生物科

為何葉片顏色會有深有淺呢？為瞭解光照與葉片葉綠素含量的關係，利用自製比色計，分析葉綠素萃取液。本研究開發酒精冷萃取法，藉此取代課本的酒精熱萃取法可能造成葉綠素成分破壞進而影響分析結果。酒精冷萃取法還能處理大量樣本，並解決因榕樹葉片角質層較厚而不易萃取的問題。 結果顯示，光照強度會影響榕樹成熟葉之葉綠素含量，光照充足而弱光時葉綠素含量會較高。光照不足時，葉綠素含量則會先增再減；此變化係因海綿組織光照不足所致。無光時，葉綠素含量也會先增再減，甚至到35天時葉片黃化、落葉，落葉前測得葉綠素含量低至遮光前的22.59%。 另外經酒精冷萃取法萃取後的葉錠亦可進行光合作用產物─澱粉測試，實驗結果與酒精熱萃取法的結果相符。

本年度生物科之參展作品水準，比往年進步，如百分之八十之作品均以電腦做成，內容整齊，研究水準，也比往年提昇，特別對國內特有題材之探討，如質物相剋、蟑螂之研究，對本土文化之提升有助益。但仍待加強的地方，如圖、表之表示；內容重點之提示等仍待加強。有些著作，已有初步結果，具創新性，可供將來繼續研究、發揮光大。

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。

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。

我家對面有一座小公園，每當我到公園玩時，都會看到一些灰色的小蝴蝶在公園裡翩翩起舞，後來也在許多地方發現這種小灰蝶的蹤影。 為了對牠的行為及生長情形有深刻的認識，於是我們在老師指導下，以三年的時間，利用課餘及閒暇時間從事小灰蝶一連串的觀察與研究工作。

石蚌適於生存pH6到7，泥或細砂質底床的環境，而我們探究牠的生存限制，實驗顯示最適合石蚌生長的溫度為15到30度，能將水質從酸性調節成中性。石蚌有特殊的光影避敵行為，於光影實驗得知石蚌會對光突然產生的陰影有所反應，研判是為避敵行為之反應。在石蚌的棲息環境中，附著性藻類的數量較少，而實驗中石蚌可有效地把透光率低的水體淨化，提升水中的透光率，使水變得清澈。

新世紀的疾病「癌症」在國內外十大死因中居高不下，而目前的冶療方法效果不顯著且常造成人體其它組織的傷害，這是個棘手問題，人們住往聞之色變；若是能找到種方法，能有效殺死癌細胞而不對正常細胞造成傷害，將十分有益於癌症的治療。 有鑑於此，我們希望藉由計畫性細胞死亡的方式，結台免疫的知識，達到上述的目的。記得在雜誌上看過，近年來發現了一個 TRAIL ﹝ TNF ( Tumor Necrosis Factor ) Related Apoptosis Inducing Ligand﹞ 分子，可以導致細胞的「計畫性死亡 ( apoptosis ，或稱作細胞凋亡 )」 ，且對於腫瘤細胞特別敏感；而「計畫性死亡」的特徵乃 (1)核皺縮 (2) DNA 斷裂 (3)細胞萎縮而不破裂，相較於另一種死亡（ Necrosis ，壞死）的死亡方式來說， Apoptosis 不會造成人體過度的發炎反應，十分符合我們的條件。 基於這些原因，我們便想培養小同的人類腫瘤細胞株，測試 TRAIL 對其造成計畫性細胞死亡的敏感度，以作為日後癌症治療研究發展的基礎；並進一步以 RT - PCR 方式定性分析各種腫瘤細胞株中 TRAIL 及TRAIL 受體的表現情形，並和人類正常細胞作一個比較，以了解人類腫瘤細胞株對於 TRAIL的敏感度和其 TRAIL及 TRAIL受體的表現之間的關係。

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。

香蕉葉葉大且裂多，欲探討裂因及裂開對植株的影響，透過長期追蹤觀察發現：破裂是外力和葉結構作用的結果，生長過程中，葉面積增加，造成葉面上有大波浪區塊，葉脈與中肋夾角大且向外擴張，加上空腔結構，當風、雨施加外力時，各區受力不均，於區塊交接處造成破裂，再者由於葉柄因纖維老化與重力拉扯，導致逐漸下垂，故老、中、新葉破裂情形不盡相同。而葉子一旦破裂，水分散失使葉子重量減輕、面積變小、擺幅變大，越破越多。許多熱帶樹種，以大葉行光合作用並散熱，但葉大易使植株被吹倒，很多種類都具有複葉型態，而香蕉葉以裂開減少風阻，研究發現裂開不影響光合與蒸散作用，裂開處有單寧可防蟲害，因此香蕉葉裂開的型態有助於適應熱帶生存。

去年，本校舉行校外教學，當我們路過學校附近的菜園時，看到許許多多的白色的蝴蝶在菜叢中飛翔，同學們都不禁的說：「啊！好漂亮的蝴蝶唷！」。就在這個時候，突然間，看到一位種田的老太太，手拿著一支竹掃把，氣急敗壞的衝向菜田，一面追打那些漂亮的蝴蝶，一面還大聲的么喝、咒罵「要死！要死！ 還不趕快給我走開！！」。看到這般殺風景的一幕，我們不禁懊惱追問這位老太太，為什麼要趕走這些美麗的蝴蝶呢？她面色惱怒的回答說，「哼！什麼美麗的蝴蝶 l 它們是一群魔鬼 l 把我種的菜都吃光光了！！」。我們不禁好奇的問老師，這是真的嗎？老師笑著對我們說「學校不是正在上自然課嗎？我們不妨就把這些白色的蝴蝶作為觀察的對象，好好的加以觀察與研究，有不明白的地方我們再去請教專家」。於是，我們就在老師的指導下，對這些白色的蝴蝶做了一系列的觀察與研究。