彰化縣第 5 3 屆中小學科學展覽會

彰化縣第 5 3 屆中小學科學展覽會 國小生物科黑麻仔的故事

摘要 • 大白斑蝶是台灣島上斑蝶科裡體型最大的一種！蝴蝶業者叫它「黑麻仔」、「胡麻斑蝶」。它沒有雖然艷麗的彩衣，只有黑白兩色，牠應該不怎麼受重視才對。然而事實並非如此，在牠蝶翅上有如亂筆揮墨的花紋，竟然成為貼製日本和服的最佳材料，難逃被採集的命運。「蝴蝶蝴蝶生的真美麗，頭戴著金絲身穿花花衣…..」這是一首家喻戶曉的兒歌，台灣曾經擁有「蝴蝶王國」的美譽，有許多蝴蝶飛舞在這美麗的福爾摩沙島上。但隨著時代的進步，土地過度的開發，造成生態浩劫，使得昔日的美景不再。我們希望藉著這個研究喚起大家對蝴蝶的重視與關懷，瞭解生命存在的價值與意義，讓這些美麗的花仙子們有一個良好的生存環境。

研究動機 上自然課時，老師帶我們實地觀察校園的生態系中有那些族群和群落，我偶然地發現在學校的食草蜜源植物區中，有一隻斑點非常特殊的毛毛蟲，老師說那是大白斑蝶的幼蟲，牠的食草是爬森藤。我想親身體驗一下觀察的樂趣，所以就找同學一起去請老師指導我們觀察大白斑蝶。

研究目的 • 透過觀察紀錄了解大白斑蝶各階段的成長期、特徵與外觀。 • 透過觀察紀錄了解大白斑蝶各階段的生活習性、特徵。 • 探討大白斑蝶幼蟲化成蛹的過程。 • 透過觀察紀錄探討大白斑蝶羽化的過程。 • 透過觀察紀錄分辨、比較大白斑蝶雌雄的特徵。 • 探討大白斑蝶如何禦敵。 • 透過實驗與觀察來探討大白斑蝶幼蟲喜歡吃的植物。 • 過觀察紀錄比較開放式與封閉式飼養大白斑蝶的差異。 • 透過觀察紀錄探討溫度是否會影響大白斑蝶的成長。 • 探討大白斑蝶與紋白蝶完全變態過程中的差異

研究設備及器材 • 溫度計、塑膠袋、紙碗、紀錄紙、尺、飼養箱、放大鏡、照相機、爬森藤

研究過程 （一）蒐集與閱讀資料（二）擬定研究方法 • 1.控制因素 • （1）每天需要定時觀察、測量，並做有系統的紀錄 • （2）測量的工具必須相同 • 2. 研究地點：自然專科教室、蝴蝶植物園 • 3. 研究時間：101.11.25 ~ 102.3.12 （三）實地飼養並做觀察紀錄（四）討論紀錄內容並作有系統的整理（五）撰寫研究報告

研究內容與討論 • 【研究一】大白斑蝶各階段的外觀特徵有什麼不一樣呢？ • 方法：1.至學校或野外的爬森藤叢中尋找大白斑蝶的卵及幼蟲，放在飼養箱內帶回來分組飼養、觀察。 • 2.定期至學校的蝴蝶食草區摘取爬森藤葉作為食草。 • 3.用放大鏡仔細觀察卵的形狀、顏色變化、及測量卵的大小，並作紀錄。 • 4.在飼養幼蟲期間，每天測量體長，紀錄幼蟲行動表現，每隔一至二天換上新鮮的爬森藤葉，並清除糞便。 • 5. 定期與老師同學討論新發現，並探究其原因。 • 6.將觀察紀錄作有系統的整理。 • 發現：大白斑蝶的成長期包括卵、幼蟲、蛹、成蟲四個時期

※意外小插曲發現：死掉的大白斑蝶成蟲有什麼特徵？※意外小插曲發現：死掉的大白斑蝶成蟲有什麼特徵？ • 用放大鏡觀察即將死掉的大白斑蝶，牠的腹部會垂下來，觸角已經不是往上翹的了，翅膀上的紋路會比較暗沈，與先前的鮮豔對比有差別。翅膀不再張開，開始軟化往下塌，足部也是。頭部的光澤變的比較暗沈。到第二天，觸角上出現一層白白的膜，翅膀上出現了許多黃色斑點，而且黑色斑點也褪成灰色，還有少許的紅色色塊，黑色條紋有往外擴散的情形。全身變得僵硬扭曲，腹部變得皺皺乾乾的，往內凹陷，顏色較先前灰白。胸前的細毛往上翹，生殖器官變得突出且呈深咖啡色。

【研究二】大白斑蝶各階段的生活習性特徵為何？【研究二】大白斑蝶各階段的生活習性特徵為何？方法：1.定期與老師同學討論新發現，並探究其原因。 2.將觀察紀錄作有系統的整理。

【研究三】大白斑蝶幼蟲化蛹時會經歷哪些過程？【研究三】大白斑蝶幼蟲化蛹時會經歷哪些過程？方法： 1.定期與老師同學討論新發現，並探究其原因。 2.將觀察紀錄作有系統的整理。發現：過程一：終齡幼蟲，到處游走，尋找適合的地方結蛹。找到之後，就吐絲將尾部固定在可以懸吊之處，身體向上彎曲呈半圓形。過程二：蛻去幼蟲的外皮約一天後，幼蟲表皮會變色，然後劇烈扭動，腹部呈波浪狀收縮，將消化道排空。慢慢的，幼蟲的外皮，即由胸部裂開再往頭部及腹部尾端二端蛻去，經20-30分鐘後，即蛻皮成功，成為不動的蛹了。過程三：大白斑蝶的蛹為垂蛹，以臀鉤固定於絲座上，身軀則倒垂懸掛於絲座上。過程四：蛹不食不動，故其口器和肛門封閉，只有氣孔開口以便交換氣體，足和觸角被縛住而不動，腹部有明顯的體環，和胸部完全不同。

※意外小插曲發現： 采真在觀察時不小心將豆豆剛剛變成的蛹碰破了，流出了金黃色的黏稠液體，裡頭還有一顆類似紅色的胚，經過一段時間後液體就會變成黑色的。我們馬上將這顆蛹的變化情況紀錄下來。（如表四）（參見圖七、八）此時瑩羽提出了一個讓大家心驚膽跳的問題：－如果將放比較久、已經變黑大約10天且較硬的蛹剪開，裡頭會有什麼東西呢？於是我們懷著忐忑不安的心進行解剖，結果還是流出了金黃色的黏稠液體，裡面還有一顆類似紅色的胚，經過一段時間後液體就會變成黑色的。

【研究四】大白斑蝶破蛹羽化時會有哪些過程？【研究四】大白斑蝶破蛹羽化時會有哪些過程？方法： 1.定期與老師同學討論新發現，並探究其原因。 2.將觀察紀錄作有系統的整理。發現：過程一：蛹的顏色變黑了，可由蛹殼上隱約看出翅膀鱗片之花紋，此時代表成蝶準備好，快羽化了！過程二：羽化時蛹殼從頭後裂開一條縫，首先露出足和觸角。慢慢的，可以看到吻端、頭部、身體依序脫離蛹殼，大約2-3分鐘後即全部脫出。過程三：剛羽化時翅膀皺縮而軟弱，先要找適當地點垂倒，以便血液輸入翅中，在5～6分鐘內將翅展為典型翅形，展翅達到正常大小後，保持原狀直到完全乾燥硬化。過程四：此時蛹期堆積之代謝廢物由肛門排出。過程五：翅膀乾燥硬化後即可飛行。

【研究五】如何來分辨大白斑蝶的雌雄呢？ 方法： 1.用放大鏡觀察大白斑蝶成蟲尾部的生殖器，先做初步的雌雄判別。 2比較雌雄在構造上的不同之處發現：雄蝶外觀構造大都和雌蝶相似，只有些微地方不同。

【研究六】大白斑蝶的天敵有哪些？牠是如何禦敵呢？【研究六】大白斑蝶的天敵有哪些？牠是如何禦敵呢？在自然課本中提到動物為了適應環境，防禦天敵，會用一些特殊的方法來繁殖生存，所以大家想要探討大白斑蝶的一生是如何來防禦天敵。方法： 1.提出問題：（1）大白斑蝶的天敵有哪些呢？（2）五下的自然課第二單元「動物的行為」中有提到昆蟲會藉由食物、身體顏色、外觀、特殊行為等方式來躲避天敵的攻擊，大白斑蝶是哪一種禦敵方式呢？ 2.針對提出的問題找出相關資料 3.共同討論分析 4.有系統的整理資料與結論

【研究七】大白斑蝶幼蟲喜歡吃的植物有哪些呢？【研究七】大白斑蝶幼蟲喜歡吃的植物有哪些呢？ • 方法： 1.取大白斑蝶幼蟲的食草－爬森藤葉當對照組，其它容易取得的蝴蝶幼蟲的食草－馬利莖、歐蔓、油菜花以及蠶寶寶所吃的桑葉放入飼養箱中。 2.觀察各組的葉子上面有沒有吃過的痕跡，並將結果記錄下來。

幼蟲對各種植物的進食情形　發現： 1.我們發現大白斑蝶的幼蟲，只喜歡吃夾竹桃科的爬森藤，對於其它植物則寧願餓死也不肯吃。 • 2. 一至二齡幼蟲喜食嫩葉、嫩芽，食痕多為圓形。 • 3.二至五齡的幼蟲喜歡從葉片的邊緣開始進食，且食量驚人，連葉片堅硬的地方都不放過。

【研究八】開放式與封閉式飼養大白斑蝶的會有什麼樣的差異呢？【研究八】開放式與封閉式飼養大白斑蝶的會有什麼樣的差異呢？方法： 1.將兩組體型相似的大白斑蝶幼蟲，第一組置入飼養箱中，第二組放在爬森藤的盆栽上。 2.第二組的幼蟲需隨時注意是否逃走或被鳥類吃掉。 3.將實際情形作觀察紀錄，並將紀錄有系統的整理加以比較。

【研究九】溫度是否會影響大白斑蝶的成長？ 方法：比較兩組大白斑蝶幼蟲在兩段等長且平均溫度不同時期的變化發現：蝴蝶是一種變溫動物，它們的體溫高低，是隨著周圍環境溫度而變化的。因此蝴蝶的生命活動，直接受著外界溫度的支配，溫度低了，就停止活動。

【研究十】大白斑蝶與紋白蝶完全變態過程中有什麼差異呢？【研究十】大白斑蝶與紋白蝶完全變態過程中有什麼差異呢？方法： 1.本校李老師曾指導過紋白蝶的觀察，因此請他提供紋白蝶的資料，讓我們比較。 2.依照蝴蝶成長四階段來比較大白斑蝶與紋白蝶的不同，並將記錄做分類整理。

結論 • 由【研究一】知道：大白斑蝶的成長期包括卵、幼蟲、蛹、成蟲四個時期，成蟲壽命約1-2個月。用放大鏡觀察即將死掉的大白斑蝶，牠的腹部會垂下來，觸角已經不是往上翹的了，翅膀上的紋路會比較暗沈，與先前的鮮豔對比有差別。 • 由【研究二】知道：一般來說，幼蟲為植食性且食性常為專一性或寡食性，意指某種蝶類幼蟲通常只吃一種或少數幾種植物的葉子，例如大白斑蝶只吃爬森藤的葉片，大紅紋鳳蝶則攝食多種馬兜鈴科植物葉片，而這些幼蟲喜歡吃的植物就稱為幼蟲之寄主植物或食草。

由【研究三】知道：大白斑蝶終齡幼蟲會尋找適合的地方結蛹，吐絲將尾部固定在可以懸吊之處，身體向上彎曲呈半圓形。蛻去幼蟲的外皮約一天後，幼蟲表皮會變色，然後劇烈扭動，腹部呈波浪狀收縮，將消化道排空。慢慢的，幼蟲的外皮，即由胸部裂開再往頭部及腹部尾端二端蛻去，經20-30分鐘後，即蛻皮成功，成為不動的蛹了。大白斑蝶的蛹為垂蛹，以臀鉤固定於絲座上，身軀則倒垂懸掛於絲座上。原本金黃色的蛹會慢慢變黑的情形是氧化的作用。由【研究三】知道：大白斑蝶終齡幼蟲會尋找適合的地方結蛹，吐絲將尾部固定在可以懸吊之處，身體向上彎曲呈半圓形。蛻去幼蟲的外皮約一天後，幼蟲表皮會變色，然後劇烈扭動，腹部呈波浪狀收縮，將消化道排空。慢慢的，幼蟲的外皮，即由胸部裂開再往頭部及腹部尾端二端蛻去，經20-30分鐘後，即蛻皮成功，成為不動的蛹了。大白斑蝶的蛹為垂蛹，以臀鉤固定於絲座上，身軀則倒垂懸掛於絲座上。原本金黃色的蛹會慢慢變黑的情形是氧化的作用。

由【研究四】知道：蛹的顏色變黑了，可由蛹殼上隱約看出翅膀鱗片之花紋，羽化時蛹殼從頭後裂開一條縫，首先露出足和觸角。慢慢的，可以看到吻端、頭部、身體依序脫離蛹殼，大約2-3分鐘後即全部脫出。剛羽化時翅膀皺縮而軟弱，先要找適當地點垂倒，以便血液輸入翅中，在5～6分鐘內將翅展為典型翅形，展翅達到正常大小後，保持原狀直到完全乾燥硬化後即可飛行。成蟲羽化時間各不相同，有的在清晨，有的在晚上，晚上羽化者休息至次日才開始活動。若將一顆附著在蓋子上的蛹拔下來，空間不夠大，或成蝶被蛹內的液體黏在容器的底部而無法爬到高處讓翅膀順利伸展的話，待翅膀硬化後，即成了“殘障蝶”，再也無法飛翔了！

由【研究五】知道：雄蝶外觀構造大都和雌蝶相似，最明顯可辨識之處為腹部與生殖器。由【研究五】知道：雄蝶外觀構造大都和雌蝶相似，最明顯可辨識之處為腹部與生殖器。 • 由【研究六】知道：卵期的天敵為卵寄生蜂；幼蟲期的天敵為小繭蜂、寄生蜂、寄生蠅、食蟲椿、鳥類等；蛹期的天敵為寄生蜂、寄生蠅、鳥類等；成蟲期的天敵為蜘蛛、螳螂、青蛙、蜻蜓、鳥類及蜥蜴等捕食性天敵。 • 由【研究七】知道：大白斑蝶的幼蟲，.只喜歡吃夾竹桃科的爬森藤，對於其它植物則寧願餓死也不肯吃。

由【研究八】知道：大白班蝶在開放式盆栽飼養組較封閉式飼養組在體長變化、幼蟲外觀、幼蟲行為與蛹的外觀等方面都要來的良好、出色。由【研究八】知道：大白班蝶在開放式盆栽飼養組較封閉式飼養組在體長變化、幼蟲外觀、幼蟲行為與蛹的外觀等方面都要來的良好、出色。 • 由【研究九】知道：蝴蝶是一種變溫動物，它們的體溫高低，是隨著周圍環境溫度而變化的。因此蝴蝶的生命活動，直接受著外界溫度的支配，溫度低了，就停止活動。 • 由【研究十】知道：大白斑蝶與紋白蝶在蝴蝶成長四階段的歷程、食草、體型均有明顯不同。

研究心得 • （一）我們的話： 1. 我們覺得飼養蝴蝶是很有趣的一件事，自己好像就是幼蟲的父母，每天為牠們忙碌，看著牠們成長茁壯，看到牠們蛻變成美麗的蝴蝶是一件很有成就感的事。 2. 從這些觀察經驗中讓我們知道，任何生物為了生存繁殖，會演化出一套適應環境的方式，如大白斑蝶幼蟲會用警戒色禦敵，會以蛹的形式渡冬等，讓我們覺得生物的生存和環境間有密不可分的關係。 3 .我們發現對於自然事物觀察的技巧與能力，比以前有了很大的進步，自己對於生活週遭環境的敏銳度已有顯著的提升。 4. 從自然課學到的觀察技巧和變因的控制，讓我們能應用在這次的活動中，對大白斑蝶能更有系統的來進行瞭解。 5. 我認為瞭解大白斑蝶的成長沒有一種方法是最快、最有效的，必須要從事長期的觀察，而這種觀察所看到的往往比書本及網路上所寫的資料更多、更具真實性。 6. 未來我們希望能與其他的好友分享並交流有關飼養蝴蝶的經驗，讓大家對於蝴蝶有更多的瞭解，進而尊重、愛護牠們，讓牠們的身影永遠在地球上飛舞著。 7. 今年的寒假很短，過年的時候感謝老師寒假沒出去旅行，特地抽空到學校指導我們。

（二）老師的話： • 大家對於這次的研究活動非常的投入，對於蝴蝶方面的知識我們一般只能由書本上的文字和圖片得知，實際飼養觀察的機會很少，藉由這此的活動大家學得了書本上所沒有的知識，也與蝴蝶更親密了。這次全班大約有一半的同學參與這次的飼養觀察活動，利用上學的課餘時間與寒假作詳細的觀察，姑且不論結果如何，那顆勇於探索知識的心，是值得讚揚的。地球是萬物的家，希望大家經過這次活動能培養自己對自然事物的觀察力，對於地球上的生物都能有一顆尊重、關懷、愛護的心。

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