生物科

在做生物上冊第二章實驗 2 一 l 動植物細胞觀察時，突然發現彩葉草葉片下表皮上除了有氣孔外，還掛著一個個黃色的似小燈籠般的小球，可愛有趣極了：牠倒底是個何物？構造如何？有何功能？我們很想研究探討，一定很有意義。

(一)蝦類素為人顯視作佳餚。邇來山於生活水準的提高，蝦類日漸供不應求。而天然蝦的捕擭量又日趨減少，所以，更使蝦類養殖受到重視，且成為一種新興介業。(二)根據專家分析結果，大都認為「淡水長腳大蝦」--學名 Ma-crobrachium rosenber gii(dE HAAN)，日本俗名鬼長手蝦一一的養殖最有前途。因它具有下列特點：1.大型的淡水蝦(最大 B.L.60cm B.W.1.5kg)2.生長迅速的熱帶蝦類(約 5 月~10月 即為收穫)3.肉味歸美可口(介乎龍蝦和紅蟳之間)4.雜食性，飼養易，成本低(養煩設備、管理均簡易)5.成蝦養殖，育成率極高(可達 80%以上 )6.養殖期間幾乎無病害。(極少) 1 具有經濟上價值(目前市價約$300-400/1kg)(三)它有如此多的優點，且早經林紹文博士于 1970 年自東南亞引進本省試養（註：林氏早先為聯合國糧農組織水產專家，率先於東兩亞研究推廣此蝦養殖) ，並先後於省水產試驗所東港分所和台南分所進行多年繁殖試驗，擭得初步成功。（從孵化到稚蝦可放養者，其活存率約 30%左右）。可惜其稚蝦(Ju-venile stage 已達可放養者）的活存率及繁值量距大推廣民間養殖的目標仍遠。吾等平日對水產繁殖、養殖且有深厚研究興趣，今見這種深具潛力的養蝦事業，多年來均停滯不進，到底癥結何在？乃集資著手進行實驗研究。

挖子尾位在八里鄉，有一次因課程的關係，自然老師就帶我們班上到挖子尾做生態調查，在調查中發現海濱植物有很多是我們從來都沒見過的，而且海濱植物長的特別矮小，看起來非常特別。為了更進一步的瞭解海濱植物的特性、生長環境及對生態的影響，我們組成研究小組做更進一步的調查。

當我們上「生物的繁殖」那一課時，有一位同學帶來了一隻外形亮麗又很奇特的昆蟲，我們一時好奇，又想多了解這種昆蟲的習性，於是我們在老師的指導下，展開了一趟探討步行蟲之旅。

近年來，隨著癌症人口的激增，及一些食物中天然存在或加工過程中衍生出的致突變物質之陸續發現，人們開始注意到含黃樟素， Pyrrolizidine 生物鹼， alkaloid 生物鹼等食物的致癌性和致突變性。而可可鹼( theo bromine, 3 , 7 -dimethylxanthine )，咖啡因( caffeine )，茶葉素( theophylline )，為 alkaloid 生物鹼的三種主要化合物。只要是嗜好可樂或巧克力甜食的人，就免不了和可可鹼有長時間且高頻率的接觸，這不禁令人對可可鹼是否造成遺傳物質的傷害，感到好奇。

蟑螂是一種古老的生物。看起來並不顯眼的牠，竟然存在至少三億年之久，可見其適應環境的能力是其他已絕跡的生物所望塵莫及的。至於這三億年牠是如何度過的我們並不清楚，但我們可以從觀察蟑螂面對逆境的反應著手，期望透過本實驗來找出答案。我們藉著溺水使蟑螂面臨缺氧逆境，計算達到昏迷所需的缺氧時間，以及蟑螂昏迷後到甦醒所需的時間，發現蟑螂甦醒所需的時間(平均 ±標準誤：1787.4 ±117.3 秒)，遠大於達到昏迷所需的缺氧時間(270.7 ±18.7 秒)。此外，藉由間隔 90 分鐘的重複溺水，發現在第二次與第三次溺水產生昏迷所需的缺氧時間，比第一次溺水長，也就是曾有溺水經驗的蟑螂，較不容易因缺氧而昏迷。此外蟑螂昏迷後甦醒所需要的恢復時間，無論是第一次、第二次還是第三次溺水，皆無明顯改變。我們利用氧化鈣等藥品與器材，設計出一套方便又有效的方法，可以測量蟑螂等小動物的耗氧量。結果發現一隻蟑螂的耗氧量其實並不高(約 0.294±0.019 毫升/小時‧公克，n = 12)，也就是說，就算在氧氣極少的環境下，也可以生存一段時間，這是一般動物所無法達到的境界。也許，以上那兩點可能就是蟑螂可從三億年前存活至今而不被滅絕的原因吧！我們藉由自行設計架設的器材設備，已經發現許多有趣的現象，包含蟑螂的呼吸商(respiratory quotient)在活動期會下降，顯示蟑螂在活動期是以脂質為主要的能量來源。此外，經歷缺氧逆境後的蟑螂，其耗氧量會增加，但其呼吸商會下降，顯示出蟑螂可因應逆境而改變其生理狀態。以上的結果皆可說明，我們自行設計架設的測量設備，可以用來解開蟑螂生存秘訣的謎團。

“花粉的形態與萌發”的實驗是高中生物教材第九章─“種子植物”的補充實驗課程(1)。在去年準備生物科實驗操作競賽練習此實驗時發現當時所採集之材料，根據課本所提供之方法進行，無論如何嘗試，均不萌發，連老師都無法解釋清楚。但是查遍所有參考文獻，真正討論花粉的資料實在很少，且大都是探討花粉形態學(Palynolgy)，甚至原文資料亦十分貧乏，故引起我們對此一問題的強烈興趣。

暑假時，信步在植物園觀賞荷花，發現水面上長滿了一大片的浮萍。仔細一看，發現在這一大片的浮萍當中，有的形態並不相似。於是我們提出了下列幾點疑問：一、浮萍到底有幾種。二、台灣具有那些種類的浮萍。三、它們的差異性何在。四、它們具有什麼樣的關聯性。由於好奇心的趨使，引發我們對浮萍做了一系列的研究。

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。

本實驗探討綠豆在鹽逆境的生長，我們設計了一個培養容器，可以穩定地維持鹽分濃度。實驗結果顯示，海水和食鹽水濃度3.5％以下均不影響綠豆萌芽,食鹽水濃度0.1％～0.3％對綠豆生長影響不大;在0.4%～0.5%濃度時綠豆生長明顯下降;而濃度超過0.5%以上，綠豆生長得很差，甚至不生長，證實了鹽逆境會抑制綠豆生長。研究發現在正常培養環境中，添加氧、醣類或肥料可以提高綠豆在自來水中的生長，但無法降低食鹽水所造成的負面影響。經由比較其他離子對於綠豆生長的影響，我們發現除了滲透壓的共同影響之外,造成鹽逆境的關鍵因素可能是鈉離子。於是我們透過在食鹽水中添加鈉離子阻斷劑，以干擾鈉離子進入細胞的機制；或在食鹽水中加入鉀、鈣、鎂離等不同的離子，希望透過離子拮抗的作用來降低高濃度鈉離子對綠豆生長的負面影響，結果發現利用這些方法，可在一定範圍內，改善鹽逆境對綠豆所造成的生長抑制情形。