目前分類:昆蟲系不可不修的一堂課 (8)

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生物技術核心實驗課程,於 1998 年起由本校莊榮輝、王愛玉、劉瑞芬、黃鵬林等教師一同擔任課程之規劃與執行;以中心法則 (central dogma) 為主軸,其中 DNARNA 與蛋白質, 三者相互關連且相互影響,關係圖可以倒三角形表示,同時也是生物技術核心實驗課程的標誌。  

透過基礎操作技術 (自動吸管的使用,與基礎核酸及蛋白質操作等) 觀察從 DNA RNA 到蛋白質的一連串基因表現過程,並檢定其表現蛋白質之構造與活性。目的在訓練有需要的同學,能夠在短時間內瞭解基本的生物技術 (例如:基因操作與表現);期望同學在修習課程後,對自身的研究工作有所助益。

92 學年度實施學生可選擇三個學群起,生物技術核心實驗即納入昆蟲學系 C 群組 (細胞分子生物群組) 之必修項目。生物技術核心實驗同時也是生命科學系、生物技術學程與系統生物與生物資訊學程的必修課程。雖然是 4 學分且需另繳學分費的課程,除週間班之外,週六班與暑期班同樣令有心投入生物技術的同學們趨之若鶩,在修課時間安排上也更有彈性。上課地點位於長興街上的台大生物科技館,與昆蟲系同學主要出沒的中非大樓相距不遠,再增修課便利性。此外,同學們如果想在參加 BCT 之前有更充足的背景知識,可先行修習生物化學或分子生物學。

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昆蟲系不可不修的一堂課-花卉害蟲  許洞慶老師

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一、概論

1.        參考資料

2.        花卉之經濟重要性

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Research Methods in Ecology

    進行一項實驗或研究需要投入很多心力,因此能盡可能地從實驗中獲得越多的資訊非常重要。但是,若是缺乏謹慎的的準備,所取得的資料可能只透露些許的訊息。這是一個任何研究都會遭遇的問題,但是生態實驗卻面臨許多獨特的挑戰。舉例來說,我們在處理動物時,必須了解生物體的感官系統。假設我們使用Y型管(見圖)為實驗環境,以一種生物體的化學感應能力來測試牠偏好的是訊號A或是訊號B,則我們實驗所用的Y型管在每次進行一項新的試驗前,都必須被清洗乾淨。否則的話,實驗後Y型管中所殘留的化學物質就會影響下一個進行實驗的動物之行為。這只是一個例子,但是在生物體多樣性的狀況之下,生態學家對於像這樣容易疏忽的陷阱必須警覺。在生態研究法當中,我們討論這類的議題以幫助學生能設計能產生有用的數據資料的試驗。

    順道一提,生物體的化學感覺器到底出了甚麼問題呢? 大多數的統計模式都假設每個數據是獨立的。因此,如果一隻動物的行為影響另一隻動物的行為,則所產生的數據便不是獨立的,這就違反了前面的假設。在這樣的情況下,我們無法做出適當的推論,而統計的結果也會誤導我們。事實上,一個常見的問題就是: 學生在不知道如何分析數據的情況下進行實驗。這常常代表著實驗並沒有經過適當的設計,因為在不知道哪一個統計模式適合使用時,要思考實驗數據是否合乎模式的假設是不可能的。然而,一般必修的統計課程並不足以幫助我們思考數據的分析。因此,在這堂課的數據分析部分,我們探討如何處理各種不同的生態數據資料,幫助學生能夠以更有彈性的方式設計他們的試驗。我們使用電腦統計軟體R來練習如何運用這些新的方法,使學生能夠輕易地將課堂所學應用在自己的實驗中。

 

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科學研究計畫管理   You have to learn how to learn   張俊哲老師

這是我大約一個月前由席德尼 布雷納 (Sydney Brenner, 2002年諾貝爾生醫獎得主) 的訪談中所學到的句子。我非常喜歡這句話,也在各個不同的場合分享給同學。然而,沒想到當我受邀為「不可不修的一堂課」撰稿時,這句話竟然成為我的「布雷納障礙」。因為,布雷納的本意正是鼓勵年輕的學子擺脫被動的課堂學習,勇於嘗試各種管道擷取新知;坦白來說,在他的眼中,真的「沒有不可不修的一堂課」!然而,如果要由我的開課清單中挑一門課推薦給同學,無疑地,「科學研究計畫管理」(Project Management for Laboratory Scientists) 是我的首選。

 

        大約三年前,在劍橋大學 (University of Cambridge) 南極研究中心工作的 Charles Cook 博士受聘至系上進行基因親緣遺傳分析以及短期講學。在他成行前,我告訴他台大素有自由之學風,因此他的授課內容與主題完全由其自訂。因為我當時已有一段時間沒有和這位老同事聯絡,不知他在研究之餘,又在劍橋大學取得 MBA 學位。當他告訴我要講授「科學研究計畫管理」時,我的確相當震撼;然而,「尊重自由學風」大話已出,只能故做鎮定,靜觀其變。令人欣慰的是,Cook 博士深入淺出的教學方式以及實用豐富的內容,在當時吸引滿座之同學 (含本系與其他學系的學生),踴躍發言聲與歡笑聲不時由中非一樓大教室傳出。迄今,我仍深深懷念那一年的初夏!

 

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「昆蟲分類學及實習」課程介紹   蕭旭峰老師

 

昆蟲學之所以會獨立於生物學甚至是動物學之外形成單一學門,其中有一個很主要的原因是昆蟲的物種數量實在是太多了;如此使得我們不得不另外開闢一個領域來容納並研究它們。作為昆蟲學界的一員,我們常常自豪於地球上的生物物種有超過二分之一是屬於昆蟲。然而,這麼龐大的數量卻不僅僅是獨立出一個學門就可以解決的了。分類學於是成為早期昆蟲系同學必修的一門課,畢竟對於所學或研究的對象不清楚其確實身份,是一件很冒險的事。昆蟲綱底下有大約二十多目,目級的分類基礎理論上應於大學部低年級完成,也就是各目昆蟲的認識應被視為基礎昆蟲學的一部份。隨著時空背景的演變,目前在系上這一個部分的訓練已被移到大一下學期共同必修的「昆蟲鑑定」上,這個課程安排的改變其實主要是為了配合系上師資專長與基礎昆蟲內容增加的一個必要的調整。於是進階的昆蟲分類學就被移到中高年級非共同必修的「學群必修」底下。「昆蟲分類學及實習」目前隸屬於系上三個學群之一的「生物多樣性學群」的必修科目,課程分為演講3小時及實習3小時共4個學分。

本課程主要內容為認識各目昆蟲科級分類系統及其形態、生態、行為等分類相關內容;並簡介系統分類學入門課題。實習課程配合講演進度及內容,認識各目昆蟲重要的科及其標本採集、保存和製作技術,並安排野外採集或參訪。

昆蟲分類學的課程設計並不是訓練每位同學能精確將各類昆蟲鑑定到科級位階,事實上這也是不可能的;昆蟲的科級分類系統相當龐雜,我們相信即使是分類專家能將單一個目底下的科分類出來,在世界上已屬鳳毛麟角,特別是那些種類數量眾多的類群。因此我們將課程定位成訓練修課學生獨立判斷且具備解讀專業分類文獻的能力養成。即便我們無法一眼判斷出昆蟲隸屬於哪一個科,我們期盼同學將來仍然有能力不假外力藉由單獨判讀分類文獻而得到答案。而這種能力的培養,除了基礎形態學的背景外,反覆不斷的觀察與實作的經驗絕對是其中最關鍵的地方;所以一直以來實習課的操作與觀察,一直是這個課程中非常吃重的部分。

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昆蟲功能形態與生理學  授課教師:柯俊成、揚恩誠、黃榮南

昆蟲功能形態及生理學為大二整學年的核心必修課程,課程以昆蟲為模式動物,講授昆蟲外部形態、內部構造、結構及功能,追溯系統發生以及生理功能等昆蟲學知識。由於現代科學(分子生物學、神經生物學、發育生物學、仿生學)以及新興技術(電子顯微鏡、顯微技術、錄影技術)的日新月異,促進了昆蟲學發展,使得諸如昆蟲形態學、昆蟲分類學、昆蟲生理學等的學科界線,甚至學科概念出現了交集。本課程合併往昔昆蟲形態學以及昆蟲生理學兩門課程,擬整合現有師資的專業能力,使昆蟲形態以及生理學成為一門賦予新鮮內容的課程。

教科書採用Chapman, R. F. 1998. The Insects: Structure and Function為主要內容,作者為英裔美籍神經生物學以及昆蟲生理學家。包括主題:I: The Head, Ingestion, Utilization and Distribution of Food (Head, Mouthparts and feeding, Alimentary canal, digestion and absorption, Nutrition, Circulatory system, blood and immune systems, Fat body); II: The Thorax and Locomotion (Thorax, Legs and locomotion, Wings and flight, Muscles); III: The Abdomen, Reproduction and Development (Abdomen, Reproductive system: male, Reproductive system: female, The egg and embryology, Postembryonic development); IV: The Integument, Gas Exchange and Homeostasis (Integument, Gaseous exchange, Excretion and salt and water regulation, Thermal relation); V: Communication (Nervous system, Endocrine system, Vision, Mechanoreception, Chemoreception, Visual signals: color and light production, Mechanical communication: producing sound and substrate vibrations, Chemical communication: pheromones and chemicals with interspecific significance)

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 昆蟲學之路課程簡介  石正人老師

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「昆蟲學之路」是本系新開課程,主要目的是希望讓大一新生能掌握本系未來發展方向及瞭解教師專長。此課程在系務會議中曾熱烈討論,課程名稱也從法布爾講座、昆蟲面面觀、昆蟲的發展與應用‧‧‧等等,最後由張俊哲老師提出「昆蟲學之路」,終獲共識,底定課程名稱。系上所有老師對本課程都有一定的共識,就是希望經由現身說法,將自己的「學思歷程」與同學分享。

台大是一所研究型大學,對老師的要求除了教學外,更重要的是研究。昆蟲系老師們的研究成果更是傲視生農學院各系所,每年研究成果統計,均是本院第一名,自然地,放在研究的精力就比教學還要多。所以,要真正認識本系的精髓,除非是進入老師們各自的研究室,參與老師們的研究計畫,否則光是上上課很難一窺堂奧之妙。

很多大一同學當初按照大考中心成績分發,未必對昆蟲系有興趣或認識,在傳統價值觀及新生特有的迷惘交互作用下,徬徨不知所措,殊為可惜。在學期末轉系氣氛影響,轉系成功的同學,很多人對轉去的系所並不瞭解,加上與原系就讀同學的隔閡,大學四年過的不好。轉系不成功的同學,很多人就此眼高手低,對本系課程不願深入,大學四年並不好過。幸運能安定下來,一步一腳印,建立未來昆蟲學之路的人幾稀!

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昆蟲系學生不可不修的一堂課---基礎昆蟲學   李後晶老師

       這是第一門進入昆蟲學領域的專業課程,主要課程內容從介紹昆蟲在地球上的強勢地位開始,逐步引導學生認識昆蟲與其他節肢生物開始,並介紹昆蟲形態特徵及生理機能來掌握昆蟲身體的奧秘。當我們可以了解昆蟲的攝食、繁殖及避敵行為之際,必須將昆蟲放入其生存環境中,去考量昆蟲的生存策略,如何在特定棲地中與其他生物共同生存並能擴展其族群。對於一些具有較為特殊生活習性的昆蟲,會特別加以介紹,例如社會性昆蟲,如何從單隻生活的種類漸漸演化出群體生活,甚至社會結構及生殖分工等的社會性昆蟲。最後課程會進入較應用層面的學習,也就是對昆蟲害蟲的了解與管理,如何利用已知的昆蟲學知識進行對蟲害的防治,降低對人類經濟環境及健康的危害,此課程搭配著實習,利用一些標本,由同學親手操作與觀察,來了解昆蟲的形態構造,而野外採集與觀察是建立現實與理論關係的最佳時刻。

        本課程為昆蟲學之基礎養成教育,為本系學生昆蟲學相關課程之先修科目;介紹基礎昆蟲學之主要相關領域,由授課教師負責該領域之課程規劃;內容包含昆蟲形態、昆蟲發育、昆蟲行為、以及昆蟲生態等領域的基本觀念介紹。

        於昆蟲形態部分,主要目的在於使學生瞭解昆蟲的外部形態及內部構造,並且比較昆蟲與其他節肢動物及其他物種之間的不同。外部形態為昆蟲研究發展中最早也是最為重要的一部份,昆蟲的形態具有高度的多樣性,經常是作為物種之間分類的特徵依據,因此在基礎課程中瞭解昆蟲的基本形態是不可或缺。

        昆蟲的生活史中,從卵孵化到成蟲的階段需要經由變態(metamorphosis)的過程以改變形態適應環境。本課程於昆蟲發育的部分,包括昆蟲胚胎發育的簡介以及內分泌調節脫皮及變態的機制介紹,給予同學基礎的發育生物學與內分泌學的認識。除基本生理機能外,也包括控制昆蟲動作反應之肌肉、神經系統,最後探討昆蟲除自我調控外,也可能與其他同、異種昆蟲及不同物種間的影響調控,使學生由外而內,由淺入深的方式進入昆蟲學的領域。

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