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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    北臺灣地區歸化豆科植物對於植物群落衝擊之研究
    (2009) 蔡正國; Jenn-Kuo Tsai
    第一章、北臺灣地區植物入侵之概況 對於未來進一步的研究而言,包含有分類組成、相對覆蓋度、相對頻度、生活型、原產地及原產地之氣候類型等詳盡的歸化植物基本資料是不可缺少的。為深入探討歸化植物的特性,我們建立了下列兩個假說並驗證之:(1) 由於北臺灣擁有多樣的氣候及地形條件,包括熱帶及亞熱帶氣候的低海拔平原及溫帶氣候的高海拔山地,容易受到來自世界各地的外來植物所入侵;(2)在北臺灣地區成功建立族群的大多數歸化植物,其原產地的氣候條件與北臺灣相符合。 野外調查部份在北臺灣各縣市進行,利用1-km2之網格系統隨機選取100個網格做為實驗樣區,在每個樣區中的各種棲地類型隨機選取五至十個不等之1-m2樣點,記錄日期、GPS、海拔高度、原生及歸化之植物種類及植物覆蓋度;另外,計算每一種歸化植物的重要值指數(IVI)做為優勢度之指標。調查總共在2242個樣點記錄了12種棲地類型及629種植物,其隸屬於130個科及409個屬。依據各歸化類群所擁有的物種總數來排序,菊科、禾本科及豆科為最優勢的三個科,旋花屬則為最優勢的屬;此外,依據重要值指數排序,大花鬼針草為最優勢的歸化物種。就原產地而言,在北臺灣的大部份歸化植物來自熱帶美洲。 第二章、北臺灣地區歸化豆科植物對於植物群之衝擊 過去研究顯示,入侵植物常對於當地的生物多樣性造成衝擊,包括競爭排除、竭盡水源或改變微棲地物化性質等。其中,改變微棲地物化性質往往造成深遠且不可逆的影響;然而,此環節卻鮮少被討論。在眾多改變微棲地物化性質的機制中,固氮作用是最常見且能改變土壤物化性質的重要機制之一。一般而言,豆科(Fabaceae)植物能藉由固氮作用適應當地環境並增加該地區土壤的生物承載量,進而改變該地區植物之生物量及多樣性。 本研究設立下列四個假說以探討歸化之豆科植物在北臺灣植物群落之生物量及多樣性所造成之衝擊性:(1) 歸化豆科植物的存在與相對較高的植物生物量及多樣性有關;(2) 歸化豆科植物提昇了土壤含氮量;(3) 歸化豆科植物同時增加原生及外來植物之生物量及多樣性;(4) 歸化豆科植物在不同棲地類型之植物群落造成之衝擊性會有所不同。 實驗以北臺灣為樣區,利用每平方公里之網格系統,隨機選取100個1km2樣區,利用正射化影像(Othophoto)判定棲地類型,並各自選取五到十個不等的1m2小樣方,記錄GPS、海拔高度、棲地類型、植物種類以及覆蓋度等,並轉換成多樣性指數包括Shannon(H’)、Simpson(λ)、Pielou均勻度指數(J)、Berger-Parker優勢度指數(BP)、物種數(S)及總覆蓋度(C)等六項指數;另外,收集土壤樣本以評估歸化豆科植物之存在與否造成含氮量之差異性。 結果顯示,在100 km2中2242m2的小樣方共記錄了16種歸化豆科植物,其中以大葛藤 (Pueraria lobata (Willd.) Ohwi ssp. thomsonii (Benth.) Ohashi& Tateishi)為最優勢之種類;大多數的歸化豆科植物為原產於熱帶地區的草本,且偏好特定的棲地類型,如農地、河岸地、荒廢地及路邊。在土壤營養鹽部份,歸化豆科植物提高了局部的氮總量;另外,存在歸化豆科植物會顯著增加外來歸化植物之生物量及多樣性,但對於原生植物卻沒有增加或減少的趨勢。然而,若將歸化豆科植物從分析中移除,其存在與否對於其它外來歸化植物並沒有增加或減少的趨勢。 此外,分別探討歸化豆科植物種數最多的五種棲地,包括荒廢地、河岸、農地、墓地及路邊,其受衝擊程度與整體完全一致,即存在歸化豆科植物會顯著增加這五種棲地類型之外來歸化植物生物量及多樣性,但對於原生植物依舊沒有增加或減少的趨勢;但若將歸化豆科植物從分析中移除,其存在與否亦對於這五種棲地類型之其它外來歸化植物並沒有增加或減少的趨勢。 根據我們的結果,北臺灣地區之歸化豆科植物對於當地植物群落生物量與多樣性之衝擊幾乎接近中性;然而,我們仍需密切注意歸化豆科植物在臺灣中部與南部這些亞熱帶區域所造成之衝擊,一方面比較改變棲地物化因子之相同分類群在不同緯度間之衝擊性必定是個有趣的議題;另一方面,對於這些能改變棲地性質之分類群的了解能更佳透徹。
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    嗜酸嗜熱細菌之分離及其酯解酵素粗酵素液之性質研究
    (國立臺灣師範大學生命科學學系, 2000-06-??) 蔡正國; 李銘亮
    從酸性的溫泉(約pH3、55℃)附近分離出數種細菌。依細菌的特性,其中一種分類為 Bacillus acidocaldarius,可生長於pH 3~4及45~65℃的培養條件下,生長最適pH及溫度分別是pH4及55℃。以p-nitrophenyl ester為受質,可於培養細菌的上清液中偵測到酯解酵素(esterase)的活性。橄欖油的添加雖然可促進細菌生長,但是對於酯解酵素的分泌似乎沒有明顯的影響。此酯解酵素作用之最適pH值及溫度分別為中性(pH7)及75℃。此酯解酵素可分解長碳鏈的酯質受質(pNPC12~pNPC16),亦具有相當之熱穩定性,於75℃之半生期為30分鐘,而以95℃處理3小時後仍保留有18%%的活性。也測試了一些鹽類、清潔劑及金屬螯合劑EDTA對此酵素的影響,尚未找到可以促進該酯解酵素活性的離子;然而,清潔劑及某些離子則對酵素活性具有抑制的作用;另外,EDTA的添加不對酵素活性有所抑制。