全國中小學科展

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第二名

「咽」奄一「襲」──澎湖蚵蛭的捕食行為探討

澎湖牡蠣養殖受扁形動物蚵蛭危害嚴重,但缺乏相關攝食研究。本研究首次採集澎湖與金門蚵蛭,建立標本以利研究。經形態和性腺切片比對暫定為Stylochus(Imogine)orientalis splendida Bock,1913,建議發表為新種Stylochus splendida。後者為Stylochidea科的未描述新種(Stylochid sp.)。澎湖蚵蛭捕食過程分為攻擊期、捕食期和消化期。首次發現攻擊期的重要性,蚵蛭的咽在攻擊期斷裂形成無固定移動方向的離體咽,使牡蠣開閉殼頻率增加並死亡。離體咽會使文蛤外套膜萎縮,且與數量呈高度正相關(R2=0.96)。咽組織切片大量分支,有利伸出以斷裂,內含兩種不同形態分泌型細胞,推測有助於捕食。離體咽顯著影響文蛤死亡率(R2=17.37, P<0.01**),且與數量呈高度正相關(R2=0.90)。此種攝食模式的發現,可望對防治的研究提供幫助。

ㄍㄧㄚˋ那ㄍㄧㄚˋ嘎呀巴蘭睨註1──霧社地區蟲癭相調查

1995 年的 10 月是我第一次看到蟲癭的時候,當時是在一株稱為「小金櫻」的薔薇科植物的葉片上發現。那時根本不知它叫「蟲癭」,也不知它的形成是由昆虫寄生所引起植物細胞組織不正常的生長。當時還以為是某種寄生性的植物,為了加以證實,我帶著它去請教植物保護老師,得到的答案是一個「?」後來又有於一個偶然的機會下,前往台大梅峰農場實習時提出了此問題,也有帶標本供其鑑定,得到的答案也是一個「?」後來我不斷翻閱書籍但答案依然是一個「?」\r 直到 1996 年的暑假,我去農試所拜訪一位研究人員時,提到此事,並帶標本去,但不是小金櫻,而是台灣雅楠。得到的答案有兩個,一是蟲癭,一是寄生性植物。為了要進一步的求證,那位研究人員介紹我前往國立自然科學博物館找一位植物專家,而在見到那位專家時,他馬上給我了一個答案「蟲癭」,並轉而介紹我去認識一位正在對調查台灣蟲癭相當有研究的人員。在她那兒,我得到了許多相關蟲癭的文獻及資料。\r 1995 年的 11 月學校新成立了一個社團「生態保育社」,指導老師是教生物兼班導的老師,而我也是社員之一。她於去年也指導過學生參加科展,主題是調查霧社地區的蕨類,看到他們研究結果後,突然有一莫名的想法,那就是:不管花多少年的時間要將霧社地區生態作一個調查。在不知它叫蟲癭時,為了尋找答案所翻閱的書籍資料,每每採集地都少不了霧社,而在這段時間裡,我也常在山裡頭亂闖亂走,發現到霧社地區林相複雜,相對的可在此地生存的生物也就多了,而蕨類的調查使我更確定了這個想法。\r 「蟲癭」這種生物它可能在任何植物部位上發生,而一般人對它只有片段的知悉或完全不知有它的存在,種種的原因給了我一股衝動,那就是藉由此次科展機會將它介紹給大家知悉,這也是霧社地區生態調查的序曲。

循尋冪祕--一、二次等冪和問題之探討

數學之中,常有一些數組有著特殊的性質,等冪和數組便是其一,至今仍是尚未完全解決的問題。而這次我們的研究對象,卻非一般的等冪和數組,而是一種奇中之奇,有著更微妙特性的數組,恍如不死之身,無論層層剝削,仍為等冪和數組的一員。為何他有著不同凡響的身世?和對稱究竟有什麼關聯?又有著什麼更耐人尋味的特質?值得加以探討。

線線危機--矩形截點數之探討

從矩形的左下方出發,探討彈珠經過反彈所形成的截點(直線重複交錯於矩形的格子點)數量。討論不同長、寬的矩形分別走1 格(1,1)、2 格(2,1)及3 格(3,1)的情形,從圖形及表格的歸納整理中,得到可以利用矩形的長、寬計算出截點的數量的公式,簡要敘述如下:一、 長×寬為偶數×奇數時,截點數量=(長?1)×[(寬?1)÷2]。二、 長×寬為奇數×偶數時,截點數量=[(長?1)÷2]×(寬?1)。三、 長×寬為奇數×奇數時,上述兩個公式都可以使用。過程中發現截點數量除了與矩形長、寬有關之外,也與所走格子數之水平移動量及鉛直移動量有關。另外搭配圖形的放大縮小不影響截點數的想法,可以很快的由矩形的長、寬及所走格子數之水平及鉛直移動量計算出截點數。

桃園人的噩夢─酸雨

小丸子:「小玉,你爸爸的頭會不會禿禿的、沒有毛呢?」 小玉:「會啊,我一直覺得好奇怪,但是我不敢問我爸爸。」 花輪:「嗨, Baby! ,你們在說禿頭啊? 」 小丸予:「對啊,花輪同學,你知道為什麼會禿頭嗎?」 花輪:「當然了,女士們,因為我家僕人的頭也是禿的,那是酸雨造成的結果啊!」 小丸子:「酸雨?我好像有聽說過耶!」 花輪:「說來話長,我看我們來做一些實驗看看,說不定能得到一些意外的收穫。」 小丸子:「哇!好棒喔!就讓我們來揭開酸雨的神秘面紗吧!」

不夜侯的鐵血鞣情

茶飲是人類經常攝取的飲品之一,但現代人因為忙碌或貪圖方便,常常以市售茶飲料來代替現泡的茶湯,可是市售茶飲料真的能完全替代現泡茶湯的地位嗎?本次研究以此為發想進行一系列的實驗。 關於滴定使用的藥劑,在經過多次測試後,選定用硫氰化鐵來進行滴定,其色澤變化鮮明,且實驗結果之數值與廠商所標示之茶多酚含量十分接近。 為找出茶葉能釋放出最多茶多酚的條件,分別針對沖泡溫度、沖泡時間、沖泡次數以及不同水質對茶多酚的影響進行探討,討論出最適當的條件後,再以此條件進行實驗,作為和市售茶飲料及現泡茶飲料比較的依據。 除此之外,本研究亦對時下正流行的冷泡茶進行實驗分析。研究浸泡的天數對茶多酚的釋放具有多少的影響。

好冷、好熱,都是太陽公公惹的禍

二上自然科學“日光與竿影”的單元中,我們知道,竿影長短和位置的變動,隨著太陽的方位和時間而改變。三上“觀測天氣”的單元裡,我們知道太陽的熱能使地球上的大氣產生變化。這時,我們又想到為什麼一年中有冬冷夏暖呢?地球上為什麼有寒帶、溫帶、熱帶的分別呢?於是我們在老師的輔導下,除了觀察、記錄一年中四季日影和氣溫外,並設計了幾個模擬實驗和實例,來探討它的原因。

以資訊軟體開發「方圓變換杯」之研究

方圓杯是二個視角看同一杯子會產生二種形狀的視覺變換。科學原理是「光具有直線性,二個方向俯看投影在平面上位置會在不同的點上,所以視覺上就看到不同形狀」。我們使用「123D」及「sketchup」二種軟體開發方圓杯,並分析優缺點,也利用「sketchup」加上「紙藝大師」軟體做出紙版模型。接著分析出二柱體製作成功關鍵因素為「二個柱體旋轉後,如果二個形狀的視角長度是相等的,交集曲線就能連續,就能成功製成二種視角的圖形變換杯。」依據此關鍵因素,製作多種形狀組合的變換杯、多重組合及英文字體等模型增加視覺樂趣;我們開發出資訊繪圖變換杯的方法可製成生活用品(容器、磁鐵、燈罩、吊飾等),成為文創商品;也可利用sketchfab app在手機上可以產生AR實境效果。

為什麼釣不到魚

在三、四十年前的高雄愛河,有可愛的清流、遊客和垂釣者,而今天的愛和卻是既髒又臭,早已沒有生物喜歡「永玉愛河」了,為什麼我們不可能再在愛河裏釣到魚呢?為了什麼呢?

紅燈行,綠燈停-三尾扁蟲光行為與共生藻的互利共生

本研究水族缸裡的三尾扁蟲(Convolutriloba)經外型描述、無性生殖等證據,證明本種是台灣地區的新紀錄屬或是新種。由於至今尚無報告指出野生棲地,而本研究首次探討其自然環境,並自墾丁外海發現野生三尾扁蟲多棲息於礁石洞口。Shannon, et al, 2009指出三尾扁蟲具有光避性與光聚性,但未探討其原因,我們設計模擬棲地使其在黑暗與光照交替的環境下生存,確認扁蟲的自然分布乃是光避性(photophobia)與光聚性(photoaccumulation)彼此調節的結果。比較扁蟲以及其體內共生藻(Zoochlorellae)在不同色光下的生理現象後,發現共生藻紅光下光反應效率高,而在其他色光下光反應效率低,此項發現說明了扁蟲在紅光下不具光避性,而在其他色光下扁蟲有明顯光避性的原因。此結論也同時說明了扁蟲野生棲息地位於礁石洞口的原因。