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生物科

LED光照組織培養苗

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。

紅紋鳳蝶

在三年級的下學期,上自然課時,我們學習了紋白蝶的生活史,牠由卵一幼蟲一蛹一成蟲,一生中四種形態,我對這個問題感到非常有趣,紋白蝶,以外的蝴蝶是不是也是一樣呢?有一天在家裹果園的馬鈴草叢葉片上,捉到了好幾個圓圓的卵,說不定是蝴蝶卵,如果這樣,它不是就會變成美麗的蝴蝶嗎?第二天把它帶到學校裹請教賴老師,賴老師鼓勵我們飼養它,大家便在賴老師的指導下:從事飼養的活動。

渦蟲的制約反應

每當我餵我家的魚時,都會先拍魚缸,久而久之,只要拍魚缸,魚就有了靠過來的反應。於是我想低等動物是不是也有相同的情形呢?於是我就用有明顯頭部,但不是很高等的「渦蟲」來做實驗,加以探討。

百年謎蝸—員林盾蝸牛 Aegista inrinensis 發現誌

直至今日,員林盾蝸牛Aegista inrinensis是全世界唯一以我們家鄉「員林」命名的生物。但自1906年研究者於員林鎮發現並確立其模式標本後,員林鎮至今再無任何採集紀錄。可能因為研究者少、採集地未涵蓋員林地區以及相似種間的鑑定不夠明確而導致誤判。本組由文獻、採集記錄中得知近百年來員林盾蝸牛的採集地點多集中於桃竹苗地區,且研究者極少,合理懷疑員林鎮仍存有員林盾蝸牛。依照環境及人為干擾程度在員林鎮設立九個樣區,進行調查後,在森林棲地中發現二十隻員林盾蝸牛,顯示員林尚有員林盾蝸牛。此外,本組以自創X光透視圖做為分類依據,將員林盾蝸牛與其相似種做形態上的詳細比較,進而建立盾蝸牛屬之蝸牛的檢索表。

蝴蝶鱗片散熱的秘密──仿生材料的探討與應用

為探索蝴蝶為何在太陽光的高溫持續照射下仍可以快速散熱,且優美自在的飛翔, 所以本研究想進一步瞭解蝴蝶翅膀的構造, 及其散熱機制之後,仿照此一機制其中的蝴蝶鱗片的材質- 細微幾丁質, 達到材料仿生的目的。本研究將蝴蝶鱗片, 100%幾丁質, 細末甲殼素(92%幾丁質), 奈米碳,石墨烯,及散熱膏,在燈泡上加熱, 以尋求散熱最佳組合; 也將之應用在熱水加入玻璃杯, 鋼杯, 鋁合金等容器之外殼, 更將甲殼素與散熱膏混合物, 填補在電腦CPU與熱管縫隙中, 實驗結果得證, 果然細末幾丁質(本實驗稱甲殼素), 果然有良好的散熱傳導效果。

草履蟲攝食與消化實驗方法之改進

「老師!我們已經花了快兩個鐘頭的時間,而且標本片也換了三、四片了,就是看不到草履蟲的食泡由紅色變成藍色,怎麼辦?」當我們做「草履蟲的營養與調節」的實驗時,若依照實驗指導的方法,用剛果紅粉末加酵母菌懸浮液一起煮沸,經草履蟲攝食後,形成鮮紅色的食泡。我們觀察了數十分鐘,食泡依然呈現紅色,並沒有變成藍色或其他顏色,與課本的理論不相符合。所以同學們都抱怨實驗做不出來而白白浪費時間,難道這是理論有錯誤嗎?因此我們懷疑這個實驗的設計可能有不妥之處,需要加以改進。

蘿蔓A菜的結痂

蘿蔓A菜莖部內有白色乳狀液成分為橡膠醣、甘露醇、樹脂和萵苣素,若暴露於自然的環境中1-2日,莖部細胞本身可氧化形成紅色似人類的結痂,乳汁並非變紅的主因,莖部特殊的結痂狀集中在用來運送物質的維管束,而阻止了水分和養分的流失;人體受傷時以血小板用於凝血並透過免疫系統來抵抗外敵,而蘿蔓A菜則在莖部產生鹼性環境用以減緩細菌的生長,儘管其只剩莖的一小節,不施水分三週後,仍會長出莖與葉子最後再長出根變成一個完整的新個體。 蘿蔓A菜的結痂其作用與人的血液凝結是否相同,利用抗凝血劑藥物阿斯匹靈的施給,發現可延緩結痂的生成,也可由抗氧化劑維他命C來抑制結痂,可見得植物雖無血小板,但是卻有類似形成結痂的機制防衛來保護並修復傷口。

台灣具翅植物之研究

本研究統計台灣被子植物中翅果及似翅果植物共33科55屬110種,雙子葉植物佔27科48屬91種,單子葉植物佔6科7屬19種,固有種共31種。所蒐集的55種植物中,似翅果植物共20種,其中具翅角果有獨行菜、車桑子;具翅蒴果有台灣前胡、台灣芎窮、蘭嶼秋海棠、水鴨腳、台灣秋海棠、昂天蓮、獨黃、戟葉田薯;翅狀物由萼片發育而成有登吉紅柳桉;由苞片發育而成有黃杞、禿敗醬、毛敗醬、台灣敗醬、楓楊;由花被片發育而成有虎杖、台灣何首烏、琉球水玉簪;由心皮發育而成有青桐,其餘35種為典型的翅果。統計台灣具翅散殖體植物共60科120屬207種,約佔台灣維管束植物的5 % 左右。其中,梧桐科與薯蕷科科內同時擁有具翅果實及具翅種子。將已拍照的143種具翅植物分類,分為立體翅與平面翅。果實中具3枚以上翅狀物呈立體者有20種,而具翅種子植物僅具平面翅。平面翅中具雙翅者共6種,具頂生翅者共20種,具側生翅者共12種,果實與種子皆以環生翅居多,共85種。此85種植物中,蘿藦科與夾竹桃科大錦蘭的種子亦具有種髮,而此特徵是具翅果實所沒有的。

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。

攀緣莖植物的生態觀察

去年暑假,我們園子種了幾棵何首烏,有一天弟弟開學回來,抱著新課本,高興的翻開新課本,(自然第四冊,四高等植物的根莖葉)閱讀,其中有一輻插圖「牽牛花的攀緣莖」卻與我家的何首烏攀緣方向不太一樣,因此我們便請教老師,於是我們搜集、觀察、實驗尋求答案。