生物科

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

去年我們曾用紅果蠅探討童種生物會因不同的生活環境而改變其遺傳性狀。這次我們進一步欲探討同一環境中各種生物間彼此的關係，並以植物作為我們主要的研究。我們常常可以看見草地上的各種雜草群居在一起，而農作物卻往往需要藉輪種來維持土壤的沃度，這其中代表何種意義呢？在則，我們常可見，只要有芒草或竹子生長的地方，就幾乎沒有他種植物生存，於是我們也對此種近似獨霸性的植物作一分析探討，來研究生物群居的特性。

升上五年級後，有一天，剛好在教育農園作生態觀察，發現螞蟻停在絲瓜葉上，一動也不動，停留的時間相當的久。我們幾位同學報告老師，老師說：「這是值得研究的一個課題！」我們透過網路資料，得知「植物不是只有花朵會分泌蜜汁」。植物除了花朵會分泌蜜汁外，其他部位也有可能會分泌蜜汁，原因在於植物的蜜腺。蜜腺是一種外分泌組織腺體，根據生長的位置不同，可分為花內蜜腺和花外蜜腺兩類。我們種植絲瓜，仔細的觀察絲瓜的成長與螞蟻之間有什麼有趣的情形發生。我們以絲瓜的花外蜜腺為研究對象，觀察蜜腺的外型及結構、探討蜜腺的有無與環境因素對螞蟻之間的影響關係。

曾幾何時，魚池裹養了幾隻白鵝，每當夕陽西沉黑夜來臨前，落日的鹼暉灑滿大地，池中的白鵝，雪白的羽毛和夕陽相輝映，更顯得其優遊自在；來到池邊順手丟了幾株布袋蓮，白鵝即群擁而上，相互爭食，頓時百感交集浮上心頭，感到目前本縣最致困擾之水生被物一布袋蓮（ WATER . HYACINTE ）每當其生長季節，常覆蓋整個河面，阻塞河道，導致河水不暢，每屆雨季易成水患，進而阻塞農田灌溉，影響水利設施效果，實在是本縣的一大害，再看看吃著布袋蓮的鵝隻，連想到近年來，科學家們研究態度皆趨向於利用生態關係，使其相互間產生消長作用的研究方式，來促使生物環境之平衡，例如已試驗成功的無性果繩與危害果機的呆蠅交配，使其不能生殖，減少對果樹的危害性，如果我們能嘗試以養鵝來消除布袋邀，控制共繼緻繫殖，一則可消除水患二則可推廣養鵝，增加農業經濟收益，不也是一舉兩得嗎？

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。

光線，除了對植物行光合作用有很大的影響外，對於其發育過程及形態改變，扮演了重要的角色。種子的發芽對於紅光的反應特別敏感。因已知紅光會將 Pr 轉變為 Pfr，紅外光可將 Pfr 轉變為 Pr，目前認為 Pfr 的生成可抑制短日照植物開花或嫌光性種子發芽。若是「紅光照射後，緊接著照射遠紅光，則表現遠紅效應；遠紅光照射後，緊接照射紅光，則表現紅光效應。這兩種反應過程是可逆的」（高，1989）。本實驗以不等時間的紅光與紅外光交替照射中斷處理，探討 Pfr 的抑制效應是否可予抵銷，並表現出 Pr 的效應。結果顯示 Pfr 相對於 Pr的不同比例會表現出不同程度種子萌發的促進或抑制的效應。

五下上自然課第七單元〔光合作用〕時，老師講到植物生長三大要素－水、土壤及太陽光。其中太陽光是讓綠色植物行光合作用產生澱粉以供給植物生長的養分。老師一邊上課我的腦袋瓜便一直在轉：綠色植物既然利用太陽光行光合作用來製造養分，那麼如果植物 24 小時照光的話，它是不是會長的更快？ 這問題引起了我做實驗的動機，於是找了我們自然課同組的同學一起來探討這個問題。

前年的九月一日，我們跟老師到風景優美的溪頭採集昆蟲。當天，風和日麗，到處擠滿了遊覽的人群。我們避開了那些人群，沿著崎嶇小徑，展開活動。不一會兒工夫，我們採集到蝗蟲、螳螂、螽蟖、螢火蟲、瓢蟲、樁象、蛇蛉、虎甲蟲、天牛....。大家正很起勁地在長滿糯米團的草趁裡採集時，忽然有人喊叫「咦！奇怪！這是甚麼蟲？」「小竹枝怎麼會爬動？」「那不是螳螂嗎？」「螳螂不會長的那麼細長呀! …大家熱烈地展開討論。後來，老師告訴我們：「那是竹節蟲。」我們對這會爬動的小竹枝，感到驚奇又有趣，於是很賣力地尋找竹節蟲，想帶回去飼養。但令人失望，那天收穫不好，只捉到兩隻竹節蟲。在回去的路上，我們發現兩隻竹節蟲在交尾。太巧了，我們捉到的竹節蟲，正好是一隻雄的，一雙雌的。「到底怎樣辨別雌、雄呢？」「交尾後，要多久才會產卵呢？」「卵長得怎樣？」「牠會產多少粒卵呢？」「卵要多久才會孵化？」…我們對竹節蟲有很多疑問。因此，在老師鼓勵下，決定從事竹節蟲的飼養，觀察活動 。

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。

本實驗探討大肚魚適應環境之方式以及大肚魚對顏色探究與學習能力之相關性，主要內容如下：生殖方面：體內受精、卵胎生、一年四季的生產、族群中雌雄數量比約 3：1 及性反射刺激，此皆有助於種族的延續。生存方面：攝食具活動力的餌；對細長形且會動之物體，具攻擊性傾向；體色會隨所處周遭環境顏色改變；刺激源（強度及加速度改變）影響鑽地隻數，上述皆有利大肚魚獵補食物或避免受到敵害攻擊。學習能力與探究行為：探究行為出現時，先前學習經驗及防禦反射──鑽地行為均受到抑制，但大肚魚對顏色的偏好，會影響探究行為之表現。（作品名稱由來：我們認為大肚魚在水中有如 F117 隱形戰機般，具反雷達、隱形、快速等特色，此對大肚魚之生存具重要意義。）