理學院
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學院概況
理學院設有數學系、物理學系、化學系、生命科學系、地球科學系、資訊工程學系6個系(均含學士、碩士及博士課程),及科學教育研究所、環境教育研究所、光電科技研究所及海洋環境科技就所4個獨立研究所,另設有生物多樣性國際研究生博士學位學程。全學院專任教師約180人,陣容十分堅強,無論師資、學術長現、社會貢獻與影響力均居全國之首。
特色理學院位在國立臺灣師範大學分部校區內,座落於臺北市公館,佔地約10公頃,是個小而美的校園,內含國際會議廳、圖書館、實驗室、天文臺等完善設施。
理學院創院已逾六十年,在此堅固基礎上,理學院不僅在基礎科學上有豐碩的表現,更在臺灣許多研究中獨占鰲頭,曾孕育出五位中研院院士。近年來,更致力於跨領域研究,並在應用科技上加強與業界合作,院內教師每年均取得多項專利,所開發之商品廣泛應用於醫、藥、化妝品、食品加工業、農業、環保、資訊、教育產業及日常生活中。
在科學教育研究上,臺灣師大理學院之排名更高居世界第一,此外更有獨步全臺的科學教育中心,該中心就中學科學課程、科學教與學等方面從事研究與推廣服務;是全國人力最充足,設備最完善,具有良好服務品質的中心。
在理學院紮實、多元的研究基礎下,學生可依其性向、興趣做出寬廣之選擇,無論對其未來進入學術研究領域、教育界或工業界工作,均是絕佳選擇。
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Item 褐樹蛙(Buergeria robusta)的親緣地理學研究(2010) 陳盈蓉; Ying-Rong Chen親緣地理學(phylogeography)討論當物種受到歷史地質事件影響時,族群遺傳結構所產生的改變,並利用建構物種的親緣關係與調查族群在地理上的分佈,來檢視族群分化的歷史。在臺灣針對兩棲爬行動物的研究大多支持山脈為臺灣島上對物種分化而言最主要的地理屏障,然而目前卻尚未有針對褐樹蛙(Buergeria robusta)這種棲息生態同時受到陸域及淡水域影響的全島廣布物種進行親緣地理學的研究。本研究採集全島33個採樣點一共564隻褐樹蛙個體,以粒線體DNA中的細胞色素b(cytochrome b)基因片段做為分子遺傳標記,建構基因單型的親緣關係樹(phylogeny)與網狀譜系圖(network),討論褐樹蛙各族群間的遺傳分化程度及分布擴散歷程,並與前人研究的淡水魚類或其他小型兩棲爬行動物相比較。結果顯示褐樹蛙在親緣關係上可以分成七個支系,在地理分佈上可以分成五個區域。其中東部區域由於受到中央山脈的阻隔,與其他區域形成高度分化,而成為一個獨立的系群。在西部族群中,東北部、北部、中部與南部區域之間的遺傳交流極為有限,也各自擁有特殊的單基因型,而雪山山脈、苗栗丘陵與臺灣堆均成為阻礙基因交流的地理屏障。在族群歷史變動的部分,大部分主要遺傳支序皆呈現歷史上的分布範圍擴張,而大多數的地理區域則呈現歷史上的族群數量成長。總結而論,在臺灣造成物種產生遺傳分化的地理障礙,幾乎每一項都會成為褐樹蛙基因交流上的地理障礙,因此本研究認為褐樹蛙的遺傳分化模式兼具陸域生物與水域生物特徵而自成一格的特殊模式。Item 玉山金絲桃之族群遺傳研究(2009) 郭福麟; Kuo, Fu-Lin玉山金絲桃(Hypericum nagasawae Hayata)與能高金絲桃(H. nokoense Ohwi)皆為台灣特有種,由於二者形態相似,常造成鑑定上之混淆。本研究以accD – psaI、trnE – trnT、rpl16 intron、trnV – trnM(包含trnV intron)4個葉綠體DNA非轉錄區段進行分析,結果支持Robson (1996) 之處理,將此類群區分為兩種,其中玉山金絲桃廣泛分佈於海拔2,300 m 以上山區,能高金絲桃侷限分佈在花蓮秀林鄉之石灰岩地質地區。 另針對玉山金絲桃共採集10個族群150個樣本,以葉綠體DNA accD – psaI 及 trnE – trnT兩基因間片段探討族群遺傳結構,結果共得到10種單套型,其中4個主要單套型佔了所有樣本的90%,各侷限分佈於特定區域,族群間具有高度分化且基因交流有限(mean FST = 0.744, Nm = 0.09)。北大武山之單套型皆為該族群特有,且與其它單套型差距最遠,顯示受到長期地理隔離之影響,若不計北大武族群,則各族群間之遺傳距離與地理距離呈中度正相關。根據巢狀支序分析(NCA)推論過去在間冰期時曾發生育地碎裂化,使各區域僅保留少數甚至一種單套型,隨後因冰期氣溫下降,族群分佈至較低海拔而使各族群間有所接觸,發生有限之基因交流。 綜合與前人研究之高山類群比較,台灣高山草本植物之遺傳多樣性中心在中央山脈北段,且許多類群皆有雪山地區與南湖大山特有之單套型,其分佈模式可能受到過去冰期及冰河作用而產生遺傳漂變。然而綜合中性假說測試與BEAST軟體分析其族群變動顯示,最近的一次冰期對於玉山金絲桃之族群大小未造成明顯影響。Item 翡翠樹蛙(Rhacophorus prasinatus)族群遺傳結構之探討(2008) 蔡欣倫; Shin-Lun Tsai翡翠樹蛙(Rhacophorus prasinatus),為台灣特有兩棲類,目前僅侷限生活在台灣北部,桃園以北的山區,分別在天然林及耕作環境下都有發現,棲息地多為原始林邊緣或茶園等暫時性積水區,成小族群分布狀態。對於這種遷徙能力低、活動力又不強且對棲息地又有一定的忠誠度,同時分布地區又常有人為環境切割了自然地貌的物種而言,了解其野外族群的遺傳結構是有一定的重要性的。此可以提供適當的資料以利對此物種日後的研究及保育。本實驗將研究台灣特有種翡翠樹蛙的族群遺傳結構,藉由這種侷限分佈在臺灣北部的蛙類進行採集後,與其地形及水域分佈做分析比較,探討其遺傳結構概況,依水系採集了七個樣點,共76隻樣本。結果發現,翡翠樹蛙Fst為0.0891 ~ 0.1461之間,在南北勢溪、大漢溪間雖有中度分化,但彼此間的基因交流仍然很順暢,Nm值皆大於1;h值為0.8295、π值為0.0047,顯示有高的單基因型歧異度與低的核苷酸歧異度,亦顯示翡翠樹蛙可能有少數個體組成的祖先成長而來的,且其成長時間已足夠以累積恢復基因型的變異,而各地皆共有一個相同的單基因型,亦有獨自特有的單基因型,但彼此間變異差距不大。利用AMOVA分析發現其變異大多產生在族群內個體間,為89.48%。而翡翠樹蛙族群最大遺傳距離為0.0102,在台灣目前有研究的兩棲類中僅高於諸羅樹蛙。Item 玉山水苦賈及其相關類群之系統分類-特別論及玉山水苦賈的族群遺傳(2009) 吳家進; Chia-Chin Wu玉山水苦賈及其相關類群包含三個在形態上相似的類群,分別為玉山水苦賈(Veronica morrisonicola)、雪山水苦賈(V. tsugitakensis)和玉山前山水苦賈(V. morrisonicola var. yushanchienshanica)。三者皆分佈於高海拔,其中玉山水苦賈分佈最廣,雪山水苦賈的分佈地點侷限在雪山圈谷,而玉山前山水苦賈的分佈地點侷限在玉山前山。本研究利用形質分析和分子資料探討此類群的系統分類問題,特別論及玉山水苦賈的族群遺傳研究。 本研究利用167個樣本進行形質分析,共測量12個形態特徵。根據ANOVA結果顯示,此三類群在7個外部形態特徵具有顯著差異(葉片長度、葉片寬度、節間長度、總花梗長度、花序長度、花梗長度和果實數量),在歸群分析及PCA分析中可將此三群區分,但仍具有一些中間型的個體,另外玉山水苦賈分佈於合歡山的樣本形態差異較大。由葉綠體DNA所建構的親緣關係顯示,此三類群並非最近緣物種,雪山水苦賈的親緣關係較為疏遠。推估其分歧時間此三類群約為1.36百萬年,玉山水苦賈和玉山前山水苦賈的分歧時間約為0.25百萬年,另外分佈於合歡山的玉山水苦賈雖在形態上差異較大,但分子資料並無差異。 玉山水苦賈的族群遺傳研究,共使用了142~147個樣本數,合併葉綠體trnL intron和trnL-trnF spacer、核DNA的ITS區域與葉綠體trnD-trnT中的重複片段進行分析。由核DNA結果顯示,基因型歧異度以桃山族群和合歡山族群為最高。檢視基因型關連圖,玉山水苦賈的基因型可分成A、B兩群,其中A群占68%,B群占18.5%。檢視其族群變動歷史顯示,玉山水苦賈的族群數量在A群具有成長趨勢,B群則呈現一個穩定不變的狀態。在族群分化指數中,玉山水苦賈各族群並無顯著分化,由AMOVA檢測呈現族群的變異均在族群內。 由形質分析和分子資料結果,本研究將Huang and Huang (1998)認定的玉山水苦賈處理為玉山水苦賈(V. morrisonicola)、玉山前山水苦賈(V. morrisonicola var. yushanchienshanica) 和雪山水苦賈(V. tsugitakensis Masamune)。Item 輕海紋白蝶、臺灣紋白蝶與日本紋白蝶間之遺傳距離估計(國立臺灣師範大學生命科學學系, 1998-06-??) 王齡玉; 李瑋; 黃生; 徐堉峰Item 臺灣地區臺灣鏟頷魚族群遺傳結構之研究(國立臺灣師範大學生命科學學系, 1999-06-??) 林弘都; 黃生; Hung-Du Lin, Shong Huang本研究係利用同功酵素電泳探討臺灣地區臺灣鏟頷魚之族群遺傳結構。總共檢測了11個水系,13個族群,446個個體。在19種同功異構酵素中,得到34個基因座,其中有變異之基因座為12個,平均多型性基因座比例為5.6%;每一個基因座之平均對偶基因數為1.1;平均觀測異質度(HO)為0.020,平均理論異質度(HE)為0.019。利用F-統計分析結果,族群之近交係數(FIS)為-0.026,顯示臺灣鏟頷魚族群內個體為逢機交配,族群間的變異度指數FST)為0.506,族群間呈現高度分化;換算成基因交流值(Nm)為0.244,表示族群間基因交流受到極大的限制;遺傳歧異度(GST)為0.498,顯示約50%的遺傳歧異度是存於族群間的。族群間遺傳距離由0.000到0.063,遺傳距離和地理距離呈現相關,由群叢分析(UPGMA)得知,臺灣鏟頷魚可分為南、北兩群和立霧溪獨立的一群。這些結果顯示,臺灣鏟頷魚傾向於逢機交配,族群間由於基因交流不順暢,產生高度的遺傳分化,水系的阻隔和地區性選汰(local selection)可能為造成族群高度分化的主因。Item 瀕絕物種烏來杜鵑的族群內遺傳變異研究(國立臺灣師範大學生命科學學系, 1995-10-??) 黃生; 陳兆美; 許素玲; 呂勝由; S.Huang,C.M.Chen,S.LHsu,S.Y.Lu烏來杜鵑(Rhododendron kanehirai Wilson)天然族群己因原生育地破壞而消失,區外保育(ex situ conservation)為本種復育工作的第一步。研究其遺傳變異皮之高低,復為更迫切之工作。本報告採取保存於臺灣省林業試驗所苗圃中收集的烏來杜鵑60個單株為樣品,逐個進行同功酶檢測,結果發現在15種酵素中,多型對偶基因僅存於PER,SKDH, PGI-2 , LAP-2等4個基因座上。多型基因百分比為16.7%。其中除PER普通呈多型性存於族群內之外,其餘各式多型基因分別分佈在10株個體中。依照此初步數據判斷,本種的復育在方法上,應先行繁殖這10株保有基因多型性的殘存個體,以維持其族群比例(population ratio)。並且在增加數量的過程中能保持足夠的有效族群大小(effective population size (Ne)),以免在復育過程中,因選擇不當,盲目繁殖大量同質個體造成基因僵化( fixed),反致加速該物種之滅絕。