生物科

爺爺的畢業證書被吃掉了，我們就一起偵查兇手到底是誰？我們觀察爺爺書房的環境和兇手留下的咬痕、巢穴顆粒；也在兒科中心外找到和爺爺書房相似的環境及類似的痕跡、兇手屍體的小動物。為了證明兇手跟兒科中心外圍的白蟻是相同的小動物，所以設計潮濕、陰暗、不通風、悶熱和白蟻喜歡吃什麼的實驗。為了進一步證明兇手是白蟻，我們還利用自製小書，放置在白蟻出沒的地方，觀察白蟻留下的痕跡，來比較爺爺家兇手的咬痕；也測定爺爺家的兇手巢穴顆粒和兒科中心白蟻巢穴顆粒的性質是否相同。最後從立體顯微鏡下觀察爺爺家圖書兇手的屍體和白蟻身體的構造，也查閱、觀察、比對會啃食木材、書本的其他動物蛀蟲，終於證明了爺爺家的兇手是白蟻。

於高一基礎生物第三章生命的維持，內容談到骨骼肌的構造，骨骼肌是一種橫紋肌，有明帶和暗帶的橫紋，而有兩z線間，有兩種與z線垂直的肌絲，其中細肌絲為肌動蛋白，粗肌絲為肌凝蛋白，肌肉收縮時，乃z線與z線相互靠近，肌纖維乃到整塊肌肉隨之縮短，此即為肌肉收縮。 我們很想了解更詳細的內容，因此請老師講解，並提供資料，經過仔細推敲之後，仍然不能夠有完整清晰的概念，問題關鍵在課本圖形為平面，若能夠有立體簡易的模型，則可能有助於我們對問題的認識，因此我們開始收集並閱讀有關的資料和書籍如大學生物學、普通動物學、組織學等。待肌纖維模型雛形已成後，我們並同時配合電腦來處理動態及靜態肌纖維收縮型態。

高中基礎生物中有關生物間的交互作用，提及生態失衡的內容中，曾介紹「外來種」對於本土生物可能產生的影響，所謂「外來種」即是群集中原先不存在，但因人為引進的物種，如本島農田常見的福壽螺和溪流、池塘常見的吳郭魚等。通常外來種欠缺天敵或競爭者的制衡，往往過度繁殖，為當地的生態環境帶來衝擊，致使生態失去平衡，甚至導致原有物種滅絕。如吳郭魚引進台灣後，即迅速在各溪流、池塘等淡水水域中繁衍。現在不但成為本島河川下游和池塘的優勢魚種，更在競爭的效應下，導致本省原產的鯽魚數量大幅下降而有了滅絕的危機。同樣的競爭效應也發生在外來的福壽螺和本地的田螺上（施，1999）。外來植物的例子則如布袋蓮，在淡水水域中，因無其他植物或動物天敵的制衡，造成許多本土水生植物生育地因其入侵，頓時失去生存空間。 \r 「次級演替」是指生物群集在受到干擾之後的變化過程，一般常見的人為干擾方式主要為火燒、噴藥、刈除、踩踏等。 \r 大黍 ( Panicum maximum Jacq)，又名天竺草，原產於熱帶非洲。1908年自菲律賓引進台灣( 許，1975 )，做為牧草和水土保持植物。張和蔡(1974)以及廖(1989)均曾進行過大黍之水土保持試驗，確實有一定的成效。大花鬼針草進入台灣的時間普遍認為應是在清朝時，民間交流過程中意外引進，確實時間並不可考。 \r 據前人研究，大黍在雨季時火燒後會快速萌蘗；且自從引進台灣後，更因其侵略性極強 , 在台灣中、南部地區大量滋生，現已取代芒屬植物( Miscanthus spp. )之地位，並在中部地區坡地形成草原景觀。而以殺草劑之噴施可有效的抑制大黍之生長。鬼針草傳播方式主要以動物媒介為主，在演替早期通常也是屬於優勢植物，因此本實驗由實際的勘查、測量與記錄，藉以了解大黍、鬼針草等外來植物於演替過程中，其與本土植物的競爭情形做一初步探討。\r

槍蝦可從是否抱卵及螯足大小等特徵辨雌雄；雌雄性比約58：42；成對比率約67％；體長以30~35 ㎜比率最高；雌雄配對體長關係呈正相關且雌蝦大於雄蝦；管徑3 ㎝、開口數3、雌蝦沒抱卵、雌雄體型相近及同時置入雌雄槍蝦實驗時其配對率較高；實驗對數越多、置入大體型雄蝦、配對時間越短及配對後再分離時間越長其配對專一率較低；槍蝦配對辨識部位主要在小觸角且由雄蝦主導配對行為。

家中附近的蛙鳴聲開始了賞蛙和養蛙的探究歷程。過程中觀察到梭德氏赤蛙卵和蝌蚪的發育過程，也飼養澤蛙、黑眶蟾蜍和莫氏樹蛙觀察其攝食、棲息、挖洞、裝死等行為。由於賞蛙過程經常遭遇未知蛙，因而製作台灣蛙類的二分叉檢索表，並分析台灣33種蛙類外型和構造上的特徵及鳴聲長、鳴聲間隔及主頻率等聲音特性，利用Excel軟體發展台灣蛙類的『會聲會影檢核表』能快速而正確的判斷未知蛙種，以Excel篩選的方式突破一些二分叉檢索表檢索遭遇的問題。作者也試著開發出自動分析蛙聲的程式，利用手機、PDA將檢核系統行動化。經過教學與測試，多數中小學生能順利使用此檢核出未知蛙種，作者也建立網頁將研究結果推廣與分享，希望大家一起成為賞蛙愛蛙的賞蛙達人！

X ─ 器官血竇腺（ X- organ/ sinus gland ）是甲殼類動物眼柄裡一個重要的神經內分必系統。1製造，分泌數種荷爾蒙調節許多生理機制，如生殖腺發育、體色改變、蛻殼、醣類代謝、滲透調節等。2-3X ─器官是一群神經分泌細胞的細胞核周體（ perikaryon ) ，負責合成荷爾蒙。這些荷爾蒙經由神經細胞的軸突運送到軸突末端貯存起來。血竇腺是這些神經分泌細胞腫大的軸突末端（圖一，二）。在分泌訊息刺激下，貯存的荷爾蒙從血竇腺被釋放至緊鄰的血竇，經由循環系統運輸到被調節的目標組織。 甲殼類的眼柄裡含有升血糖因子（ hypeglycemic factor ）股早是由Abramowitz 等人在五十幾年前所提出。他們發現螃蟹（ Libinia emarginata ）的眼柄萃取液有升高血糖的作用。4在這之後大量的研究投注在了解升血糖因子（後來被命名為甲殼類升血糖荷爾蒙， crustacean hypegIycemic hormone ）的生理功能。3-5根據這些研究，甲殼類升血糖荷爾蒙最主要的生理功能是藉由影響醣原移動來調節醣類代謝。許多的組織都受甲殼類升血糖荷爾蒙的影響調節。譬如肌肉、肝胰臟、生殖腺的醣類代謝都曾被證實受甲殼類升血糖荷爾蒙（或眼柄萃取液）的影響。6-9

本研究尋找有效的植物以生物防治法的方式降低福壽螺的危害。結果發現16種植物中，台灣欒樹、馬櫻丹、大葉桃花心木、黑板樹、青楓及水黃皮0.5%水浸液第五天時皆有九成以上福壽螺的致死率。我們以台灣特有種植物、數量較多的台灣欒樹做進一步探究，發現其不同部位毒性強弱依序為枯葉＞新鮮葉＞果實＞莖＞種子；而0.5%新鮮葉及0.1%枯葉水浸液可於兩天內完全毒殺福壽螺。欒樹新鮮葉殘效，在11至15天時毒性(66.7%)約為苦茶粉(23.3%)的三倍；16至20天時，仍有近五成(48.9%)的死亡率，苦茶粉則已全然無效。在10~35℃內，新鮮葉0.5%水浸液第三天時皆達100%的致死率。 戶外實驗 (溝渠93.3%，田間枯葉65.6%，乾燥葉20%)證實亦有成效後，我們評估於鄉間廣植台灣欒樹，應可有效降低福壽螺的危害。

我們以不同濃度雙氧水來模擬逆境時的活性氧狀態，結果發現，20mM雙氧水會促進阿拉伯芥開花，50mM雙氧水會促進開花，但花會停止生長，高於100mM雙氧水會讓植物本身停止生長。維生素C則會抑制植物活性氧，20、35、50mM維生素C會抑制阿拉伯芥開花。同樣的處理，在矮牽牛上也有效果。利用早開花突變植物做維生素C噴灑試驗，發現阿拉伯芥開花抑制基因svp可能是活性氧下控制開花的重要因素。從晚開花突變株噴灑雙氧水的實驗結果中，也發現開花基因ft可能也參與在活性氧控制開花的過程中。總而言之，我們的實驗結果證明，低濃度的雙氧水可以當作低濃度活性氧訊號，促使植物提前開花。維生素C會抑制植物的活性氧濃度，進而抑制植物開花。

有一天上自然課前，我們在儀器室的櫃子內，發現了一隻體型特別“嬌小”的蟑螂，牠和家中廚房常見到的“大蟑螂”有很大的不同，於是在好奇心的驅使下，我們請教了少年科學勵進會的楊主任和賴老師，賴老師說在我們的居家環境中，有很多不同種類的蟑螂，如果想要認識牠們，為什麼不去進行調查研究呢？所以，我們就組成了「蟑螂研究隊」，開始進行一整年的調查研究。

我們的生物課程裡，老師常教我們一些有關影響生物生長的環境因素如：溫度、水份、 pH 值、養分、空氣成分等，這些因素的改變對生物的生長影響很大。而有關空氣中氣體成分改變的影響我們知道很少，民從未做過實驗。近年來空氣污染之嚴重早為舉世所注目。最近又由於木柵、景美的酸雨問題吏引發了我們的研究興趣。因此我們想利用幾種不同的氣體填充入試管乃鐘罩內，模擬大氣成分的改變來觀察其對綠豆種子的萌發及黴菌生長的影響，以窺知其梗概。