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人体及动物生理学实验教案骨骼肌收缩特性和收缩形式实验学时：6学时实验类型：（综合）每组人数：3人／组一、实验目的本实验通过对蛙类进行解剖、制备坐骨神腓肠肌标本、电磁刺激标本坐骨神经等实验操作，来学习骨骼肌的生理特性，以达到以下目的：1.学习蛙类动物单毁髓和双毁髓的方法；2.学习和掌握制备蛙类坐骨神腓肠肌标本的方法；3.观察刺激强度和肌肉收缩反映的关系；4.观察骨骼肌单收缩过程；5.观察刺激频率与肌肉收缩形式之间的关系，理解形成复合收缩与强直收缩条件。6.学习多通道生理信号采集系统的使用。通过以上学习使学生树立严谨的科学态度、形成较强的团结协作意识、建立初步自主探究的能力。二、实验原理蛙类的一些基本生命活动和生理功能与温血动物相近似，而其离体组织所需的生活条件比较简单，易于控制和掌握。因此在实验中常用蟾蜍或蛙坐骨神腓肠肌标本来观察兴奋性、兴奋过程、刺激的一些规律以及骨骼肌的收缩及其特点等。故坐骨神腓肠肌标本的制备是生理学实验的一项基本操作技术。肌肉兴奋的外在表现是收缩。给肌肉一个有效刺激，肌肉将发生一次收缩，称为单收缩。单收缩一般要经历潜伏期、收缩期和舒张期三个过程。使用相继的两个有效刺激作用于肌肉，如果相继的两个刺激的间隔时间大于该肌肉单收缩的全部时间，则出现波形互相分开的两个单收缩；逐渐缩短两个刺激的间隔时间，使第二个刺激落在第一个收缩的舒张期，从而引起两个单收缩的复合，即舒张期复合收缩；再缩短两个刺激的间隔时间，使第二个刺激落在前一个收缩的收缩期或缩短期，此时前后两个单收缩也会复合起来，形成一个收缩幅度比较高的收缩波形，称为收缩期复合收缩。如果将一串有效刺激加于肌肉，可因刺激频率不同呈现不同的收缩波形。如果频率很低，即两个刺激的间隔很大，则出现一连串单收缩；逐渐增大刺激频率，若每两个刺激的间隔长于单收缩的收缩期而又短于其全部历时时，则出现相邻两个波形不同程度的复合，其曲线特点呈锯齿状，即为不完全强直收缩；再继续加大刺激频率，则肌肉处于完全、持续的收缩状态，看不出单收缩的舒张期的痕迹，此即完全强直收缩。强直收缩的幅度大于同样刺激条件下单收缩的幅度，而且在一定范围内随刺激频率的增大，收缩高度也增大。正常机体在自然状态下的肌肉收缩，几乎都是完全强直收缩。本实验通过解剖蛙类动物，制作坐骨神经-腓肠肌标本，固定刺激的其它参数，仅改变刺激频率的方法描记各种收缩形式，从而揭示刺激频率与肌肉收缩形式之间的关系，涵盖了动物学、解剖学、生理学等多学科的知识点。三、实验方案本实验方案可分为坐骨神经腓肠肌标本制备和骨骼肌生理特性观察两部分。过程如下：（一）坐骨神经-腓肠肌标本的制备方法1.破坏脑和脊髓：取蟾蜍一只,用水冲净.左手握住蟾蜍,用食指压住其头部前端使头部前端前俯,右手持探针从枕骨大孔垂直刺入,有落空感时即表明已进入枕骨大再将探针抽出至枕骨大孔位,向后刺入椎管捣毁脊髓，此时如蟾蜍的四肢松,呼吸消,形体对称,表示脑和脊髓已完全破,否则应按上法再行捣毁。2.剪除躯干前部及内脏：在骶髂关节水平以上0.5-1厘处剪脊柱,左手握蟾蜍后肢,用大拇压住骶骨,使蟾蜍头与内自然下垂,右手持粗剪，沿骶两侧剪开背部肤，再耻骨联前剪断侧软组织(注勿损伤骨神经)，留下两后肢、脊及由它出的坐神经。3.剥皮：手捏脊断端（意不握住和迫神经，右手住其上皮肤边缘，向剥掉全后肢皮，将标放在盛任氏液培养中。4.将手及过的剪、镊子全部术器械净，再行下述骤。5.分离两：左手脊柱并标本起，将面向上使尾骨翘。从骨尖开始，用剪刀紧尾骨两游离尾并将其断（注勿损坐骨神），然后沿线用剪将脊柱为两半并从耻联合中剪开侧大腿这样两腿即完全离。将条腿浸盛有任液的培皿中。6.制作坐神经腓肌标本将一蟾蜍腿小腿背向上、柱腹侧上，用刨钉固于蛙板。蛙腿垫浸有氏液的璃板。1）游离骨神经用玻璃沿脊柱游离坐神经，于近枢端穿结扎。将标本侧向上置，剪位于坐神经沟的梨状及其近的结组织，再循坐骨经沟（二头肌半膜肌间的裂处），出坐神经之腿部分，用玻璃小心分，然后脊柱根将坐骨经剪断手执扎神经线将神经轻轻提，剪断骨神经所有分，并将经一直离至关节为（图3-1）。2）完成坐骨神经小腿标本：将游离干净的坐骨神经搭于腓肠肌上，在膝关节周围剪断并剥离全部大腿肌肉，用粗剪刀将股骨刮干净，然后在股骨中部剪去上段股骨，保留的部分就是坐骨神经小腿标本。3)完坐神腓标：上坐神腿本跟处线扎断跟。离肠至关，后膝节小其分掉这就成一带股的骨经-腓肌。即标浸盛干氏的养皿中。（）骼收特的察1.仪器装置准备好生理信号采集系统及张力换能器的记录装置。2.将标本与生理信号采集系统连接将标本的股骨残端固定于肌动器的螺旋孔内，将键张换器臂力用线接通调线张，腓肌处自拉的度。3.观察与纪录（1）．从小到大调整刺激强度从而寻找最适刺激强度，并固定此刺激强度不变。（2）．选择刺激输出方式为“单”，通过刺激器脉冲个数记数窗口设置单一刺激，开动慢鼓，描记单收缩曲线（图3-11）。（3）．选择刺激输出方式为“单”，通过刺激器脉冲个数记数窗口设置两个刺激，从小到大调节刺激频率，描记舒张期复合收缩和收缩期复合收缩曲线四、主要仪器及试剂1．仪器多通道生理信号采集系统、张力换能器、屏蔽盒。2．器械蛙手术器械一套、支架、双凹夹等。3．药品任氏液。五、实验要求本实验是一个涉及动物解剖学、生理学及生理仪器使用的综合性实验，要求同学们在实验前预习实验的目的内容、材料用具和具体的操作步骤，提前准备好实验试验用的蛙类动物、各种试剂和器材，查阅有关解剖学和生理学方面实验资料，理解实验原理，熟悉操作步骤，了解注意事项，并对查阅的知识进行归纳总结，写出具体的实验方案。六、思考题1.用各种刺激检验标本兴奋性时，为什么要从中枢端开始？2.为什么剥皮后必须清洗双手和用过的器械？3.根据你的体会，要想使标本兴奋性良好必须注意什么问题？4.骨骼肌的收缩与刺激强度之间的关系如何？5.为什么在阈刺激和最大刺激之间，骨骼肌收缩会随刺激强度的增强而增强？6.怎样理解潜伏期？本实验中的潜伏期包括哪些时间因素？7.说明形成不完全强直收缩和完全强直收缩的条件。完全强直收缩有何生理意义？七、实验报告本实验结束后以实验报告的形式验收，实验报告内容包括实验的目的原理、材料用具、实验的具体操作步骤、实验结果及分析等（本实验结果为打印的收缩曲线）。同时在实验报告中要对实验中出现的特殊现象进行解