生物科

初到台北市教學，學校位於大安區，栽植的植物數量不多，種類又嫌少，造成自然科學教學上的困擾。自然課程很重視植物的形態和特徵，尤其是餐養器官，其次隨高度不同，而栽植的植物各異，彼此間互相的比較，占的比例也不少；再者更專門討論水生植物、森林植物以及各類菜蔬水果，這些在學校裹能夠提供的植物資料，實在不夠，而保存的植物臘葉標本，也都已經發霉、變色。因此，我們想在學校建立一個有系統的植物根、莖、葉的教學資料，方便人家教學，滅少受到環境的限制。

許多植物會散發出氣味，氣味在植物中扮演甚麼角色呢? 我們分別用葉片氣味、收集的可揮發油性物質來處理植物，觀察對植物生理、生化的影響：例如發芽、生長、細胞大小、氣孔開合、氧化壓力、糖與澱粉量的變化，進而探討其中的分子機制。結果如下: 一、 葉片氣味及可揮發油性物質會影響植物的發芽與生長。二、 植株受氣味處理後長得較小，主要是因細胞變小、而非細胞變少。三、 綠豆在可揮發油性物質氣味處理下，葡萄糖與澱粉的累積量也變少。幼根氧化壓力增加。四、 植物在可揮發油性物質氣味處理下，Ca++幫忙把訊息傳遞到細胞內，讓植物做出適當反應，例如:使氣孔關得較緊或葉綠素被分解。五、 可利用植物的氣味，當天然農藥，取代化學農藥，更為環保。

由採集資料及文獻中，發現螞蟻缺后現象並不普遍。而光滑管琉璃蟻(Ochetellus glaber)卻是相當普遍。本研究主要探討光滑管琉璃蟻其居住特性、缺后聚落的成因、意義及缺后聚落中常出現於何種形式，製作符合其特性之人工蟻巢，並進一步探討缺后聚落中工蟻取代蟻后的過程。在飼養中，發現飼養的缺后聚落工蟻有產卵現象，且產下的卵可正常發育，並非我們原先所假設的滋養卵，由此可判斷光滑管琉璃蟻缺后聚落性別決定系統與組織完整的蟻種之性別決定系統有極大差異。根據文獻缺后聚落的生殖方式應是孤雌產雄，由未受精卵發育成雄蟻；但光滑管琉璃蟻是孤雌產雌，不須受精，卵即可孵育成工蟻，與其他蟻種有極大差異。

此次實驗發現蘋果能夠引發康乃馨產生睡病，以此證實蘋果具有催熟其他植物的能力，並推測是因為蘋果會釋放乙烯之故。此外，比較不同狀態蘋果催熟效果的差異，結果催熟能力：整顆蘋果＞切碎蘋果＞蘋果皮＞削皮蘋果。

這個研究是針對台北縣原生的短觸角竹節蟲，作一個初步的探討，經過多次配對實驗，終於找出台北長肛竹節蟲的雄、雌蟲。之後再進一步研究牠的生活史、外觀特徵、食草，並調查野外棲息環境。台北長肛竹節蟲是多食性的植食性昆蟲，以棲息地的83種植物作食草試驗，肯攝食的就有45種，不肯攝食的有38種；牠最喜歡的食是：菲律賓饅頭果、火炭母草、山黃麻、朱槿、長梗紫麻、赤車使者、葛藤等7種。台北長肛竹節蟲的生活史約170天，一年1~2個世代，整年都有蟲。成蟲一生交配很多次。雄蟲在成蟲8~15天後交配。雌蟲在成蟲後18~20天後開始產卵，產卵量40~50個。台北長肛竹節的若蟲在二齡時，就可以由外觀分辨出雌、雄。雄蟲腹部末端平整，雌蟲上肛片細長；隨著蟲齡增加，雌蟲的上肛片就越長。在體型、體色上，1~3齡時沒有明顯差異；但到4~7齡時，雌蟲的體型明顯大於雄蟲，頭上突起和腳上的棘刺越大越明顯。

從小學五年級開始，我常和家人去淡水紅樹林「賞蟹」。有一次，我在水筆仔的樹幹上發現螃蟹，真是太奇妙了！於是便和同學展開對「相手蟹」的觀察研究。首先，我們從沼澤區的「雙齒近相手蟹」開始研究，接著又陸續發現棲息在附近的「神妙擬相手蟹」、「無齒螳臂蟹」、「紅螯螳臂蟹」……；這些和「招潮蟹」、「彈塗魚」比鄰而居的「相手蟹」，實在很特別。因此，希望能讓大家認識牠們的習性，也一起來保護牠們的棲息地。我們知道「招潮蟹」是挖洞高手，至於「相手蟹」是否也勤於挖洞呢？牠們洞穴的形狀如何呢？實在令人好奇！「脫殼」和「再生」是螃蟹生長的方式，「相手蟹」是以什麼方式「脫殼」和「再生」呢？「相手蟹」是潮間帶的蟹種，牠們在水裡的習性如何？……哇！有這麼多吸引我們探究的問題，所以，便於 89 年 8 月展開觀察研究紀錄，在這一年十個月的日子裡，我們以求真的態度為牠們做生態習性觀察紀錄，並以錄影機錄下牠們的習性及特殊的行為。

本年生物科參展作品共七十二年，包括泛太平洋地區參展一件。國內作品研究主題較往年更為深入，而研究範圍更為廣泛，一般而言，國中組的作品，研究水準大輻提昇，許多均已超過高中的水準，是比往年進步最多的一組。 初小組作品非常生活化，多採用鄉土教材做實驗，並能採用較自然之方式做生物防治，配合生活中發生之時事主題，如地震等做研究。作品之呈現與解說比往年更生動活潑，學生表達能力提昇，令人欣慰。高小組的老師參予較多，研究中捉刀代打情況比往年增加，某些作品之主題與研究內容不吻合，或所標示之研究題目未能充份掌握住研究的重要內容，殊為可惜。 國中組的平均水準提高最多，同學與指導老師的努力令人敬佩，進步最大之處，是其研究跨越純自然觀察，而設計不同變因以證實假設的實驗比以往深入，紀錄完整，善用電腦做資訊之記錄、搜尋、與分析，值得嘉許。 高中組方面所呈現的城鄉研究差距方面特別明顯，一般而言，研究之創意比較往年反而略為退步，作品用有些題材或使用材料有虐待動物，不尊重生命，及傳染性病媒未能控制的缺點，未來選材對象應考慮改進。 整體性的進步，增加了評審在最後評選上取捨的困難，基於名額限制，難免有遺珠憾。 學生對傳染性病原體的傳播途徑不清楚時，指導老師應協助防止防範有感染危險之驗。

去年三月中，我們為了美化學校的環境，到離校不遠的濁水溪撿石頭。在撿石頭的時候，我們發現了石頭底下躲著好多種蟲子”請教老師結果，我們認識了尾部長著大剪刀的蠼螋，長著好多隻腳的馬陸，腹部帶著白色卵囊的蜘殊…其中，最令人感到驚奇的是在溪流中的石頭上，用小碎石、砂粒築巢生活的石蠶幼蟲了。在溪底生活的蟲類實在太多了。到底有多少呢？牠們是怎樣生活的呢？為了探討這些問題，我們這群伙伴在老師們的翰導下，分工合作展開了研習活動。

高中生物學上、下冊均提到植物細胞與動物細胞的異同，同學們對於這二類細胞，在實驗室裡用顯微鏡觀察比較，他們都看到植物細胞和動物細胞的外形有很大的差別，植物細胞因為有細胞壁，故不呈圓形，觀察植物細胞的細胞質萎縮(Pl- asmolysi )時，好幾位同學問我：沒有細胞壁的植物細胞像什麼樣子？植物細胞去掉細胞壁以後還會活嗎？用什麼方法可以把細胞壁”剝”掉？為了回答同學們的問題，乃著手收集一些分離原生質體的方法，並進行實驗，研究植物細胞及細菌細胞原生質體的特性，以作為將來指導學生親自試驗分離原生質體。

耕土之肥沃度及作物生產量與土壤微生物實有不可分割的關係(Sadasivan 1970) (7) , Waksman ( 1922 )曾經主張以土壤微生物的數量來衡量土壤的肥沃力(8)。但至 n 前為止，微生物在土壤之生態及生理以及與高等作物營養供需的關係均缺乏了解，所以一般概念均認為由於微生物的表而積遠大於高等植物根部的表面積，故加入土壤中之肥料瞬間即被微生物使用殆盡，造成高等植物可用之營養素 (Available nutrients) 缺乏，而忽略了微生物乃是高等植物營養之儲藏及供應的來源（尤其固氮菌與固磷菌對於土壤中無氮磷循環與堆持，佔有極重要的角色，而對於土壤肥力的保持也有舉足輕重的地位），有其益於植物之一面也。