全國中小學科展

生物科

植物在葉、莖、根的教學研究

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。

我們的房客--壁虎生態之研究

有天晚上,我看到電視上播映武俠劇:那些有武功的人會飛簷走壁;轉眼瞧到牆上的壁虎也會爬壁,而且功夫更厲害。我知道:電視劇裏會爬壁的人,都靠著特殊的攝影技巧變化,而不完全是真實的爬壁功夫。而壁虎為什麼這慶容易的在壁上生活呢?於是我對這種奇妙的動物產生了興趣,展開了壁虎生態研究。

提高空中二氧化碳含量對蔬菜生長及產量之影響

空中的二氧化碳的含量是光合率的限制因素之一、一般空氣中之二氧化碳含量僅0.03% 常不能滿足植物行光合作用之需尤以栽培溫室內者,二氧化碳不足之情形更為嚴重,隨著農業的現代化,以溫室栽培高級作物之設施園藝愈見普遍。本省地處亞熱帶氣候高溫多濕,二氧化碳施肥技術上是否有困難,能否獲得增產,則尚未有人報導,本項研究便是要探求在亞熱帶實施二氧化碳施肥的可行性及經濟性。

康乃馨沉睡了?蘋果催熟能力的探討

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。

那種植物光合作用的時效最好

探索令人困惑的台北長肛竹節蟲

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。

中華民國第四十屆中小學科學展覽-生物科評語

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。

「鬚」換成林—榕樹氣生根形態構造及功能之探究

本研究詳細觀察榕樹氣生根不同環境下外部形態及內部構造變化、進一步測量不同部位吸水量,最後並探討濕度對氣生根生長的影響。研究發現氣生根下端新生部分呈黃白色,根尖具有根冠保護,溼度高時亦可長出根毛。往上表層漸木質化呈細長深褐色,接觸、斷裂、分支可使其增粗呈灰白色,型態已極似莖。氣生根木質部具6~8個輻射角,但中央一直具有髓,其與皮層、中柱內等薄壁細胞常含有葉綠體,明顯與多數雙子葉植物根中央為木質部有所不同。氣生根吸水主要供應本身生長,平均每週相對吸水量下段(0~5cm)約為0.125ml、上段(20~25cm)為0.104ml。在較高的相對溼度(>95%)下,會誘導氣生根長出根毛並加速伸長,每週可伸長達1.58cm。

蟑螂的求偶行為與性費洛蒙

為了觀察’蟑螂間的求偶行為及交配過程,我們將下列的步驟列為綱要並開始進行研究的過程和結果。一、蒐集蟑螂的費洛蒙將蛻皮且長翅的蟑螂移到別的箱子中,並強迫處男處女蟑螂分開隔離飼養,使其不能交配保持單身狀態。然後放入飲水、飼料及一些摺成波浪狀或M 型的濾紙或吸水紙(以利牠躲藏和分泌費洛蒙在上面),在10~14 天後取出濾紙作生物檢定實驗,確定是否已經分泌性費洛蒙。二、生物檢定實驗(一) 蟑螂在明暗處對性費洛蒙的反應準備4 組每組2 個大小相同約為10×5cm 的透明箱,且箱底劃一橫線分成2 塊區域,並在每一箱的其中一區放入已集含費洛蒙的濾紙,另一區則放入一隻處男蟑螂。每一組用黑布覆蓋形成暗處,另一箱不變並放在光亮的地方形成明處,並計時觀察處男蟑螂每分鐘越過橫線的次數及特殊行為表現,並紀錄下來並且平均數值,得知明處每分鐘平均越過37 次暗處37.25 次,大致相同因此知道蟑螂在白天和夜晚對性費洛蒙的反應幾乎相同。(二) 蟑螂對性費洛蒙濃度高底有影響準備 4 組,每組2 個大小相同約為10×25cm 的透明箱且箱底劃一橫線分成2 塊區域並在每4 組其中一箱的其中一區放入已集含性費洛蒙且沾蒸餾水稀釋的濾紙,另一區放入一隻處男蟑螂。而另外的4 箱,每箱放入原汁的性費洛蒙,其他步驟和另4 箱相同。再計時和觀察其行為並紀錄這4 組處男蟑螂越過橫線的次數和特殊行為表現,得知原汁濾紙每分鐘平均36 次,已稀釋的濾紙9 次,由此可知費洛蒙的濃度高低影響蟑螂甚遠。三、性費洛蒙誘導之求偶行為將一對處男和處女蟑螂同放在 1 個透明容器,並觀察紀錄其求偶行為和行為表現。

原生質體的研究

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。