生物科

在國中時以”馬齒莧的睡眠運動”為題做科展，得到不錯的成績。而研究主要探討的四個大方向為（1）馬齒莧睡眠運動的特性（2）是否為概日韻律？（3）馬齒莧睡眠運動的機制（4）馬齒莧睡眠運動的意義。而我們已經透徹了解了馬齒莧睡眠運動的特性，且知它為一概日韻律，因此這次科展，我們將對馬齒莧睡眠運動的葉片開閉的機制及意義做深入探討。尤其在測量葉溫及蒸散方面，由上次科展較為麻煩的儀器，我們自行改良為更精準更方便的儀器，希望能有不錯的成果！

(一)利用生物體的酵素催化雙氧水分以產生氧氣和水。氧氣是生物體所需要最主要的成分之一。為了探討氧氣的特性，在國中二年級的理化課程中，我們利用二氧化錳催化雙氧水分以產生氧氣，並利用排水集氣法收集氧氣，然後以燃燒的線香驗證所收集的氣體確實具有助燃的效果。酵素是生物體內非常重要的催化劑，生物體內有許許多多的酵素，其中有一種酵素(雙氧水分酵素，catalase)也可以催化雙氧水分以產生氧氣和水。此類酵素的功能是清除細胞內產生多餘的雙氧水，以減少雙氧水對細胞的商傷害，其反應式如下： \r \r 本研究的動機是利用動物肝臟的雙氧水分解酵素催化雙氧水分解以產生氧氣。\r \r (二)發展簡易偵測雙氧水分解酵素活性方法。文獻報導中所用偵測雙氧水分解酵素活性的方法都非常複雜，本研究的動機是發展出更簡易、更準確、更實用、更有趣的實驗方法，來探討此酵素催化雙氧水分解的奧秘，以增加國中同學對實驗的興趣，並啟發對酵素的好奇與瞭解。

一般民眾利用化學性的方式驅離衣魚，但這些方法可能造成環境氣味不佳及危害人體健康，甚至可能致癌，本研究發現利用80000Hz超音波播放24小時可完全消滅衣魚。研究過程中亦發現衣魚的行為模式可分三類：主動者、被動者、不動者。將衣魚放入新環境，主動者可立即搜索新環境，並將訊息傳遞給被動者，使被動者跟隨，但不動者接受訊息後卻完全不動。因此超音波法對於不動者無環境限制，而應用在主動者和被動者，則須在封閉的環境下。我們亦發現衣魚會攝食低密度聚乙烯，利用傅立葉紅外線光譜儀分析排泄物，發現低密度聚乙烯確實會被分解，因此可應用此種生物特性減輕環境中塑膠汙染的壓力。

我住的社區裡，種有好幾種新奇的植物，它們的葉片各自不同，樣子都很特別，而莖幹的形態也非常奇特美妙。喜歡植物的我，每天都要去看看它們，和它們說說話兒，日子久了，我發現到它們像魔術師一樣，在和我玩「我變我變我變變變」的遊戲。這激起了我的好奇心，於是，在老師和爸媽的指導下，我做了長時問的觀察記錄，發現了葉片有趣的「生命之旅」，及所留下的美麗「腳印」。啊！這點點滴滴的收穫，真是讓我開心。

暑假的時候，因為下了好多天的豪雨，菜價居高不下，看到媽媽自己種植各種芽菜，非常有趣。而且媽媽曾說“芽菜不只好吃，而且健康又經濟。因此我想：要怎樣才能把芽菜栽培好呢？於是，我就和幾位有興趣的同學一起研究栽培芽菜的問題，並請老師指導我們。

潮間帶是一個海水來來去去的海邊環境，有時炎熱乾燥、有時又波濤洶湧，能在這樣環境生存的生物都非常奇特，我們利用半年多的時間，進行了二十幾次的日間觀察，及兩次夜間觀察，記錄到藻類、軟體動物、甲殼類、棘皮動物、刺細胞動物及數種魚類，另外還有數種小型生物，種類繁多。我們將這些生物的生存位置標示出來，正好可以做為學校進行海洋教育的重要教材。 我們也進行不同地區潮間帶的比較，發現八斗子公園的某些生物要比潮境公園的來的大些(黑鐘螺等)，有些種類數量也比較多(黑齒牡蠣等)。 大家喜歡在海邊活動，但也製造相當多的垃圾，這些垃圾已經對潮間帶環境與生態產生影響，為了讓這些生物可以持續生長下去，有必要提升大家的環保觀念。

大頭家蟻不僅能依靠合體後的方舟在南美洲的原棲息地中躲避洪水，還能遠距離遷移到其它地方。這強大的諾亞方舟是如何打造出來的？本次研究透過測試校園常見5種螞蟻，並從中找到類似的品種，台灣的螞蟻也可打造諾亞方舟!!經過實驗連續攝影技巧，可以清楚看見大頭家蟻掉落水後，會迅速的用自己的上顎和爪子緊緊勾住對方，從畫面上方看下去，密密麻麻的大頭家蟻，從中心擴散成一個圓盤形狀的面，就像葉子一樣漂浮在水，不但防水、彈性也其佳，這樣的過程，僅需要短短不到2分鐘就可完成。

蚜蟲以吸取植物的汁液為生，會阻礙植物的生長，並會傳播病毒。生命週期中，有兩種生殖方式：以卵生的方式產卵渡過寒冷的冬季，而以卵胎生且是孤雌生殖的方式，在夏季快速繁衍。若遇到族群密度太高、寄主植物水份含量太低等逆境時，雌蚜會產下有翅蚜蟲，以利乘風飛行到新環境，快速擴張蚜蟲的族群範圍。而蚜蟲與螞蟻行互利共生的美好生活，蚜蟲分泌蜜露可以提供螞蟻當作食物，而螞蟻保護蚜蟲和卵，雙方都有好處。但瓢蟲和草蛉的幼蟲卻是蚜蟲的天敵，會大量捕食蚜蟲，蚜蟲的族群也因此無法無限擴大。對人類來說，當蚜蟲開始危害作物時，必需藉由對蚜蟲的各項研究結果的瞭解，選用最適當的防治方法。我們可以用草蛉幼蟲當作生物防治方法中的天敵，以減少蚜蟲數量。

為了綠化校園，學校裡種植很多草皮。每天都需要澆很多的水，否則被太陽一照，草皮很容易就乾枯下垂。我們常在中庭和操場上活動，可是草皮如果常常被同學們踩踏，草皮就會長得不好，甚至會死亡，所以學校都禁止我們在草皮上面活動。這樣一來，我們活動的範圍就越來越小了。所以我們想要找出一種草皮，可以讓人在上面踩卻不容易死，不常澆水也能活得很久的。我們調查校園裡的草皮，選擇了校園裡原有種植的百慕達草、斗六草、地毯草，加上和校工伯伯推薦的假檢草，四種草來做耐旱和耐踐踏的實驗。我們的耐旱實驗是把草皮移植到花盆裡，照顧一陣子後，暫時停止澆水，觀察那一種草皮能活得最久。踐踏實驗是找體重為 45 公斤同學（這是健康中心所提供，全校六年級學生的平均體重），連續五天在草皮踏 500 次，觀察草皮被踐踏的情形和後來恢復的情況。自然老師曾經在上課時告訴我們「生物多樣性」原則，所以我們也想觀察那一種草皮裡出現的其他生物最多種。我們的實驗發現百慕達草是四種草中最具有耐旱性、耐踐踏性和生物多樣性的，獲得我們一致認同的「草地狀元」。

本研究探討銅、鐵、鋅、鉛、鎳重金屬逆境對南國田字草（Marsilea crenata）之影響，針對南國田字草睡眠運動的小葉開閉合角度及所需時間進行量化與質性分析。結果顯示，重金屬離子會延遲或縮短小葉開閉合所需時間；重金屬離子影響南國田字草之小葉夾角以鐵離子最為明顯。由實驗可發現南國田字草對重金屬離子皆有吸附性，對於水域環境之重金屬清除具有重要意義。隨著種植時間增加，南國田字草小葉開閉合角度差在重金屬離子濃度100 ppm以下多有上升趨勢；在100 ppm以上則出現下降趨勢。隨著濃度增加，可發現銅、鐵、鋅、鎳離子皆會使角度差出現下降趨勢。分析植株的生長狀況，可推估南國田字草對不同重金屬離子之耐受度，並藉以判斷重金屬離子影響植物生理時鐘之機制。