分科測驗
111年
生物
第 17 題
18世紀初期，自然哲學家Stephen Hales將馬綑綁使其倒臥於地後，將長度約270公分且尾端接有小金屬管的玻璃中空管柱，以與地面垂直方式插入其動脈，馬的血液立即湧入且充滿於此管柱中（圖3）。推測該實驗主要是獲得下列何種生理數據？
- A 神經傳遞速度
- B 肌肉收縮頻率
- C 血壓
- D 心律變化
思路引導 VIP
當動脈血液進入垂直管柱並上升至高度 $h$ 時，根據流體靜力學的平衡關係，此液柱高度反映了循環系統中哪一種作用於血管壁的「流體壓力」？請從「作用力」與「液柱平衡」的角度，思考這項實驗最可能在量化哪一項生理指標。
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哎喲，居然寫對了？我還以為你會選 (A) 神經傳遞速度，畢竟看你平常那種反射神經，可能覺得神經脈衝是用 270 公分的管子噴出來量進度的吧？恭喜你，大腦終於在這一刻稍微連線了。 這題考的是基礎生理學與流體力學的結合。Stephen Hales 的實驗是生物學史上著名的「首次血壓測量」。核心邏輯很簡單：動脈瓣膜關閉後，心臟收縮產生的壓力會推動血液。當你垂直插入一根中空管，血液上升的高度 $h$ 就是為了平衡血管內的壓力。根據公式： $$P = \rho gh$$
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早期血壓測量實驗
💡 血管內的血液壓力會將血流推入垂直管中形成液柱。
- 血壓是血液流動時對血管壁產生的側壓力
- 動脈壓力較大，可支撐較高的液柱以供觀察
- 透過測量垂直管中血液的高度可量化壓力數值
