生物(生命科學)科

本科展作品以稻田中採集、經過純培養後的擬同形蚤為研究對象。探討擬同形蚤體長和年齡之間的關係，並設計不同年齡層擬同形蚤對台東常用的稻用農藥----丁基加保伏48.34 ％乳劑之半致死濃度〈LC50〉，以及體長相近、帶卵與否個體對此農藥耐受性的差異。此外，針對台東著名產稻地的稻田水蚤種類做野外實察。

蜘蛛一直被許多人所懼怕，大部分人一見到蜘蛛，第一動作便是找東西將其打死，其實，蜘蛛不僅吃蚊子、蟑螂等會傳染疾病之昆蟲，蜘蛛絲還有高度的韌性、延展性高等優點，實在值得人們好好去利用。可惜，由於蜘蛛絲目前無法大量取得，因此無法利用作為商業用途。從生物的角度來看，如果可以改變蜘蛛的生活環境，進而使其蜘蛛絲產生改變。本實驗利用兩個因素改變蜘蛛的生活環境：(一)不同的可見色光照射後對蜘蛛所織的絲的影響。(二)不同光度大小的白光照射後對蜘蛛所織的網的影響。研究的結果發現：可見色光的種類、波長及能量的大小，光度大小可能是改變蜘蛛絲粗細、蜘蛛網疏密的因素。

果蠅是日常生活中可時常觀察到的生物，而參考前人的報告結果可知，果蠅具有辨識嗅覺以及對嗅覺產生學習記憶的能力。本次實驗的目的，是想探討果蠅經過嗅覺學習行為之後，可分辨不同氣味的最低濃度為何濃度，以得到果蠅可以感受到的氣味臨界濃度；並且利用高溫或是電壓刺激以產生的嗅覺記憶，比較其能夠分辨的最低濃度是否會有差異。我們利用自製的果蠅嗅覺選擇器進行實驗，當以高溫作為處罰，測量果蠅在面臨不同濃度(1M~10-4M)的蔗糖溶液以及固定濃度(0.001N)的醋酸溶液時，發現果蠅起碼能夠感受到10-3M 蔗糖溶液並產生學習記憶行為；而以電壓作為處罰，果蠅可分辨蔗糖的最低濃度下降到10-4M。因此我們發現，果蠅在強烈的處罰之下，比溫和的處罰能分辨出更低的蔗糖的最低濃度。

高中生命科學的課程中，提到了植物激素對於植物各個部份的影響，原本只是書上的理論，偶然間發現一盆奇特的植物──落地生根，想了解植物生長過程中，是否存在不同濃度的植物激素，便開啟了此次實驗的工作。在經過種子消毒、製備萃取液等步驟後，將培養皿放入溫度、濕度一定且無光照的生長箱中，經過多天的生長後，將幼苗不同部位生長的情形分別紀錄下來，並以不同時期、不同濃度的落地生根萃取液對不同植物之不同部位產生的影響進行討論並歸納出哪一個時期的葉片萃取物影響種子萌發及幼苗生長最大。

本研究以心電圖(Electrocardiogram,ECG)與心臟影像分析(Imageanalysis)法，探討美洲蟑螂體位改變前、後對其心臟生理活動的影響。當頭朝上立起時，血淋巴受重力影響而不易搏出，此時心跳率增加，進而增加心輸出量；減少心臟收縮時間，同時心搏量不變，增加血淋巴單次搏出流度。頭朝下立起時，淋巴受重力影響而更易流向頭部，此時心搏量減少，進而減少心輸出量；增加心臟收縮時間，同時心搏量下降，減少血淋巴單次搏出流度，以維持血淋巴循環的恆定。我們亦發現相對於心電圖記錄，影像分析法可收集較多數據，亦不傷害蟲體。比較文獻可知姿勢改變後，人體(閉鎖式循環系統)主要透過動脈收縮以調節血壓，蟑螂(開放式循環系統)主要改變心博活動以維持血淋巴循環的恆定。

經前人實驗研究已知在大腸桿菌內表現的口蹄疫病毒（FMDV）鞘蛋白 VP1，能在老鼠及人類的癌細胞內引起細胞凋亡（apoptosis），並且活化老鼠的巨噬細胞。本實驗利用 RNA 干擾（RNA interference）技術成功抑制人類乳癌細胞 T-47D 膜上插入蛋白 integrin β1 的基因表現，經由細胞活性的測試，發現不表現 integrin β1 的細胞在經 VP1處理過後，存活率會提高；綜合前人研究，推知 VP1 在 T-47D 內的訊息傳導路徑，可能是先藉由與細胞膜表面的 integrin 結合，接著抑制下游蛋白 Akt 的活性，最後啟動細胞凋亡的機制。而在老鼠巨噬細胞 RAW264.7 中，VP1 會使 pAkt 的表現量增加，故推測 VP1 在 RAW264.7中造成的細胞凋亡，可能不是經由抑制 Akt 的路徑。另由反轉錄聚合?連鎖反應（RT-PCR）偵測 VP1 與巨噬細胞中細胞激素（cytokine）釋放的實驗發現，VP1 可在老鼠巨噬細胞 J744A 和 RAW264.7 中引發 interleukin-1α、interleukin-1β、interleukin-6 以及 interleukin-12 等介白素的釋放，具有免疫方面的生理意義。

此作品分成兩部分：在鬼影部分，我們發現鬼影方形與交會處邊長比例越小、方形個數越多，鬼影現象越明顯；加上白色圓點後，會產生完整且圓形的鬼影；改變背景顏色後，鬼影顏色的深淺會隨著背景明度改變，但如果改成白色方格，則產生不明顯的鬼影；方形改為三角形只有一銳角能造成側抑制，而能造成的側抑制又很薄弱，只能微弱的看到模糊的鬼影。旋轉蛇是否旋轉跟顏色轉變的灰階值有一定的關係，旋轉方向則是以明度低到明度高的方向進行旋轉，如拿原圖與單一圓圈作比較，原圖屬於多中心圖形，較不易持續觀看同一點，所以會造成眼睛自動掃描整張圖片，因而造成旋轉現象極明顯，但單一圓圈如不加輔助點，眼睛自動會朝圖形中央看，因此圖形幾乎不旋轉。

植物受逆境時常釋出VOCs (Volatile organic compounds)。本研究首度發現一種VOC-月桂烯(myrcene)可抑制水稻芽鞘之去白化現象(de-etiolation)。研究發現水稻在月桂烯處理下去白化現象受抑制，是因葉綠素合成相關基因ACSF被抑制所致。同時有一些參與光合作用光反應、 碳反應基因表現也有受影響。月桂烯影響光合作用相關基因，有三種不同類型：一、黑暗下基因產物幾乎不表現，照光後才累積，累積量受月桂烯抑制，如RCA、 ISP、G3PD；二、在暗處下基因產物之累積就被月桂烯大量抑制，如ACSF，ATPS；三、黑暗下基因產物之累積受月桂烯抑制，同時月桂烯抑制照光後光誘發基因累積速率，如FNR。由基因產物累積量推測轉錄因子MYB-TF1參與月桂烯抑制去白化現象，且推測RCA、ISP、G3PD為其下游基因。VOCs含天然毒素，可抑制附近植物生長，可為天然農藥。

我們在環境較潮濕的郊外崖壁發現了具有孢芽杯的蘚類植物，激發我們深入研究蘚類孢芽生殖的機制，並根據其生長環境，我們設計了改變溼度及坡度的實驗。在溼度不同的環境下，發現潮濕組的地錢其孢芽彈出百分比以及孢芽杯的生長密度均較乾燥組高。因此當環境變的較為乾燥時，蘚類除了行孢芽生殖外，也會生長生殖托以行有性生殖。在孢芽杯內，我們發現孢芽有大小之分，經測量後證實外層孢芽平均大小較內層孢芽大，且潮濕組外層孢芽較乾燥組大。另外在改變坡度的實驗中，我們發現在坡度 75°下的孢芽杯，孢芽彈出百分比最高，因此證實了野外勘察時所測量到的 65°至 80°為最適合蘚類行孢芽生殖的坡度。

為了要了解麵包蟲食用保利龍及 PE(保鮮膜)的情形，我們自 2006 年 2 月至 6 月做了以下的實驗，將自商家買來的麵包蟲分為四組，每組 40 克，各組分別餵食老鼠飼料、PS(保利龍)、PE(保鮮膜)，以及完全不餵食的對照組，每天中午紀錄其幼蟲重量，蛻變為蛹及蛹變為成蟲的情形，另外，也檢測其消化速率、消化道的 pH ?及糞便中的內含物。結果發現餵食保利龍及 PE 的消化時間較久，腸胃道的 pH 值也與吃老鼠飼料組的略為不同，較偏鹼性；在幼蟲的總重量方面，總重減少的情形類似對照組，顯示其應該無法自保利龍及 PE 中獲得攝食能量，而且在糞便的分析中發現，吃保利龍組的糞便中已無原來的保利龍，可見麵包蟲是可以消化掉保利龍，但如何消化？轉變為何物？則需進一步探討。