中華民國第 四十三 屆中小學科學展覽會 作品說明書
科別：生物科 組別：國中組
作品名稱：蛾蚋的體內迷宮 關鍵詞：蛾蚋、內部結構、切片
編號：
壹、 摘要
本次實驗乃延續六年級的科展『便所 仔--蛾蚋』。自從做了去年的科展之後，我對 蛾蚋的行為產生了更多的疑問，想從蛾蚋內部結構嘗試瞭解。因此選擇昆蟲切片方式 來研究蛾蚋的內部結構。結果顯示蛾蚋的胃部相當小，可佐證我在小學所做科展中提出
「蛾蚋成蟲幾乎不進食」的假設。此外由蛾蚋巨大的卵巢可推論，蛾蚋為了保持足夠的 養分及體力產卵，因此較少活動。蛾蚋的飛行肌相當大，所以飛行需要巨大能量，加上 蛾蚋成蟲不常進食，證實去年科展我所提出『蛾蚋不輕易飛行』的假設。
貳、研究動機：
自從小學六年級做了『便所 仔--蛾蚋』的研究後，我對蛾蚋產生更大的興趣，但 也存在更多的疑問。例如，我在觀察過程中從未發現牠的排泄物，是否牠的消化系統 特別發達，所以不必排泄？蛾蚋幼蟲在水中可以悶氣很久，但是最後仍會「斷氣」而 死，牠是用什麼呼吸？幼蟲要在水中生長但成蟲卻離開水生活，是不是因為體內的器 官與結構不同？成蟲受到干擾時並不會像一般昆蟲般迅速躲避，而是慢慢飛走，是不 是它的神經很大條？蛾蚋到底用什麼來感應呢？是什麼讓它可以飛行？… .等等，都值 得我去進一步的觀察。
參、研究目的：
本研究希望藉由觀察蛾蚋的體內結構瞭解其細部構造，觀察的部位包含：
一、消化系統 二、呼吸系統 三、循環器官 四、神經系統 五、肌肉結構
肆、研究設備與器材：
玻片、染劑、顯微鏡、數位顯微鏡照相機、解剖用具組、昆蟲切片機、電腦影像輸入與 儲存設備、影像處理軟體等，以上設備由國立中興大學昆蟲學系及食品科學系提供。
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伍、實驗方法與步驟：
一、培養蛾蚋的成蟲：
到有蛾蚋出沒的廁所放置濕海綿，每日檢視一次，發現幼蟲後即移至培養箱培養 到蛾蚋成蟲長成(1)。
二、觀察樣本取樣：
抓取蛾蚋成蟲數隻進行石蠟切片操作。
三、石蠟切片(2)： (一)、 樣本處理：
蟲體切取與觀察之組織或以整隻蟲為樣本。
(二)、 固定：
將整隻蟲體迅速至入固定液固定，固定時間可是蟲體大小及固定液種類作 調整。
(三)、 水洗：
蟲體固定後，一般以蒸餾水或配合固定液之緩衝液進行水洗，目的在去除 組織中之固定液。
(四)、 脫水：
依序以 50%、70%、80%、90%、95%、100%酒精，進行依序脫水，每步 驟半至兩小時。
(五)、 替換：
一般以二假苯為酒精及石蠟的中間溶劑，替換劑作用有二，一為代組織中 之脫水劑；二為協助石蠟進入組織之效能。處理時間為 3-6 小時。
(六)、 浸蠟：
將組織塊或蟲體，置入溶融石蠟中，使石蠟漸漸滲入組織中，填充組織、
細胞間及細胞內。石蠟滲透性極差，因此此階段需過夜處理。
(七)、 包埋：
將組織塊取出並置入新的蠟液即可，待冷卻後，及形成蠟塊。
(八)、 組織切片 1. 蠟塊整修
將蠟塊削成適當大小，並黏貼於小木塊上以利切片。
2. 切片機：（圖一）
檢查切片機狀況，看推進器是否歸回原位，是否機器需上油等。
3. 切片刀：（圖二）
將刀片上保護層之凡士林青青以紙拭去，再以棉球沾二甲苯，輕拭刀面，
注意擦拭方向，以免損及刀刃。
4. 玻片準備：
使用清潔劑將玻片洗淨，洗淨之玻片可浸泡在 70%酒精中備用，使用時需 先在黏貼面上施以一層黏著劑，如蛋白等。
5. 切片：（圖三）
調整切片厚度，固定樣品，架好刀片後即可進行切片，切片時轉輪方向以 順時針方向進行，不可逆向，以免齒輪磨損。
6. 連續切片：（圖四）
依一定速率切片，良好的切片應平整無裂縫且不可有破洞，切出之小蠟片 應形成一長條蠟片，連續切片時蠟條不應歪斜。
(九)、 切片黏貼：
將切好的蠟片裁成一定的長度（一般比蓋玻片稍短），並依序排列於事先 施有蛋白薄膜之玻片上，此時蠟條光滑面朝下，與玻片黏貼。可在蠟片排 列於玻片上時加蒸餾水於蠟片下，使蠟片浮在水面上，再將此蠟片以酒精 燈拷或放置於展蠟台上加熱（溫度控制在低於蠟溶點 15-20oC），如此可將 蠟片初步展開平整，此時再將水吸掉，使蠟片平貼於於玻片上。
(十)、 展蠟
將上述玻片至於 35-40oC 展蠟台上展蠟，時間一般為 8-16 小時。
(十一)、 染色：（圖五）
使用蘇木精（ hematoxylin）染核質，伊紅（eosin）染細胞質。含樣品之玻 片先以 50％、70％、80％、90％、95％、及 100％的酒精依序清洗，使樣 品上的蠟脫落。清洗後放置於蘇木精及伊紅染劑中染色，染色完畢再以 100
％、95％、90％、80％、70％及 50％的酒精清洗。
(十二)、 封片：（圖六）
滴上封片膠於載玻片上，翻轉玻片於蓋玻片，在迅速翻回。如此可製成無 氣泡之完好玻片，直接鏡檢即可。
(十三)、 顯微鏡觀察：
將製備好的樣品放置於光學顯微鏡（ AFT-II，Nikon）以 200 倍或 400 倍之 倍率觀察並照相。
陸、研究結果：
由於只有雌蟲樣本，因此本研究不對蛾蚋生殖器做進一步的討論。由顯微切片圖顯 示蛾蚋最大的器官為卵巢，約佔了全身的七分之三。其次為飛行肌，約佔了全身的七分 之二及全部肌肉的十分之七。腦部和雌性尾部生殖器大約相同，各約佔全身的七分之 一。胃部相當小，可佐證我在小學所做科展中提出「蛾蚋成蟲幾乎不進食」的假設。本 研究觀察到的蛾蚋內部結構如下：
圖七所示為全身切片圖；
圖八為腦部切片圖；
圖九為尾部雌性生殖器切片圖；
圖十為胃切片圖；
圖十一為飛行肌切片圖；
圖十二為卵巢切片圖
柒、討論
一、由切片圖可知蛾蚋的胃佔成蟲身體相當小的比例，是否表示成蟲不必進食或牠的食 量很小？是否只靠幼蟲期所攝取的養分維持活力？這些問題都值得我再進一步的研 究及探討。
二、由於帶有翅膀的蛾蚋使臘無法包覆蛾蚋全身，因此本次研究只觀察切除翅膀後的蛾 蚋成蟲，希望下次有機會時能嘗試觀察翅膀的細部結構。
三、蛾蚋的卵巢相當巨大，在昆蟲界相當罕見，是否因為蛾蚋幼蟲的生存率不高？或者 因為雌蛾蚋不易找到伴侶，一旦找到對象必須保握時機大量產卵？
四、蛾蚋的腦部佔身體相當大的比例，卻無法對環境做出迅速的回應，是否神經訊號的 傳達不夠迅速？或者管控反應的腦部不足？都值得進一步探討。
捌、結論
一、 由此次蛾蚋的內部結構觀察得知蛾蚋的胃相當小，佐證我在小學所做科展中提出
『蛾蚋成蟲幾乎不進食』的假設。
二、 此外由蛾蚋巨大的卵巢可推論，蛾蚋為了保持足夠的養分及體力產卵，因此較少活 動。
三、 蛾蚋的飛行肌相當大，所以飛行需要巨大能量，加上蛾蚋成蟲不常進食，證實去年 科展我所提出『蛾蚋不輕易飛行』的假設。
玖、參考資料及其他
一、方晨、林政廷、宋名傑，2002，中華民國第四十二屆中小學科學展覽會作品。
二、杜武俊，2003，石蠟切片操作程序，國立中興大學昆蟲學講義。
三、字意超，昆蟲學，1991。
四、
圖一：切片機
圖二：切片刀
圖三：切片
圖四：連續切片
圖五：染色
圖六：封片
圖七：蛾蚋成蟲切片全身圖
圖八：腦部切片圖
圖九：雌性生殖器
圖十：胃
圖十一：飛行肌
圖十二：卵巢
