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生物科

探討綠豆水抑制黴菌之效果與應用

綠豆在生長時會分泌抑制黴菌生長的物質,當溫度在22°C~25°C之間時,大約在開始生長後的2~3天就會開始分泌,在120 mL的水中放入120顆綠豆並泡3天的綠豆水中,而當溫度在25°C~29°C之間時,大約在開始生長後2天內就會開始分泌,在120 mL的水中放入240顆綠豆並泡3天的綠豆水中時抑菌效果最好。經過實驗的分析後,泡綠豆水中含有多種可抑制黴菌生長的蛋白質,其中主要的抑菌蛋白質的分子量在30 kD~50 kD及50 kD~100 kD 之間。經過電泳分析後綠豆水中至少有11種可能的蛋白質,分子量從約35 kD到超過170 kD,所以之後我們取分子量大於10 kD的綠豆水,並將其冷凍乾燥後,探討生活中的應用。

長腳捷蟻~迅速如雷的侵略者

長腳捷蟻的食性研究發現,液態食物中,對蜂蜜及果糖的喜好度最高,每隻約停留17 至18 分鐘;而在固態食物裡,以新鮮的果蠅屍體最為愛好,在放下食物時,3秒內,就將一隻果蠅屍體搬走。接著探討其攻擊行為中發現,在狹小空間,因為容易發現侵入種,也更能準確的噴灑蟻酸,導致對方死亡,致死率很高,特別是針對體型相近的大黑山蟻,會以最大量的族群數展開攻擊。最後,在翻巢實驗中,當外在因素干擾穩定巢穴時,工蟻除了迅速將卵、幼蟲及蛹搬離外,更有多數的工蟻進行混淆,干擾天敵發現卵、幼蟲及蛹的機會,這些行為皆表現出對幼體的保護以求族群的延續;實驗期間我們在偶然中,也發現長腳捷蟻為多蟻后形態,且每隻蟻后皆擁有可生產的地位。

台灣矛巨山蟻職蟻的跳躍及滑翔能力之行為研究

「跳躍」是生物界很重要的運動方式,跳躍行為在螞蟻物種中很罕見,300 屬螞蟻中只有4個屬能用腿部跳躍,台灣過去並沒有螞蟻跳躍記載的文獻。本研究記錄台灣特有亞種「矛巨山蟻」職蟻之跳躍的與滑翔動作行為,像是跳前觀察以及跳躍形式,並且觀察其空中動作,包括肢體動作,身體是否具有校正的能力,並利用風洞觀察其空中滑翔姿態,證明其具有「定向空中降落」的滑翔能力。探討引發矛巨山蟻跳躍之原因,像是逃離困境等,並對矛巨山蟻腿部構造進行分析,與其他螞蟻作比對,找出更多本土的跳躍蟻種。最後用高速攝影拍攝起跳的動作,估算其跳躍力學,與國外的碩眼山蟻跳躍文獻做比較,找出螞蟻跳躍的出力與速度,並且使用電腦分析軟體分析其跳躍能力。

倒地鈴

倒地鈴,一至二年生的植物,無患子科。那鼓鼓的苞子,裡面所含的氣體成分,更是令我們十分好奇,所以我們開始研究。先從播種開始,經過我們一再的實驗,發現:將種皮磨破的方式最能使它加速發芽。而苞內氣體成分的實驗,則是參考理化課本來進行,如下實驗:一、點燃線香測量氧氣,二、利用澄清石灰水測量二氧化碳,三、利用溴的四氯化碳溶液測量乙烯,結果以上 3 個實驗都無明顯的反應。最後,我們大膽地推測苞內氣體是為空氣,所以做了鋼絲絨氧化實驗,結果:苞內氣體和空氣反應幾乎相同。我們使用顯微鏡及在苞子表面上塗上凡士林,分為部分塗、全部塗,結果全部塗的苞子幾天後便壞死,但部分塗的苞子還能繼續生長,並觀察它的結構及氣體如何進入苞內。發現苞子的結構外而內大概是網狀組織→表皮及保衛細胞→ 網狀組織,結構很緻密,而氣體可能由苞子的表面進入苞內,所以苞內的氣體可能為空氣,空氣逐漸進入苞內,使苞子逐漸撐大,成了現在的樣子。

蜂攻「唯」葉-火炭母草葉蜂(Argidae sp.)觀察研究

本研究做了約兩年。研究以室內飼養觀察火炭母草葉蜂為主,也進行野外觀察。研究牠的生活史及天敵(主要是寄生蜂),建立生活史的基本資料,供往後昆蟲教學及鄉土教材使用。所得成果如下:一、新北市新店地區的火炭母草葉蜂一年約有6個世代。二、卵的發育關鍵因素是在卵周圍是否接觸水分。三、幼蟲頭殼直徑會隨齡別增加而增長,較具有代表性。四、氣溫會影響蛹期變化,成相反的趨勢,且有以蛹的方式度冬的現象。五、成蟲具有多次交配的生殖行為。六、火炭母草葉蜂成蟲有不同的色型,會隨季節而有體色轉變的現象。七、天敵有蜘蛛、螞蟻、寄生蠅及寄生蜂。八、寄生蜂會寄生各齡的火炭母草葉蜂幼蟲,明顯會影響火炭母草葉蜂的族群生長。

探討毛毯曝曬時間與塵?量之關係

本研究的設計重點,在找出陽光曝曬時間與塵?減量之關係。由數據得知,在對照組中完全不接受曝曬的每張毛毯塵?數平均為12561.1隻,經過一天8小時的曝曬後減少至平均1004.9隻。塵?於灰塵中族群密度經一天8小時的曝曬後,由每公克6181.4隻降低至每公克534.5隻,已低於行政院環保署公佈的最低致敏量(1000隻塵? / 每公克家塵以下)。因此藉此實驗,可提供一般家庭棉被、毛毯、等寢具的建議曝曬時間,於春天約為晴天8小時,冬天約為晴天兩天16小時,夏天與秋天可少於晴天8小時。

窗台綠光~無臭堆肥發酵緩衝劑對無底洞植栽的探討

為建立窗台文化與淨化環境,解決土壤嚴重惡化、氣候暖化、能源短缺的問題,我們想到研發落葉或果皮菇類等廚餘,培養為「有機無臭堆肥」,解決肥堆缺氧問題與對有機酸的緩衝作用,提供養份讓肥堆蓬鬆透氣與微生物有良好的生長環境;使用無底洞植栽法,栽種蔬果花卉於窗台或陽台上,既可達到省水減碳有效率的功能與盆底無淤水污泥,又可防止滋生蚊蟻蟲害,淨化空氣解決溫室問題; 從育苗到設計無底洞植栽到驗證廚餘產生的營養素足夠培養有機土壤,讓「聖運小蕃茄」快速開花結果;並且做生質能發酵酒精測試,發現成效異常良好,遠遠超過我們原本的預期,符合鐵窗變綠窗的簡易設施,使作物生長旺盛,產物質量增加。

〝誰〞抵擋陽光的能力最強?

校園內有許多不同種類的樹,它們葉片的大小、厚薄、形狀與顏色都不同,我們做了一連串完整的實驗與分析,從實驗結果推論出校園中抵擋陽光能力最強的樹葉,另外也用不同樹木的綠葉與枯葉做比較,討論樹葉抵擋陽光能力的因素。我們的方法是以不同的樹葉來遮蔽陽光,測量在它的遮蔽下,每單位時間內溫度的變化。本實驗發現葉片的顏色越深、越厚,它抵擋陽光的能力也越強。

發現〝真象〞~姬緣椿象的行為和生殖研究--發現本土種和入侵種的交互作用

本土種大紅姬緣椿象和2012年南部新紀錄外來種中南美洲紅肩美姬緣椿象,都以台灣欒樹蒴果為主食。野外觀察36次記錄560隻、飼養4組160隻椿象,發現多分布欒樹主幹和枯葉量(躲藏、停棲)、欒樹種子量(食物)成正比。晴天(45000-48000Lux)高溫(30.38℃)低濕(40-60%)最多,行為依序為爬行、靜止和吸食;飛行、交配和產卵僅在晴天,陰雨天無明顯動態。調查27次確認兩種椿象校園共域生活,紅肩美姬緣椿象佔50-100%。觀察杯飼養26組36對椿象做交互實驗,發現混養組兩種椿象均比單獨養多產1.8~2倍卵,各齡期發育時間縮短1/3~1/2,孵化率和交配天數下降10%。實驗和野外調查顯示入侵種紅肩美姬緣椿象有較高生殖力、子代數和存活率,在環境變遷和全球暖化中具優勢競爭力,將嚴重影響本土種姬緣椿象。

斷尾求生-大花咸豐草生存密技之探討

大花咸豐草在拔除時非常容易斷裂,無法連根除去,之後便快速重生蔓延,我們懷疑大花咸豐草很類似蜥蜴的斷尾求生。 本研究以假刺莧與龍葵做比較,進行莖拉斷力測試與再生能力實驗;以各種藥劑或實驗,使用顯微鏡觀察莖橫剖面與外皮。研究發現,方型莖內不連續不均勻的厚壁細胞與木質素使受應力不平均;分布於莖角落的厚角細胞使缺少彈性;完整明確的輸導組織增加支持力與硬度;莖節處橫向木質化纖維與不連續縱向纖維,使容易在莖節處斷裂;緊貼表皮的含木質素的輸導組織韌皮纖維團使表皮堅硬。此五點為大花咸豐草的斷枝機制。並發現大花咸豐草在演化上有木本植物的特性。這種以退為進,類似動物斷尾求生的斷枝方式,為大花咸豐草的生存密技。