申論題

【第七大題】實驗設計

    帶領專題研究為高中教師的責任與義務，若學生對於以下主題有興趣，也查詢到下列相關資料，你會如何設計實驗，帶學生進行專題研究？

    肺部的訊息可經由迷走神經傳入中樞神經系統，支配肺部迷走神經的受器包括快速適應接受器、慢速適應接受器及肺C纖維。前兩種接受器的主要功能是接受肺部的機械性刺激如肺塌陷等；肺C纖維主要作用是接受肺的化學性刺激，如刺激性氣體、辣椒素(capsaicin)等。肺C纖維受到刺激後，會造成支氣管緊縮、呼吸道黏液分泌增加、血漿外滲等現象；而且肺C纖維會將訊息傳入延腦，經中樞整合後引起肺化學反射，其症狀包括呼吸暫停、抑心(心跳減慢)與降壓反應等。研究發現將辣椒素注入右頸靜脈，經循環進入肺，除引起肺化學反射性反應外，還會抑制與上呼吸道暢通有關的腦神經活動，推測這些反應可能是要避免個體吸入更多的刺激性物質。

    心跳可受到自律神經的調控，例如：乙醯膽鹼可作用於心肌的蕈鹼接受器，引起抑心的作用。大鼠心肌上的蕈鹼接受器有多種亞型，其中，興奮M1接受器會加快心跳，活化M2接受器則會降低心跳但M3與M4接受器則否。

    綜合上述資料，請設計實驗探討以上蕈鹼接受器是否參與辣椒素引起大鼠的抑心作用。請分別寫出  假設  、  實驗設計(含方法步驟等)  以及  預期結果  。

備註1：實驗材料包括雄性大白鼠、針筒、心跳測量器、解剖儀器、辣椒素、生理食鹽水、非專一性蕈鹼接受器拮抗劑、專一性M1蕈鹼接受器拮抗劑、專一性M2蕈鹼接受器拮抗劑、專一性M3蕈鹼接受器拮抗劑、專一性M4蕈鹼接受器拮抗劑等。

備註2：假設辣椒素、非專一性蕈鹼接受器拮抗劑、專一性M1蕈鹼接受器拮抗劑、專一性M2蕈鹼接受器拮抗劑、專一性M3蕈鹼接受器拮抗劑、專一性M4蕈鹼接受器拮抗劑等皆可溶於生理食鹽水。