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生物科

由眼點大小探討團藻群體的極性

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。

從昆蟲的趨光性談起

在夜間的野外觀察中發現到許多昆蟲具有顯著的趨光性,於是興起了我們一探究竟的動機。 什麼顏色的燈光最能誘集昆蟲趨光而來?不同亮度的光源,對昆蟲的趨光行為有何影響?不同的天候會改變牠們的趨光行為嗎?人類濫墾森林,改種其他自以為較有經濟價值的農作物後,單一的植物林相,是否會改變自然界的「生物多樣性」呢?此外,山區郊野,四處可見的路燈,是否也會造成自然生態部分環節的失序?最後昆蟲趨光的特性是否能善加利用?這些問題,都是我們在本次研究中急欲尋找的答案。

海蟑螂的生態探討

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!

黏菌的研究

「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。

果蠅

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。

無線寬頻WiMAX 2.4GHz電磁波對線蟲老化的影響

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。

不要一直注意人家的美腿啦!〈棉桿竹節蟲的步行晃動與擬態晃動頻率〉

學弟妹飼養的竹節蟲卵陸續孵化,查閱資料後證實為「棉桿竹節蟲(Sipyloidea sipylus)」。觀察發現,棉桿竹節蟲足部末端有兩個倒鉤與一個圓盤狀構造,而圓盤狀構造能幫助竹節蟲吸附在倒立玻璃面下。飼養過程中,若蟲在平面步行時身體會上下晃動,實驗證明和腹部距地高度有關,原因在於漸進變態的昆蟲,生殖腺逐漸成熟,導致成蟲腹部重量增加而貼地,因此棉桿竹節蟲若蟲在平面步行路會晃動,而成蟲並不晃動。另外發現竹節蟲在準備變成擬態過程中,身體上下晃動且高度逐漸降低。擬態晃動原因可能在於睄甡擰薷陋怜坁滿u動作偽裝能力」(樹葉晃動頻率與擬態晃動頻率有交集)、菃Q用身體搖晃,增加足部末端的吸附力(壓次數越多,足部末端吸附力越強)。

看見水果DNA

本研究主要在測試簡易萃取水果DNA的可行性,並比較不同水果之不同部位DNA的萃取量,以及水果的新鮮度、保存溫度、成熟度和成長條件對DNA萃取量的影響。研究發現仁果類水果無法萃取到DNA;大部份漿果類可萃取到較多的DNA;柑果類的果皮DNA多於果肉;而漿果類的果肉DNA多於果皮。從果肉中可以萃取到較多DNA的是火龍果和木瓜;從果皮中可以萃取到較多DNA的是火龍果、橘子和百香果。從種子可以萃取到較多DNA的是哈密瓜。其中以木瓜果肉的DNA萃取效果最好。水果剖開或榨汁氧化後,DNA萃取量會明顯的減少;水果加熱之後DNA的量會增加,冷藏或冷凍後的DNA萃取量則會減少;水果越成熟,DNA的萃取量會越多;在缺少陽光量和水量下生長的水果,DNA的萃取量會減少。

蝸目相看—校園蝸牛探究

本研究是針對校園蝸牛做野外調查,結果發現校園蝸牛共6種,都是右旋蝸牛,以非洲大蝸牛為最大族群。我們發現蝸牛最喜歡有樹葉堆和草地的環境,牠們出現在校園的十三個區域中;經調查的413隻的蝸牛螺層數以3.1~4的螺層最多;而且蝸牛有結膜與沒有結膜的個體數量會因為溫度高低和雨量的多寡而不同。在針對非洲大蝸牛的研究發現,牠們會產白色和黃色的卵,黃色卵孵化率高,白色卵完全不孵化;非洲大蝸牛的的成長速度緩慢,愈大隻的蝸牛結膜速度愈快,反之,愈慢,而且只要不提供水和食物牠們一定會結膜;每一隻非洲大蝸牛的殼色和殼紋都不一樣;牠們利用腹足前進,左右觸角點地次數會決定行進方向;牠們喜歡黃色,排泄物和所吃的食物顏色一模一樣。

種子發芽真有趣

我們自然課上種子的構造和發芽的時候,老師要我們把綠豆浸一個晚上。在培養皿裡鋪棉花,把十粒浸過的綠豆,讓它發芽。我們從它們冒出胚根,長出莖葉……,一直觀察記錄到倒覆、枯萎。由這一試驗的結果,引起我們這一群研究不同植物發芽過程的興趣,並且嘗試作各種芽菜的培育。