生物科

作者好奇白三線蝶（Athyma perius）幼蟲棲息在糞橋上，於是展開了探究。過程中觀察白三線蝶的一生，並發現糞橋建造的位置約60％蓋在葉尖主脈上，長度隨齡期增加，一～四齡幼蟲多在糞橋上棲息，五齡之後食量、排糞量大增，棄糞巢而去不再回橋。糞巢的組成有糞便、碎葉片及絲線。幼蟲孵化吃掉卵殼後隨機選定建造位置，以吐絲器吐絲黏上糞便向外築糞橋，也會不斷吐絲纏繞鞏固糞橋。不管是剪斷糞橋、移去糞巢幼蟲都會持續加蓋，根據換葉子和換橋實驗得知幼蟲不會認自己的橋，當找不到原糞橋時會另外建造糞橋，如有現成的糞橋也會續用。糞橋和糞巢對幼蟲有躲避與偽裝的功用，對螞蟻等小型行走的天敵則形成物理性屏障，另外也發現有類似蓮花效應的擋雨效果。

本研究主要瞭解酸雨對植物生長的影響並希望找尋一種有效的防治方式，以降低酸雨對植物的危害。首先，我們探討了酸雨的成因及組成因子，並利用硫酸及硝酸調配成不同酸鹼值的人工酸雨。接著我們探討不同 pH 值的酸雨對種子及植物幼苗生長所造成的危害。結果發現：當雨水的酸鹼值降至 pH4 及 pH3 時，對於適合於正常雨水生長的植物，會造成相當程度的危害。包括種子的發芽、初期的生長、幼苗的根、莖、葉及整體生長都比正常雨水狀況下差；實驗中除了白蘿蔔的根部例外。當檢測土壤的酸鹼值時，發現到雨水的酸度愈強，土壤酸化愈嚴重，所以我們以提高土壤酸鹼值的方式，將鹼性的石灰石加入土壤中，做防治酸雨危害的方法，成效不錯。

在國一自然科課程內做芹菜蒸散作用實驗(附錄一)，出現實驗結果與理論相異的情形。 檢視芹菜蒸散作用實驗過程可能出現的誤差，發現無裂縫芹菜葉柄具中空管狀結構，在摘除葉片後形成極微細會漏氣的小洞，因此水會流進芹菜葉柄的中空管，量筒液面下降造成誤差(甚至達2.1ml)，液面下降的原因並非來自於芹菜葉片的蒸散作用。本實驗透過中空玻璃管、吸管模擬芹菜葉柄，證明實驗誤差的存在，並藉此改進實驗方法。 本研究發現，透過排水法可找到條件相同的芹菜，在芹菜葉柄上縱切一刀則可明顯降低實驗誤差，透過修正後的實驗方式，蒸散作用實驗結果就會出現與理論相符的情形。

「益立絆！益立絆！消除腰酸背痛，促進血液循環，請貼具有磁性的益立絆」。電視上一連串的廣告，確實令人目不接暇。 暑假過後，學期又開始了。在自然課的第一天，老師指導我們觀察「種子的構造」和培養「種子發芽及生長」的情況；我們利用控制變因的科學方法，給予不同的外在因素，觀察記錄其不同的結果，並加以比較。忽然，腦海中浮現出電視上「益立絆」的廣告，使我想到如在其上加了磁鐵，是否能促進植物的生長呢？約同本小組幾位同學，並在老師的指導下，參考一至年級的自然課本，於是，著手做了下列的實驗。

近幾年來，蠶繭彩色化已引起廣泛的注意，在本實驗中，我們想利用日常生活中常見的材料來彩色化蠶繭，例如食用色素、酸性染料和中性紅生物染色劑等，我們使用三種方法使白色繭品系的家蠶產生色彩，餵食法、浸泡法、注射法。其中餵食法是以浸泡過食用色素的桑葉來餵食；浸泡法是將五齡蠶浸泡在酸性染料中數分鐘後撈起；注射法是將中性紅生物染色劑及酸性染料溶液注射到蠶的體腔內。我們所提出的辦法實驗結果證實都得到了彩色蠶繭。四月一日至三十日間，我們依據上述三個方法的結果，選取產生彩色蠶繭效果較佳的色素種類及技術，組合進行新的實驗，稱為「改良餵食法」。這段時間盛產桑葉，品質良好，是適合大量養蠶的季節，因此我們的「改良餵食法」實驗非常順利，也得到更成功的彩色蠶繭。

本實驗以31種校園植物作為材料，利用瓊脂紙錠擴散法測試對於常見細菌，包括金黃葡萄球菌、綠膿桿菌及大腸桿菌之抑菌性。結果發現麒麟花、緬梔及茄苳對於金黃葡萄球菌及抗藥性金黃葡萄球菌有抑菌效果，且植物研磨液之濃度和抑菌圈大小成正向關係。再用濾紙層析法發現麒麟花和茄苳之抑菌成份以丙酮分離效果最好，緬梔則以水分離效果最佳。不同pH條件下，緬梔和茄苳研磨液在pH2-12都有很好的抑菌效果，但麒麟花研磨液在pH10以上抑菌效果較佳。溫度對於抗菌成份的影響，發現麒麟花和茄苳研磨液煮沸3小時抑菌效果更好；緬梔在100℃即失效。本實驗所發現的抑菌成份為天然來源，不會造成環境污染，不僅符合環保原則，且對於人類之健康將有莫大之助益。

我們好奇樺斑蝶幼蟲如何找尋適合結蛹之處，於是我們設計實驗，觀察樺斑蝶幼蟲找尋結蛹位置、前蛹、蛻皮、化蛹到羽化的行為現象，分析結蛹位置後，發覺蛹重與葉柄所產生力矩與物理學的靜力平衡有關連，進而設計實驗與器材測量及驗證。發現結蛹位置葉長與蝶蛹結構符合黃金比例。其次，探索不同結蛹環境對蛹體懸掛的影響、絲座與懸絲器所能負載重量的關係及大氣溼度是否會改變絲座的負重。由結果得知蛹的負重比值、幼蟲選擇結蛹在葉長黃金比例位置、葉片重心±1公分、切角110度和柄角130度產生力矩最大值，促使結蛹葉片易被吹拂搖動而不會和其他葉片有所不同，更對蛹具有穩固、隱蔽的保護意義，令我們讚嘆生物為生存所做的精密計算。

去年的暑假我參加中山兒童科學館的科學活動，最讓我感到有趣的是「蚊子的幼蟲─子孓」的觀察，可是最令我討厭的是會咬人的蚊子，一到下午的時候，桌子下面就變成蚊子的天下，我們的腳就變成蚊子的點心了。奇怪！這麼高的地方─四樓也有蚊子生活嗎？這些蚊子是哪來的？被牠叮了會不會得登革熱？愈想愈害怕，最好的辦法是研究蚊子的幼蟲─孑孓，想辦法消滅孑孓。

紅翅蠟蟬（Lycorma meliae）與藍翅蠟蟬（Lycorma olivacea）自發現以來，一直被認為是不同種的蠟蟬，雖然最近有些人提出可能是同種的看法，但皆未被證實。 經由野外長期調查與網室內累代飼養觀察，發現其成蟲階段，紅翅型會慢慢變成藍翅型，變色的原因翅膜內色素由紅轉藍的正常生理作用，而藍翅表面的白斑是分泌白蠟覆蓋在黑斑上所致。因此證實紅翅蠟蟬與藍翅蠟蟬實為同種但不同時期之個體。 一年發生一代，生活史經卵、若蟲（1?3齡藍黑色 → 4齡橘色）、成蟲（紅翅、夏型 → 藍翅、冬型），不完全變態。卵產在枝頭下表面或是樹幹斜背下表面，以卵越冬，翌年4月若蟲孵化，經四次蛻皮，約6、7月開始羽化成紅翅型， 10月全部變成藍翅型，才會交配、產卵，成蟲壽命長達4?8個月。

使用庭園常見花卉─非洲鳳仙花，觀察花粉母細胞減數分裂的過程，並與玉米作對照，將減數分裂各時期以顯微拍照之。由觀察中紀錄減數分裂各時期的花苞大小，找出適合觀察的大小為 0.19cm ~ 0.77mm ，此花苞發育期間可以清楚看到一個花粉母細胞變成兩個，再很快變成四個花粉粒的過程。我們發現這是一個最適合印證減數分裂的實例，以補充國中、高中課本具像照片之不足。