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最佳團隊合作獎

瘋流蘊試—水蘊草的細胞質流機制初探

細胞質流(cytoplasmic streaming)的機制,目前通常被認為是藉由ATP提供能量,使肌動蛋白分子連接胞器而沿著細胞骨架移動,並以此促進相鄰的兩個細胞透過原生質絲(plasmodesmata)交換物質。本研究建立水蘊草(Egeria densa)之細胞質流流速的觀察及測量方法,並以能量的角度去探討其機制層面。我們發現當光度小於1000 lux時,細胞質流流速及淨光合作用速率具有高度正相關。硝酸鎳能明顯促進細胞質流流速及淨光合作用速率,而40℃、pH1、pH13、硝酸汞、4℃一天能使細胞質流停止。

Sinker的秘密

我們因被伸卡球吸引著,而開始這次的研究,它的偏向原理,可由翰林版自然與生活科\r 技第五冊9-1 節的白努利原理解釋,首先我們從影片中分析王建民的投球動作、風格及各種\r 球路的特性,我們也量出球體的偏向距離,並估算出偏向力的大小,接著進行了下列三個研\r 究。一是球體旋轉方向和飛行偏向的關係,我們將球體和小馬達結合,並固定在彈簧上,讓\r 旋轉球體在有風流動的風洞中,即可看出球體的偏向。二是簡易發球器的製作,我們利用波\r 蜜果菜汁鐵罐、強力馬達及轉盤,讓快速旋轉的轉盤摩擦保麗龍球體的邊緣,球體可以快速\r 飛行並旋轉著,改變旋轉方向的角度,即可模擬各種球路。三是偏向力的測量,我們利用風\r 洞、電子秤、棒球和強力馬達結合及鐵架,可以找到偏向力的大小和風速及球體旋轉速度有\r 關,最後用得到的數據進行伸卡球進壘位置的分析。

螞蟻世界大不同-校園內螞蟻的種類與生態習性研究

本研究主要是要探究校園中各種品種螞蟻的生態習性,研究中選擇了校園中四種不同品種的螞蟻做為研究對象,而整個研究分為觀察與實驗兩大部分。根據初步的觀察結果顯示,校園中的四種螞蟻有相當大的可能性是懸巢舉尾蟻、小黃家蟻、花居單家蟻、以及小黑蟻。四種螞蟻的外型特徵差異明顯,在辨認時都有一定技巧,尤其是小黃家蟻和花居單家蟻在體型上較為類似,因此可以透過頭胸腹三部分的顏色差異進行辨別。而懸巢舉尾蟻和小黃家蟻在覓食時,都會排成整整齊齊的隊伍;懸巢舉尾蟻及小黑蟻的活動範圍較廣,可是小黃家蟻及花居單家蟻就只會在巢穴周圍活動;另外,觀察中也發現每一種螞蟻築巢的方式都不一樣,但大多數螞蟻都能利用附近環境的資源,展現出螞蟻的特殊智慧。另外,在實驗部分的研究結果發現:四種螞蟻的觸角在碰到酸性(檸檬酸)和鹼性水溶液(小蘇打)時,都會出現明顯且激烈的撥動觸角與躲避的反應動作,並且減低了螞蟻與同伴間的觸角觸碰頻率;而懸巢舉尾蟻在發現食物被搬移成懸空時,如果高度是在約自己的兩倍體型身長以下時,懸巢舉尾蟻會透過合作的方式取得食物,但高過一定高度時,懸巢舉尾蟻便會放棄繼續覓食;另外,研究發現並不是每一種螞蟻一遇到異種螞蟻就會互相攻擊,只有小黃家蟻和花居單家蟻一碰面就會互相攻擊,而懸巢舉尾蟻和小黑蟻則不會有和異種螞蟻相互攻擊的行為。

真能落得輕鬆嗎?

物體自高處落下真能落得輕鬆嗎?實驗發現鋼珠從高處落下時,其墜落時的瞬間速度會加快,除了重力外,還受到周圍環境(氣體或液體)所造成的阻力影響;而物體著地時瞬間衝撞力會受到物體質量、墜落速度變化及地板材質影響;此外,高空墜蛋實驗瞭解到氣泡布、黏度高的花生醬及果醬能有效保護雞蛋不破損,而以米當包裝材料、以鹽當承接物來保護蛋也能達到較好的保護效果;觀察人偶墜落時,頭部的加速運動及軀幹質量都會影響頭部撞擊地面的受力,下肢墜地時會受到地面摩擦力而影響頭部撞擊地面的時間,頭部提早觸地將使頭部傷害指數升高。

起「酵」工廠--優格培養與離水性觀察的研究

在五下自然「微生物的世界」的單元,我們知道「微生物」的種類相當多,而且對於人類生活具有相當的多且重要的影響。而優格醱酵與保存過程中會有離水現象,是優格不穩定現象的表徵之一,因此我們決定藉由設計實驗,觀察「優格的醱酵作用」及記錄自製優格的「離水性」(乳清)及PH 變化,以瞭解的微妙關係和變化。經過一系列的實驗,我們發現1.高脂鮮奶植入AB 優酪乳為菌種進行醱酵的優格離水量最穩定。2. 植菌溫度以 40~50℃間為佳,且不宜過度攪拌。3. 以沖泡牛奶製優格,離水量為0。可能與奶粉出廠前即已經過安定程序處理有相關性,值得再深入研究。4. 於培養醱酵過程中,發現離水量與PH 值呈負相關。5.用豆漿為醱酵原料之成本較低,但是需加入砂糖、奶粉,方能使醱酵速度較快,PH 值變化較理想。

從天秤 — 布拉萬看藤原效應與怪颱的關係

西北太平洋颱風形成後,影響其路徑的因素包括:太平洋副熱帶高壓的外圍環流、鋒面系統、其他熱帶低壓、高空西風氣流的位置、及陸地高山地形等。其中,與其他熱帶低壓之間的交互作用會產生「藤原效應」,往往導致颱風移動方向及速度的改變,其移動路徑也經常變化莫測、飄忽不定,令颱風預報人員傷神,令政府大小官員緊張莫名,也令防颱、救難人員繃緊神經,百姓更是盯著電視、電腦,關心颱風動態、關心災情、關心菜價、關心是否停班停課?首先我們以簡單的實驗模擬並了解何謂「藤原效應」,再針對天秤和布拉萬颱風的相關氣象資料,分析兩者間是否發生藤原效應,及此效應對天秤、布拉萬颱風造成的影響。進而比對歷史上一些有名的怪颱,了解其之所以稱為怪颱是否都和藤原效應有關?

神秘的水結晶~溫度對水結晶影響之研究

水結晶的現象,不容易用肉眼觀察,我們利用水結晶降溫曲線的測定,分析得知開始結冰溫度、時間及結冰速率和水結冰的現象。並進一步有系統的研究不同的起始水溫的結冰現象,我們發現水的初溫在 60℃時會最快結冰,但結冰溫度、結冰速率(g/s)則與水的初溫並無明顯的關係,而是系統的降溫速率(℃/s)越快,結冰過程時間越短(g/s),即結冰速率越快,我們也發現過冷現象越大,則延遲結冰時間(過冷現象持續的時間)越長。至於結冰外觀的部分,對拍攝的影像進行判讀和曝光率的分析,發現初溫不同的蒸餾水所結的冰外觀稍有不同,皆含有不同量的微小氣泡。冰塊中氣泡越多,透光性越差,此乃因延遲結冰時間短,水分子排列急促所造成;反之,氣泡越少,即透光性越好,則是因延遲結冰時間較長,水分子較能夠排列整齊。特別值得一提的是,初溫 60℃蒸餾水所結的冰透光性最差,更可證明延遲結冰時間越短,水分子調整至適當位置可用時間越短,往往造成結冰缺陷較多的現象。

「油」裡乾坤---實用油酸價與油色關係的新發現

在『油』的事件紛擾了一陣子後,我們將焦點轉回家裡常用的植物性油脂,研究最貼近生活的這個部分。內容主要是從油質老化試紙、酸鹼滴定測酸價、分光光度計測量光吸收度與自行設計的光敏電阻油色偵測裝置,去瞭解加熱時間與油質變化的關係。結果顯示:長時間加熱前後,橄欖油酸價都維持最高,但油色加深速率最慢(圖一)。不飽和脂肪最多的葵花油,酸價增加、油色加深速率最快。但只要添加維生素E,就可以蛻變成安定的油質(圖二)。高溫下,蔗糖在油中不到三個小時,變成焦油、黑碳,也使酸價、油色急遽升高、變深。油色是油質變化最明顯的證據,我們自創的光敏電阻油色偵測裝置,效果與高價位的分光光度計相近,能有效的偵測出油質的變化。

遨遊天空-破解木製飛機的密碼

多數的手擲機都是以珍珠板或紙張為材料,鮮少以巴爾沙木製作手擲機。因為木製飛機最大的缺點是易摔壞、製作繁瑣。本實驗研究目的是在尋找如何製作簡單且不易摔壞的木製手擲機。為了探討手擲機如何發射可以直線飛行較遠和滯空飛行較久,我們製作可以調整仰角、旋轉角度的「發射台」,用以測試飛機的飛行路徑。為了研究何種機型是最適合的手擲機,我們改變飛機的大小、機型,甚至改變主翼的形狀、上反角的角度、上反角的切割比例、機頭的長度比例等,探討最適合的手擲機結構比例。最後為了研究手擲機在室外有風時,風向、風速、飛行路徑的關係,我們改變手擲飛機與風向的角度,探討最適合手擲飛機與風向的角度。建議可以應用到教學、運動、科學比賽。

萬“重”一“心”—Echois三角形之探討與推廣

本研究試圖從三個正三角形所產生Echois三角形的特性,推廣至任意多個正多邊形與相似多邊形所產生的Echois圖形的特性。我們利用電腦進行動態幾何實驗,發現Echois圖形與原圖形之間的關係,並進一步驗證,同時在圖形變換過程中,觀察圖形退化的一些有趣現象,從而對一個三角形的三頂點與其重心的關係,擴增到Echois圖形與其一群圖形之間的關係,對重心的概念產生更深一層的認識。