全國中小學科展

生物科

另類椰子的加工製品

檳榔在我從小的記憶裡,是再熟悉不過的東西——亭亭玉立的檳榔樹,圍繞住家四周,散發出淡淡清香??尤其是一些喜慶的場合,檳榔子更是親友們交際應酬的必備禮品。每次看到綠色黃金在眨眼間變成了紅紅的汁液,好像魔法一般??。老師說,那就是課本所提到的「化學變化」了,我覺得很有意思,到底這個顏色變化是怎麼產生的?還有,曾看過叔叔在嚼食檳榔時,邊吃花生米,結果吐出的汁液顏色卻沒那麼紅,不曉得是什麼原因?另外,檳榔裡頭所添加的成分對人體會有什麼影響?有沒有方法可以驗證課本裡頭的知識?經過和老師的商量,訪問了檳榔的相關業者,便開始了一連串的探究活動。

螞蟻築橋真神奇

當我們看見許多小黃家蟻忙著搬運餅乾碎屑,排著隊,很有順序的往巢穴走;在無意中看見小黃家蟻的路上有一小段空隙,很多小黃家蟻聚集在一起,有點亂,有的不敢過去,走回起點;有些小黃家蟻很勇敢,一次一次的堆在一起,於是我們設計空隙實驗,觀察小黃家蟻會怎樣行動。 首先從觀察小黃家蟻頭部的觸角和胸部的前、中、後腳的構造,來探索和運動築橋功能的相關性。 其次觀察小黃家蟻遇到路上的間隙不同及路面角度不同時,如何築橋回家。 結果發現:小黃家蟻走在木片的間隙時是非常小心的,牠們會利用身體的構造去適應路上的環境,而且利用巧妙的方法,合作的方式,以身體為橋,溝通間隙之間的道路,最後使全部的小黃家蟻都能通過有間隙的橋梁。

生物圈101 號—無動力掌中缸之研究

本研究主要目的在於建立一個長久穩定的小型水族生態系(掌中缸),由於掌中缸內並沒有過濾與加溫系統,比一般水族箱生態系更為脆弱,所以我們特別針對水質、水草、光線、換水、缸中生物、藻類等問題進行研究。實驗過程有以下幾點重要心得與發現:日曬法為最省錢與最快速去除自來水中氯氣的方法;新建立魚缸內的必須要40天以上才能建立起一個完整的生物分解系統,而且消除亞硝酸所耗的時間遠高於消除氨所耗的時間,但系統內的硝化細菌仍然無法有效去除水中的硝酸鹽類,所以必須仰賴換水稀釋與種植水草吸收;含有電氣石成分的奈米陶瓷粒比生化陶瓷與水草砂更能附著硝化細菌;水蘊草、金魚草此類成長快速的優勢水草,光合作用最為激烈,能有效降低NO2 、NO3-濃度與增加DO值,更能抑制藻類蔓延,且種植面積越大,效果越好,但其缺點是吸收過多水中的CO2,造成PH值上升,KH大幅下降,形成生物脫鈣作用 ( Biogenic decalcification ) ;照射太陽光雖然對水草生長有極大幫助,但易造成藻類蔓延與黑殼蝦死亡,因此每日斜射4小時最佳;最佳的換水方式為每週換水1/3;本實驗也針對數種水中生物進行耗氧量、對氨與溫差變化耐受力測試,找出最適合生存在掌中缸的生物;生物除藻為掌中缸最佳的除藻方式。在累積許多實驗心得與結果後,本實驗也針對密閉的生態球與加入自製二氧化碳系統進行探討與研究。

金門西南濱海地區待霄花〈OenotheradrumnodiiHook〉的族群分布與型態適應之觀察

待宵花(Oenothera drumnondii Hook)屬於柳葉菜科(Onagraceae)、月見草屬(Oenothera)的植物,原產於北美洲,是金門的「歸化植物」。本項研究自 90 年 6 月至 91 年 5 月,就金門西南濱海地區待宵花族群分布及變化、生長環境與其形態上的適應進行調查。發現待宵花生長在海濱沙丘,其主要族群分布地有六處,以湖下海堤內的族群最大。族群密度在六月達最高峰,而在十二月時最小。4?8 月是待宵花盛開的月份,而 12?2 月則極少開花。待宵花對海濱沙地的生長環境適應性很強,經觀察發現它們以其植物體多種特殊的形態與構造生長在乾旱的沙地上,在金門海濱沙地少有植物可與它們競爭。

白花水龍的形態與適應

暑假期間,我們到成大生物館參觀,在水池中看到漂浮在水面上開著白花,又長了很多白色根的水生植物,老師說:「那是柳葉菜科的水龍」。奇怪!柳葉菜科的植物,應該是溼地植物,然而水龍卻生長在水面,是什麼因素使它能在這種環境中成長?或是因為偶然的因素,長在這種環境中?引起我們的興趣,而決定做進一步的探討。

海洋塑食文化

海洋廢棄物無所不在,有大有小,其中一部份被生物吃了進去。家鄉的魚也無法倖免,本研究發現50%的魚腸胃樣本中有塑膠的蹤跡,纖維狀有75%、片狀有12.5%、顆粒狀有12.5%,這些塑膠都屬於微粒,要用顯微鏡放大觀察。本研究在魚腸胃中無發現肉眼可以輕易辨別的人造垃圾。

獨居蜂hostel?-獨居蜂人工巢室最佳化

獨居蜂是一種沒有社會性行為的蜜蜂,多樣性高但豐富度逐年遞減。市面上已出現了許多提供獨居蜂居住的人工巢室,然而實際效果未知,於是我們利用隨手可得的竹子與木板探討自製獨居蜂旅館的可能。野外觀察結果顯示,獨居蜂偏好入住於竹管、內徑0.7~1.0cm、深度18~26cm、離地高度80~140cm、背陽、靠巢室邊緣等,我們也發現獨居蜂築假巢的行為,真假巢的比例約為1:1。接著將各項觀察結果做成實際的最佳化獨居蜂人工巢室,與市售的獨居蜂旅館放置在實驗樣點一個月。在野外樣點中,自製的獨居蜂人工巢室六角形與星形築巢率分別為33%和47%。此研究結果證實了獨居蜂人工巢室的最佳化條件有助提高使用比例,將對獨居蜂保育與研究提供基礎且重要的參考資料。

東興地區\n─莫氏樹蛙生殖行為調查研究

去年三月份,母親在居家的蓄水池壁上,撿到了一團類似肥皂泡沫的東西,當時我並未特別注意。大約過了五天後,放在水族箱中的肥皂泡沫,竟然有小生物在嚅動,仔細一看,好像是蝌蚪,興奮地拿給老師看,老師說:「是莫氏樹蛙!」;並鼓勵我做莫氏樹蛙生殖行為的研究。於是我夥同了東峰、彩玉,將我家鄉?東興地區的莫氏樹蛙做了一年的生殖行為調查研究。

蝴蝶農場的負荷量

我們這次實驗的蝴蝶是大白斑蝶,這是台灣斑蝶類中最大型的種類,翅膀白底上有點點黑斑。色彩不鮮豔,翅膀形狀又很平凡,牠有數一數二的個體生態美。大白斑蝶在本區數量相當多,一年四季都可以看到牠們緩慢飛行,不怕人接近,而且翅膀廣大,便可以讓學生近距離欣賞,牠們能夠輕易的展開飛行,也能在高空平放翅膀,就像滑翔機在天空漂浮迴轉,看到花就迫不及待的衝下來吸花蜜,敏捷的小朋友可以趁機伸手摸他,因此當地人都稱牠〝大傻瓜蝶〞只分佈在台灣南北端及蘭嶼、綠島。

溼地蜻蛉知多少?

本研究經一年多努力調查鳥松溼地,發現蜻蛉目中均翅亞目有一科 2 種及不均翅亞目有三科 14 種。過程中先了解蜻蜓生理構造外,再完成霜白蜻蜓生活史。不僅發現飛行領域明顯,且停棲時其翅膀及腹部角度都會隨著光照強度而改變。蜻蛉目稚蟲鑑定以蜻蜓稚蟲為限;鑑定特徵以下唇口器、觸角、跗節、腹部的側棘數、背棘數等外部型態為主,完成不均翅亞目中 4 科 9 種的簡易分類圖及檢索表,並比較靜水域與流水域中的蜻蜓水蠆其呼吸器官差異,發現除粗鉤春蜓為鰓狀形直腸鰓外,其餘多屬重複形直腸鰓,直腸鰓數目共 6 列,且鰓瓣形狀可分圓、尖細及羽狀形三種。進行蜻蛉分類後,發現在第一、二冊(光復版)自然與生活科技的課本中均有錯誤,第一冊第 143 頁,圖 5-11 應是豆娘水蠆,並非蜻蜓水蠆;第二冊第 13 頁,圖 1-8 也有誤,非由雄性將精子送至雌體內,而是雌蜻蛉將尾部移至雄蜻蛉第二腹節進行交尾。因時間有限,所獲水蠆種類雖不多,但在九種水蠆中,除勾蜓科外就擁有四科,實屬不易,故水蠆雖少,但不均翅目均俱全。