全國中小學科展

第三名

血清素對甲殼類 X ─器官血竇腺分泌升血糖因子之調節作用

X ─ 器官血竇腺( X- organ/ sinus gland )是甲殼類動物眼柄裡一個重要的神經內分必系統。1製造,分泌數種荷爾蒙調節許多生理機制,如生殖腺發育、體色改變、蛻殼、醣類代謝、滲透調節等。2-3X ─器官是一群神經分泌細胞的細胞核周體( perikaryon ) ,負責合成荷爾蒙。這些荷爾蒙經由神經細胞的軸突運送到軸突末端貯存起來。血竇腺是這些神經分泌細胞腫大的軸突末端(圖一,二)。在分泌訊息刺激下,貯存的荷爾蒙從血竇腺被釋放至緊鄰的血竇,經由循環系統運輸到被調節的目標組織。 甲殼類的眼柄裡含有升血糖因子( hypeglycemic factor )股早是由Abramowitz 等人在五十幾年前所提出。他們發現螃蟹( Libinia emarginata )的眼柄萃取液有升高血糖的作用。4在這之後大量的研究投注在了解升血糖因子(後來被命名為甲殼類升血糖荷爾蒙, crustacean hypegIycemic hormone )的生理功能。3-5根據這些研究,甲殼類升血糖荷爾蒙最主要的生理功能是藉由影響醣原移動來調節醣類代謝。許多的組織都受甲殼類升血糖荷爾蒙的影響調節。譬如肌肉、肝胰臟、生殖腺的醣類代謝都曾被證實受甲殼類升血糖荷爾蒙(或眼柄萃取液)的影響。6-9

球的移動-引出數學之「妙」

我們先利用最基本的樹狀圖,可推導出許多奇妙的關係與規律,也知道了尤拉分割公式與三管的問題有極大的關聯性,使我們得到了三管的公式,但由於三管和四管的公式無法相通,因此我們將樹狀圖先簡化成數對形式,再轉成網狀圖,最後調整為階梯圖,不僅讓三管與四管有了關聯性,也讓我們猜測出五管以上可能為超立體的圖形,讓我們完整的結束了這個研究。

蟑螂心世界-利用心電圖與影像分析法探討蟑螂心臟因應體位變化進行的調節作用

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。

海水的滲透

1.近年來沿海地帶,由於地下水的大量抽取,常造成海水侵入地下岩層中,污染地下水。為瞭解砂層紋徑與海水滲透的關係,而作本試驗。2.因高中地球科學課程所學有限,無法作詳細精確的試驗,僅作簡單的砂層粒徑與海水滲透速度的關係。

河水,你還能呼吸嗎?\n─調查大漢溪生態及水污染指標

今年我們上了國中,地理課時,老師說:“我們家鄉大漢溪所屬的淡水河系是全省第三長河,可惜已污染多年,甚至下游還發出陣陣惡臭”。我們聽了不僅難過,也察覺:供給板橋、新莊用水的板新水廠正位於大漢溪的中游,它的污染實在和我們的生活有著密切的關係,於是,我們著手做了以下的探討。

Hold住—解析石墨型燃料電池

燃料電池擁有環保、省電、節能減碳、乾淨能源的特性。我們使用碳棒(鉛筆筆芯、石墨棒)進行研究。實驗的變因有不同水溶液、電極棒間的距離、不同的電解電壓、電解質濃度變化、筆芯成份、並聯石墨棒、粗細不同碳棒進行觀察。討論電解食鹽水時,+、-極各成酸與鹼的變化,其中以紫色高麗菜汁的顯色效果最好。電解水(食鹽、氫氧化鈉)的過程就是對燃料電池充電。實際的環保過程是可以用太陽能板來進行充電。充電完自然可以將電力拿出來應用。加入吸水高分子來延長燃料電池的電力。過程中我們也製作多種的實驗器具,方便我們進行研究。最後有兩款教具費用低廉,特別是水族水管連接的電解水裝置,最容易操作使用!

滑桿高手---啄木鳥大解密

這學期我們訂了學校的羊奶早餐,羊奶公司的人送我們每人一隻啄木鳥。下課的時後,同學都在比哪一隻啄木鳥下降的速度比較快。我們覺得很奇怪為什麼同時下降的啄木鳥,速度都不同呢?於是我們決定要研究影響啄木鳥下降的原因。

「螺」密歐與諸綠「葉」--以台灣欒樹(Koelreuteria henryiDummer) 防治福壽螺之研究--

本研究尋找有效的植物以生物防治法的方式降低福壽螺的危害。結果發現16種植物中,台灣欒樹、馬櫻丹、大葉桃花心木、黑板樹、青楓及水黃皮0.5%水浸液第五天時皆有九成以上福壽螺的致死率。我們以台灣特有種植物、數量較多的台灣欒樹做進一步探究,發現其不同部位毒性強弱依序為枯葉>新鮮葉>果實>莖>種子;而0.5%新鮮葉及0.1%枯葉水浸液可於兩天內完全毒殺福壽螺。欒樹新鮮葉殘效,在11至15天時毒性(66.7%)約為苦茶粉(23.3%)的三倍;16至20天時,仍有近五成(48.9%)的死亡率,苦茶粉則已全然無效。在10~35℃內,新鮮葉0.5%水浸液第三天時皆達100%的致死率。 戶外實驗 (溝渠93.3%,田間枯葉65.6%,乾燥葉20%)證實亦有成效後,我們評估於鄉間廣植台灣欒樹,應可有效降低福壽螺的危害。

蜜蜜交易---沖繩小灰蝶與螞蟻共生的研究

這個研究主要在探討沖繩小灰蝶與螞蟻的共生關係。首先我們透過實際飼養,了解沖繩小灰蝶的生活史,確定幼蟲只有四個齡期,而發育天數的長短與溫度的高低有密切關係。其次利用顯微鏡觀察,可以發現幼蟲身上有一些特殊器官,在尾部有「蜜腺」,還有一對「觸手器」,會放射出「水螅狀毛」,可以和螞蟻進行共生。接著我們採集學校和住家附近的螞蟻共六種,分別辨識,結果發現六種螞蟻都和幼蟲有共生行為,而且幼蟲從二齡一直到蛹期,都會和螞蟻共生。螞蟻會用觸角不斷地拍打幼蟲,幼蟲則會分泌蜜露供螞蟻取食。根據存活率的實驗結果發現:有螞蟻共生的幼蟲存活率比較高。另外我們也觀察到螞蟻有攻擊寄生蜂,保護幼蟲的行為,因此我們認為,沖繩小灰蝶和螞蟻之間是一種互利共生的關係。

肌纖維收縮模型之研究

於高一基礎生物第三章生命的維持,內容談到骨骼肌的構造,骨骼肌是一種橫紋肌,有明帶和暗帶的橫紋,而有兩z線間,有兩種與z線垂直的肌絲,其中細肌絲為肌動蛋白,粗肌絲為肌凝蛋白,肌肉收縮時,乃z線與z線相互靠近,肌纖維乃到整塊肌肉隨之縮短,此即為肌肉收縮。 我們很想了解更詳細的內容,因此請老師講解,並提供資料,經過仔細推敲之後,仍然不能夠有完整清晰的概念,問題關鍵在課本圖形為平面,若能夠有立體簡易的模型,則可能有助於我們對問題的認識,因此我們開始收集並閱讀有關的資料和書籍如大學生物學、普通動物學、組織學等。待肌纖維模型雛形已成後,我們並同時配合電腦來處理動態及靜態肌纖維收縮型態。