全國中小學科展

生物科

我糊塗,但我不愛「風狂」 -探討影響彈塗魚離水上岸行為的因子

本研究探討影響彈塗魚(Periophthalmus modestus Cantor, 1842)離水上岸的因子及其棲地選擇情況。在定點觀察及穿越線調查中皆發現,彈塗魚在冬季東北季風強烈時不容易被觀測到,經實驗設計及野外持續追蹤後發現,彈塗魚在風速較強的情況下,仍然會離水上岸活動,但往返水陸的頻率較高,顯示風速是影響彈塗魚離水上岸頻率及時間主要的原因之一。在微棲地的選擇方面,彈塗魚會選擇空間異質性較高的棲地類型活動,亦即並非單調的泥灘地。日照長短及風速會影響彈塗魚的離水上岸行為,進而影響其攝食行為及生長 (圖1)。

小小青萍真奇妙

在自然課中我們認識了許多水生植物,其中,浮萍這個小小又簡單的植物,卻有驚人的繁殖速度,最令我們感到好奇,「它的身體裡有什麼奇特之處?」「它是怎樣繁殖的?」「它沒有像布袋蓮那樣膨大的葉柄,嬌小的身驅又是怎麼能漂浮在水面上呢?」一連發現了許多疑問,促使我們有求真慾望,在這學期初,每天與浮萍為伍,來認識這個喜歡在水上到處流浪的小浮萍。

沙漏中的小精靈

我們利用暑假親子活動的方式,尋找蟻螄棲息地,我們發現有蟻螄的三個地點~龍門海灘的沙丘上、鯉魚潭水庫的涼亭下、慈濟山的茶樹下;我們在校園植物園區內設立「蟻螄生態區」,讓小朋友認識有趣的蟻螄棲息地~人為不可能造成的「沙漏陷阱」!我們做了實驗發現一些有趣的結果:(一)飼養蟻螄,認識蟻螄的一生。(二)發現蟻螄吸食螞蟻的數量多寡和蟻螄的成長有關係。(三)發現有土或有沙的地方,蟻螄不怕水;沒有土沒有沙只有水的地方,蟻螄會淹死。(四)利用棲息地來計算蟻螄的繁殖力。

再次揭開水玉黴的神秘面紗

在經歷過「糞便上的奇葩」及「水玉黴的熱線追?」後,我們對資料極稀少的水玉黴引起進一步探討的熱忱,故於前次實驗中了解水玉黴的生活習性後,繼續研究引發這些習性的機制,利用立體解剖顯微鏡觀察、生化及錄影技術,追?出水玉徽抱予囊噴發機制及分子級的生長因素,以及完整詳盡的生活史,期能將水玉黴的零星知識貫串成系統,應用在教學資訊及日常生活用品方面。

改過遷善的紅衛兵─福壽螺卵的秘密

福壽螺損害台灣的農作物和生態環境,但是卻有紅色鮮豔的卵。我們想研究福壽螺卵的特性,以找出提高利用價值讓卵減少的方法。我們發現卵外面膠質的成分含有蛋白質,碳酸鈣佔卵殼很大的比重。卵的紅色色素是水溶性的,主要的是吸收綠光和部分藍光。我們將紅色色素用濾紙色層分析法純化後,認為可能是蛋白質。我們發現卵的稀釋汁液可以抑制大腸桿菌生長,造成抑制作用的成分不耐高熱。將卵的汁液放入湯圓中,煮好後顏色是橘色的。卵汁液對昆蟲和草履蟲沒有毒性。和市面上食用色素比較,卵的色素顏色耐酸鹼的能力並不差。福壽螺卵的成分有開發成為抗菌劑或紅色色素的潛力。

盤絲傳奇—蜘蛛在不同空間下織網的研究

有一次,我和媽媽回家時,看見路旁有一隻蜘蛛和蜘蛛網,媽媽看我很好奇,就決定買了這多有關蜘蛛的書本讓我看,看過這些書本之後,發現,原來有這麼多種蜘蛛,蜘蛛的網也有特徵,例如:有些是結成美麗的車輪形、有些是結成扇形,還有雜亂型和不規則的成一束束的網和吊葉蜘蛛的放射狀絲。過了幾天,媽媽帶我去爬山,看見書本上有介紹過的蜘蛛,例如:草蜘蛛、蠅虎.....等等,讓我對蜘蛛更了解了!於是興起了我想研究蜘蛛網的念頭,於是幾個同學在老師的指導下展開了研究。

唧聲若響—黃斑黑蟋蟀的聲音研究

黃斑黑蟋蟀有六種不同類型的唧聲,分別為夜晚呼喚、不定時呼喚、近距離求偶、遠距離求偶、長敵對聲及短敵對聲。黃斑黑蟋蟀分別有「黑龍仔」及「紅羌仔」二種品系(民91,楊正澤)。比較兩者之間的聲音特性,紅羌仔在大多數聲音類型中的聲音頻率普遍比黑龍仔稍高。另外,針對夜晚呼喚聲、求偶聲、敵對時的唧聲進行播放實驗。從播放夜晚呼喚聲的實驗發現夜晚呼喚聲應該具有吸引母蟀注意或接近的功能。而求偶聲播放實驗結果發現,母蟀可能有對同品系公蟀的交配偏好。從播放打鬥時叫聲實驗結果發現,聽到打鬥聲最易引發敵對事件,但求偶聲也有引發敵對事件的可能。勝利後發出的叫聲應該有宣告地位的功能。

綠色小尖兵

海口溝水筆仔結圓錐果實,果實的種子會長出胎生苗,平均一星期長約0.93~1.04公分,七個月約25~28.6公分,成熟脫落插入軟泥中生根長葉,成功插入的機率滿潮前為12%~24%,退潮後為42%~70%,土質越軟插中角度為90度的比率為57%~80%,插入深度平均為1.2~2.6公分。筆狀胎生苗會有往上翹、彎曲生長的情形;也發現果實長出二根雙胞胎生苗,生長速度較慢,左右的長度不同。海口溝的海水及地下水對水的比重接近1,移植水筆仔種在花圃中及有機土中,澆地下水會存活,以種植在有機土裡生長得最好。水筆仔以枯黃老葉排鹽,以三用電表、電池燈泡組測試枯黃老葉的水溶液會導電;以黑布沾溼水溶液,晒乾後有白色鹽漬殘留。未完全成熟的胎生苗傾斜插入土中會生根長葉,最後會因向陽性會漸長成90度。

生物群居的特性

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。

逆向第一型轉形生長因子( Antisense TGF -α )基因的表現對人類肺癌細胞生長的影響

癌症的形成與細胞的不正常增殖相關,正常細胞因為細胞的增殖受到嚴密控制,所以不至於發生細胞無限制增殖的情況。以皮膚為例,即使一個細胞變成兩個,但依照程式,其中一個不久即會死滅。癌細胞則沒有此種程式,它們會成等比級數增殖下去,因此,病理學上把癌症定義為「失去自律性的增殖」。將正常細胞用培養皿培養時,若培養皿表面覆蓋一層細胞,增殖即會終止。又細胞互相接觸時,就會改變方向而排列在一定方向(接觸阻止現象),這是因為細胞膜經常做為控制增殖或運動的感應器,完成其正常任務的關係。但癌細胞則沒有此種控制功能,所以將無休止的增殖,甚至跨上鄰接的細胞,一再重疊。 而調控細胞增生現象的基因,根據目前所知已有上皮生長因子群( epidermal growth factor family ; EGF family )等,而第一型轉形生長因子( transforoing growth factor -α; TGF -α )即為其成員之一,此基因存在於正常細胞與轉形細胞( transforoed cell )中,具多重之功能,包括胚胎細胞遷移( migration )、細胞增殖 ( proliferation )、細胞分化( differentiation )及細胞外間質的形成等,是肺癌細胞株維持生長的一個極重要生長因子。人類的 TGF -α 基因位於第二對染色體的短臂上,基因全長約 100Kb 包含六個 exons 。而 TGF-α 基因轉錄之 mRNA 大小約4.8kb ;人類和 mouse 、 rat 之 TGF -α 膠基酸序列相同度( homology )達 90 %。 本實驗以人類扁平細胞癌細胞株( squamous cell carcinoma ce11 line ) H226 、及 H226 腦轉移細胞株 H226Br 為材料取 RNA 進行反轉錄聚合酵素連鎖反應( RT-PCR ) 所得 TGF-α cDNA 涇淘選純化( elution )後,再經載入質體,篩選純系(clone )做大量的複製,最後以限制酵素將 TGF-α 基因從質體中切出,構築反向( anti- sense ) TGF-α質體,因反向 TGF-α 基因能中和正常的 TGF-α基因,使其不能表現。希望將來能夠感染( transfect )至人類肺癌細胞株使降低其生長速率,讓基因治療研究有更進一步發展。