全國中小學科展

生物科

玉米芽鞘的背地性

國中生物上冊第六章「植物的感應」這一節中,告訴我們植物能接受環境中光線、地心引力等刺激而發生反應,為了證明植物具有背地性及進一步深入了解,所以就跟老師研討、設計實驗來探討。

臺灣八星虎甲蟲幼蟲獵捕螞蟻之生物力學研究

我們透過野外及自製觀察器的方式觀察臺灣八星虎甲蟲幼蟲獵捕螞蟻,並分析其生物力學現象。研究發現幼蟲獵捕螞蟻分成「埋伏」、「彈出」、「拉回」三個步驟。所展現的生物力學如下: 一、 埋伏時採用多支點分散重量策略:透過上唇、前足(*2)、第五腹節(倒鉤)及腹部尾端等五個構造做為支點,讓幼蟲能長時間埋伏在隧道口。 二、 獵捕螞蟻時採變形彈力策略:幼蟲等螞蟻趨近至0.84公分時,快速拉直6-10腹節,藉此產生變形彈力,將頭、胸及1-4腹節以10.221公分/秒的速率彈出隧道。 我們觀察到第五腹節倒鉤可能在幼蟲彈出隧道時扮演重要的施力角色,因此目前正設計實驗進行觀察驗證,期望在國展競賽時能導出實驗結論,分享給對此議題有興趣的研究者。

地面下的殺手一蟻獅

有一次老師帶我們到學校東邊的山坡做採集工作,不久聽到同學的喊叫:「老師!這裡有許多小沙坑!」「老師!這裡也有很多!」「老師!這到底是什麼東西?」於是發問聲此起彼落。\r 老師說那些沙坑是蟻獅的家,也是一種陷阱,真是奇妙!老師從沙坑中挖出一隻蟻獅,又用髮絲綁住蟻獅頸部當作釣餌,放進另一個蟻獅沙坑內釣動,不一會兒,蟻獅鑽出坑底,露出一對大鉗似的器官,夾住釣餌的蟻獅尾部,老師一拉扯,坑底的蟻獅竟然被釣出來,真不可思議!\r 於是請教老師指導我們做蟻獅的觀察,探究其中奧秘!

「怎樣的嘴巴就怎樣的吃法」

澎湖地區四面環海,漁產豐富,我們經常在漁市場看到各色各樣不同的魚種。在課堂上又聽老師說漁類有各種不同的食性,在自然的生態環境裡,彼此互相競爭,甚生有弱肉強食的現象。我們對於老師在課堂上描述的這些現象感到非常有趣,於是大家都產生了一個共同的想法,每一魚糧既能各自適存於牠們的生態環境中,不虞食物的匱乏,想必都各具有牠們特有的口器構造吧!到底忽麼樣的嘴巴是怎麼樣的吃法呢?

小小噴泉──「文蛤噴水行為之探討」

在家中,常看見媽媽將市場買來的文蛤放入容器中,加入水,隨手灑入一把鹽,原木緊閉的文蛤,居然又紛紛「復活」似地伸出白白的水管,並且不時有水噴出,引發我們研究這噴水行為究竟會不會受放鹽的多少所影響?在老師的指導下我們又進一步探討了其他可能影響的因素。

殺「氣」騰騰─ 探討擬穀盜利用氣味抑制他種米蟲的生長

米象(Sitophilus oryzae),擬榖盜( Tribolium castaneum),鋸胸粉扁蟲(Oryzaephilus surinamensis)都是常見的穀物害蟲。在飼養米蟲過程中,我們發現當擬榖盜出現時,米象和鋸胸粉扁蟲的數量急遽下降,近乎滅絕。我們很好奇擬榖盜是透過什麼方式去抑制其他的榖類害蟲。經過實驗證明,擬榖盜的競爭性強於米象及鋸胸粉扁蟲。我們也發現擬榖盜會聚集且散發出刺鼻的臭味,我們的實驗證實了這個味道會抑制米象及鋸胸粉扁蟲生長。透過閱讀文獻及顯微鏡的觀察,我們也找出擬穀盜散發氣味的臭腺。 本研究發現昆蟲竟然能透過氣味來抑制其他種昆蟲的生長,未來希望可以針對氣味對他種害蟲的影響,進行深入探討並藉此研究出更天然且無毒的捕蟲或抑制害蟲的方式。

菇GO!背地一「站」

本實驗研究蕈菇如同植物具有「向地性」,蕈柄生長過程受到地心引力刺激會產生「背地一站」現象。我們利用柳松菇太空包以倒立方式發現蕈柄彎曲角度可超過150度,彎曲生長主要發生在距離蕈柄頂端20-30%處,因為近地側細胞生長相較遠地側大約有2倍長度的差異,和遠地側有較大的重力生長曲率,造成蕈柄得以發生背地彎曲;當完全切除蕈帽則無法表現「向地性」,我們推測蕈帽和蕈柄間的細胞似乎可以感應重力刺激,使蕈柄得以「背地一站」以利散播孢子。我們進一步自製離心器,以旋轉方式改變重力場強度,發現蕈菇子實體「向地性」表現強度產生改變,我們期待本實驗的重力向量對蕈菇發育的基礎研究可以應用於失重的外太空培植之可能價值用途。

玫瑰藍色系與新式嫁接法之研究

本研究以藍色樹形玫瑰為主軸,研究嫁接對玫瑰生長、病蟲害之影響,分析其中問題所在,加以改進創新,也探討環境的酸鹼值對花色的影響。本研究發現樹玫瑰嫁接後外觀看起來安然無恙,卻在幾天後枯萎而死,經透過顯微鏡觀察切片,發現砧木與嫁接玫瑰形成層癒合速度不同而導致維管束喪失功能,無法輸送水分而死亡。本研究使用自創的嫁接方式—環狀剝皮法,搭配修剪技術及天然農藥,大大提升了實驗樹玫瑰的存活率。

看海洋中的ET─章魚

生物課本下冊中,介紹了軟體動物的分類和幾種具代表性的動物,其中提到章魚的噴射行為,使我們留下深刻印象。在一個偶然的機會堙A我們到石門洞玩,剛好看到一個捕章魚的剛捕到一些小章魚上岸,我們看到章魚的動作相當可愛,就買回來飼養,為了飼養章魚我們就到圖書館查資料,發現章魚有異於一般水生動物的智慧,攝食、游泳等動作也有別於其他動物,經過一段時間的觀察,我們對章魚非常有興趣,於是對它作了一系列的探討。

牛頭馬面果─五指茄的研究與觀察

有一天我們在花店看到花瓶裡插著一束奇形怪狀的金黃色果實,樣子很像長頸鹿的頭,花店老板開玩笑的說:它叫「牛頭馬面果」,而且還是從國外進口的。我們對這種奇怪的果實感到很好奇,就拿了果實去請教老師,老師告訴我們,它的中文名稱叫做五指茄,是一種茄科植物結出來的果實。為了要瞭解這種奇果生長情形,我們就在老師的指導下做了一連串的觀察和研究。