K＋離子濃度有關，而且前端濃度較大（註 l ）。那原生貿體有趨化性嗎？(六)一般教科書上，都提到原生質體平時長在背光處，等到成熟後，就爬到有光處形成子實體。那黏菌有負趨光性嗎？形成子實體真的是要爬向光照下嗎？(七)一般培養基，都是用乾葉培養基，但是卻避免使用有乳汁或有芳香氣味的樹葉。為什麼呢？有乳汁或有芳香氣味的樹葉真得對黏菌有害嗎？(八)休眠體到底是什麼呢？成因如何？又是如何形成的呢？(九)子實體如何形成？根據以上種種問題，使我產生研究的動機，展開下列各項實驗。

有一次電視“強棒出擊”節目中，有科學家把苔蘚種在市區及郊區的樹皮上，經一段時間後，他們發現愈近市中心，苔蘚死亡率愈高，而證明愈近市中心，空氣污染愈嚴重。因此，我也想是否可利用植物來表示我的家鄉──灣裡地區──空氣污染在那些地方較嚴重？上生物課時，老師講到蒸散作用及光合作用，氣體及水份都由氣孔進出，因此，植物對空氣污染的反應，應該可出現於氣孔上，我們就請教老師，可否利用植物的氣孔變化來作為空氣污染指標？同時我們也發現，灣裡地區存在有許多四合院磚造老社區及廟，有許多榕樹且樹齡相當老，依我們日常觀察，這些榕樹葉表皮上經常佈滿類似碳或膠的灰塵，因此，老師就建議我們以榕樹葉下表皮的氣孔作研究，找出氣孔受空氣污染的影響，再進一步以單位面積平均氣孔數作為灣裡地區空氣污染的指標。