生物科

生態系透過生物成分與非生物成分的交互作用，可以讓物質供需、能量流動、空間運用、代謝維持等達到相當程度的穩定性。本實驗試圖建立一個密閉微型的生態系統來探討密閉生態系統平衡及穩定的因素，以碳氫氧循環及氮循環為主軸，來著手建構密閉生態系統。首先透過調查水族生態系統來提供實驗的大致方向，進一步從數種生產者、消費者和分解者中選擇在食性上和元素循環穩定的生物種類，分別是水蘊草、黑殼蝦和硝化菌。針對生物因子分別進行水中溶氧和二氧化碳的定量分析和並作時間變化關係圖，試圖找出生物變因中能達成穩定的質量比例，其中生產者和消費者以 8:1 能呈現出最持久穩定的狀態，再加入分解者後我們對此密閉生態系統進行長時間的觀察，並針對數種理化變因作橫向分析比較，發現空氣和水比例以 1:2、光照介於 1200~2400Lux、光照 24 小時、以及加入底砂對於此密閉生態系統的穩定有所幫助。因此，依照我們自行試驗所選擇的生物種類、比例和所處理的理化因子著手製作出密閉『生態球』，雖然此微型生態系只維持了近一個月，但是讓我們對高一生態學所闡述的概念有更深層的認識。

國中教材常拿色彩繽紛的彩葉草舉例說明葉子非綠色部位不含葉綠素，故光合作用實驗無法測得澱粉。然而我們卻有不同的發現! 我們利用四種常見彩葉草①②③④進行澱粉反應實驗。發現②③中央非綠色部位無澱粉反應，①④全葉都有澱粉反應。在光合色素濾紙層析及光譜吸收實驗，②③和①④也有明顯差異。 另外，將彩葉草葉片不同顏色部位利用鋁箔紙遮光不同時間也發現了有趣的澱粉反應現象。①④中央非綠色部位或外側綠色部位遮光後，均無澱粉反應；①遮中段和遮全葉時，全葉澱粉有交替出現的規律現象；④遮光中段時，全葉有澱粉反應，而遮光全葉時，卻只剩外側有澱粉反應。②③不受遮光部位和時間影響，外側均有澱粉反應，但遮全葉時，卻明顯減少。

我們經由高中生物第一冊第八章「蘚苔類與低等維管束植物」之內容介紹，了解蘚苔類植物，為了適應陸生環境，而衍生出「氣孔」的構造。仔細觀察「地錢葉狀體之切面圖」，並與「種子植物」保衛細胞的形態圖作比較，發現地錢的孔邊細胞與種子植物的保衛細胞有形態及構造上的差異。究竟地錢氣孔是如何開合，又外界的因素是否會影饗其氣孔的開合或大小之變化？我們欲藉此實驗，一探地錢氣孔之奧祕。

「冰花」擁有令人驚訝的耐鹽能力，為了解鹽逆境下的生長，我們種植冰花並從種子開始記錄。水耕冰花在2%的鹽水中仍有80%以上發芽與存活率；0.5%及1%的鹽逆境下，冰花生長的速度較快，滲透實驗顯示，此濃度間為葉肉的等張溶液。經觀察發現，冰花葉上佈滿明顯的「囊狀」細胞，為儲鹽主要部位，水耕鹽度較高組別，其囊狀細胞內鹽度也會較高。囊狀細胞內的鹽度，葉柄(最大)至葉面有逐漸變小的趨勢。冰花在0.5%鹽度的水耕環境30天後，再移植至高鹽(5%)水耕或土耕環境，會有最佳的適應與生長。冰花有水中降低總氨的能力，具開發成「海水版」魚菜共生的潛力。冰花可使土壤電導度大幅度下降，顯示具有吸附土壤中無機鹽類的能力，具有改善土壤鹽化的可能性。

在高中生物第一冊中，我們發覺課本所述有關氣孔啟閉作用之變因部分，僅僅是寥寥數語帶過，並無更詳細之介紹。我們反覆找尋了許多資料，但又發現資料之間有些疑點，更引起我們研究的興趣，因此我們設計了此一實驗，以茲解答心中的疑惑，並求更明確的知識。

每次經過停車場的菜圃區時，德是被那掛在枝葉間玲瓏剔透的小蕃茄所吸引 。有一天，我們突然發現一片片的葉片上有一道道的彎曲的灰白色線條，心裡有很多疑問，於是我們就到自然科教室請教自然老師。老師告訴我們，這是昆蟲的食痕。但我們並不知道到底是哪一種昆蟲的傑作，在老師的協助指導下，我們開始展開對這可愛的小蟲子的認識。

「號外！號外！醡漿草可當菜吃，快來看。」班長發現新大陸般的拿張科學剪貼一酸酸甜甜的醡漿草，給大家看。走在校園裡處處可見到它的影子，我們一見鍾情的天天去觀賞它，哇！醡漿草會運動也會睡覺，就這樣發現它的奧妙，使我們走上研究「黃花醡漿草」的路。

透過實驗的探究，讓我們更了解澳洲螯蝦的避光行為模式，其中幾項結論包括，第一、光的三原色中，紅色光源對澳洲螯蝦會有最大的避光行為產生，第二、澳洲螯蝦對來自上方的光源特別敏感，最差的是水平光源的刺激。另外，澳洲螯蝦顛覆一般人對甲殼綱生物視力很差的觀念，它們竟然對光的照度有極高的敏銳性、甚至也能夠辨認細微的照度差異，所以『蝦子』真的不是『瞎子』。

半年多前，在我家附近有一隻懷孕的流浪母貓，我看牠餓得四肢無力，可憐極了，我便請求媽媽把牠抱回家撫養，並把牠取名為「ㄛㄋㄧㄠ妹妹」。 一個月之後「ㄛㄋㄧㄠ妹妹」生下了兩隻可愛的小貓。有一天，同學來我家玩，看見三隻活潑的貓，便要求送給牠一隻，我媽答應了，最後只剩下「ㄛㄋㄧㄠ妹妹」和一隻小貓了。在相處的日子中，我發現牠們的生活習慣和我們不大一樣，於是我就邀了幾位同學來研究貓咪的習性。

遷粉蝶是我們校園常見蝴蝶，調查校園發現有無紋型及銀紋型兩種。不同型態與顏色的幼蟲、蛹及成蟲，在不同季節與環境同時發現。幼蟲體色深淺與體側黑線寬窄組成多種表現形態。化蛹以綠、白、褐組成多種蛹色，白色半透明塑膠盒蓋40隻化蛹成多種顏色；部分幼蟲離開植物向光源的遮光處化蛹。成蟲翅膀斑紋及顏色深淺組成多種表現型。紀錄9-11及4-6月氣溫較高，幼蟲成長速度較2月快。發現體側有黑線幼蟲攝食方式與白線幼蟲不同。幼蟲棲息於葉面及枝條上，體色與環境相似。防禦策略主要有拉開距離、隱藏、干擾視覺等，多態現象是較多時期的防禦方式。不同色光源實驗發現對幼蟲體色、化蛹及羽化有影響。幼蟲缺食實驗發現幼蟲提早化蛹影響羽化為銀紋型。