生物科

一、本年度生物科作品七三件，比往年略增，特別是高小及高中兩組。各項作品中一般趨勢為環保及動植物的保育概念均增加，但是最主要的並不是量的增加，或是參與共同研究的同學人數增加，而是作品的品質上大大的提昇。評審委員們非常難為，因為同學們的進步有目共睹，激烈競爭之下，難免有遺珠之憾，要怪只能怪今年的獎金和得獎名額都不能再增加，所以即使是好作品也有幾份落選。 二、同學們的作品中，許多是自己想出來的題目，或是自己設計出來的作法，在研究的創意及創作層面上看，腦與手的並用，想法與實踐合一，難怪”有價值的作品”數目比往年大為增加。 三、另外一項特點是連續性的研究增加，有許多同學，可以說在研究上已經是身經百戰的老手了，有的從小學做到高中、有的人甚至由國中的題目連續做到高中，難怪能對一項問題研究的那麼深入，來龍去脈了解的那麼透測，這就是追根究底的科學精神。希望得獎同學千萬別驕傲，因為只是僥倖比別人表現上好那麼一點點，而未得獎的同學千萬別灰心，再接再厲，一定能把這一點點差追上的。

暑假和家人到觀音蓮花季賞蓮，其中一處的蓮花池中，養著美麗的小魚，一時興起叫爸爸買了六條回家，老闆提醒我，回家養時最好一大一小放在一起，要避免全部一起養，否則會因彼此互?導致部分的魚會死亡，剛開始不以為意，第三天發現死了一條，經過幾天後又死了一條，感到相當納悶。難道賣魚的老闆說的有理?開學後請教生物老師。這是什麼魚呢?為什麼同種的魚會相互打鬥甚至死亡呢?老師說:「這是台灣鬥魚，讓我們一起來探討吧！」於是我們就跟生物老師展開了”台灣鬥魚研究”之旅。（相關教學單元：動物的生殖及動物行為）

因為觀察校園的生態池，發現魚池中有魚的排泄物，我們認為魚的排泄物日積月累後應當會影響水中生物的生長環境，為什麼老師說不用清理？是因為魚池中有養水生植物嗎？我們從魚池養殖的水生植物發想，想知道在所學習過的水生植物中，哪一種類的水生植物對於魚的排泄物會吸收得較多？而魚的排泄物中含有老師所說的氨嗎？因為不把土讓納入研究範圍內，因此我們只選擇漂浮型、沉水型兩種水生植物做研究，經由研究，我們知道了沉水型植物吸收的氨比漂浮型多，而沉水型水草吸收氨的多少又跟葉子大小有關係，葉子越大，所吸收的氨越多；漂浮型水草也得到葉子越大吸收氨越多的結果。

每年八、九月正是颱風季，田裡的蔬菜受天候影響而產量銳減，價格昂貴。雖然水耕蔬菜不受限於天候，但每日產量有限，因此引起我們找尋促進水耕蔬菜早日收成，及增產方法的興趣。我們在卅一屆科展生物作品中，得知某些特定聲波的刺激，的確能促進水蘊草的光合作用；但，此實驗卻僅止於對植物葉部的刺激而已，而我們知道，根部對植物的生長尤其重要，但，一般田間植物不易進行此類實驗，因此，我們就著手設計本實驗，想利用各類水下聲波來刺激水耕蔬菜之根部，觀察其生長情形，期能找出促進其生長的聲波或音樂。

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。

台灣的氣候溫熱而潮濕，正是蕨類植物繁衍孳生的理想環境。在學校校園東南方有一條油車坑溪，沿著小溪東側，學校特地開闢一條生態步道提供學生能夠親近原野的動植物、聆聽大自然的聲音。配合學校本位課程---田園教學，我們與老師一起調查、紀錄學校的後花園-生態探索區，發現居然有十四科二十四種蕨類植物分布於其中。透過實察記錄與標本採集製作來認識蕨類植物的生長類別與分佈情形。並進一步透過觀察、繪圖與紀錄蕨類植物孢子囊堆的排列情形與形狀大小差異來辨識各種蕨類植物特徵。最後我們把研究結果，選擇十三種常見的蕨類，建立解說資料，配合蕨類標本，提供同學在田園課學習時參考，進而讓全校師生能一起欣賞蕨類植物生長的美妙。

本研究是針對小紅姬緣椿象成蟲(Leptocoris augur)的外觀特徵、習性、長短翅型及雌雄比例具有的多樣差異做探究。我們發現：小紅姬緣椿象在變成蟲前無法分辨雌雄，也無法分辨長翅型或短翅型的種類；溫度的變化會影響卵的孵化率和產卵數。我們也發現小紅姬緣椿橡短翅型雌雄交配產的卵產卵數與孵化數都是最高的；在校園的族群裡數量最多的也是短翅型的；小紅姬緣椿象在不同型交叉交配後的下一代，是以雌的長翅型最多，雌的短翅型最少，而長翅型雌、雄交配完全不會產下短翅型的；在小紅姬緣椿象自由選擇交配中發現，牠們會選擇和自己同翅型的個體交配，校園調查的結果也不例外。我們更發現：小紅姬緣雌椿象在沒有交配的情形下，平均約經過32天會孤雌生殖。

我們想探討小紫斑蝶(1)、斯氏紫斑蝶(2)、圓翅紫斑蝶(3)、端紫斑蝶(4)四種紫斑蝶翅膀的結構、特性與長程飛行的相關性，從研究結果發現：一、翅膀面積依序是：(3) > (4) > (2) > (1)。二、展弦比值是：(4) > (2) > (3) > (1)。三、定點飛行距離比較依序是：(4) > (3) > (2) > (1)。四、四種紫斑蝶在風洞實驗中(紙板坡度20∘)時高度並無明顯差異，但隨著角度升高，上升的高度漸漸產生差異，上升高度比較依序是：(4) > (3) > (2) = (1)。五、上反角較低時紫斑蝶飛行距離較遠。六、後翅在針對縱向平衡方面有較顯著的影響，尤其是後翅的後緣下降對紫斑蝶模型造成直接下墜的影響。七、生態保育應用：以擋板模擬護網比紗網的效果來的好，其中檔板上端的角度在60度時，可達到最佳的飛行效果，且可以避免紗網造成的沉降現象，達到保育的目的。

六年級上學期自然課記錄『族群與群落』時，老師帶我們進入學校的小後山，觀察那裡的各種生物，大家對小後山的生態留下了非常深刻的印象。到了下學期『生物的生存環境』單元，當我們再進一步去了解『她』的各項環境因素時，發現了小後山竟然存在兩個差異蠻大的區域，是哪些因素造成的呢？

第一型肝細胞核因子是脊椎動物所特有之轉錄因子，分成HNF1-α及HNF1-β二型。因為鮭魚是唯一於非四足類所發現之HNF1，且其序列較接近於四足動物，所以產生了一假說:在所有輻鰭魚類都只有HNF1-α，在輻鰭魚類與肉鰭魚類分支之後，發生複製事件，產生HNF1-β，而這第二個基因的產生被認為是為了因應新的器官與生理功能(如：肺的有氧呼吸)，然而不能排在的祖先中有HNF1-α與HNF1-β基因，只是在演化的過程中被喪失掉。 本實驗室於鯉科斑馬魚及慈鯛科吳郭魚均選殖到HNF1-α與HNF1-β，推翻了此假說，對於其複製事件發生時間及演化過程感到好奇，希望藉由低等脊索動物互補DNA序列之選殖，了解其演化。