生理学实验指导.docx
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生理学实验指导.docx
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生理学实验指导
生理学实验指导
中药教学部
重庆邮电学院生物学院
二OO四年六月
前言
本课程的作用是使学生学习人体生理学实验知识、方法和技能,了解生理学实验的主要过程及基本方法以及与人体的联系。
从而使学生在认识人体机能活动基本规律的基础上,进一步认识运动训练的生理学原理;了解各类不同年龄、性别、运动项目、及训练水平的运动员的生理特点,从而科学地指导训练实践;了解体育运动对人体机能活动发展变化的影响,为运动健身提供理论基础。
本实验指导选择的实验内容经典、实用,做到既与理论课有密切联系,又有实验课的独特体系;既有整体动物实验,既有验证性实验,又有设计性实验,还有综合性实验。
从而使学生初步具备对客观事物进行观察、比较、分析、综合和解决问题的能力,并验证、巩固和加深理解基本理论,从而初步掌握药理学实验的基本方法。
重庆邮电学院生物学院
陈玉英刘圣蓉编著
二00四年六月
绪论3………5
实验一刺激频率、刺激强度与肌肉反应的关系6………7
实验二反射时的测定与反射弧的分析8
实验三安静时脉博、心音和动脉血压的测定9………11
实验四肺功能的测定12………14
绪论
运动生理实验课的目的:
1.初步掌握生理学实验的基本操作技术,了解获得生理学知识的科学方法。
2.验证和巩固生理学的基本理论。
3.培养科学作风和分析解决问题的能力以及对科学工作的严肃态度、严肃的工作方法和严谨的工作作风,从而为科学地组织体育教学,指导体育锻炼和课余体育锻炼,以及开展体育科学研究奠定初步基础。
为了达到实验目的,请同学门做到以下要求:
1.遵守纪律,提前5分钟到达实验室,因故外出或早退应向老师请假。
进入实验室必须身穿白大衣,不许穿拖鞋,衣着整洁干净。
实验时应严肃认真,不高声谈笑,不进行实验室无关的活动。
2.实验前:
仔细阅读实验手册,复习有关理论。
做到充分理解,预测该实验各个步骤应得的结果和可能发生的误差。
3.实验中:
1.实验者必须先熟悉仪器的使用要点,而后运用。
仪器损坏或失灵,应请老师修理或调换。
违章操作使仪器损坏者,要进行赔偿。
各小组实验器材不得调换。
公用物品用完后放回原处。
2.实验时将实验器材妥善安排好,正确装置;严格按照实验指导上的步骤进行操作,准确计算给药量,防止出现差错意外;3.认真仔细地观察实验过程中出现的现象,随时记录药物反应出现的时间、表现以及最后转归,联系课堂讲授内容进行思考。
4.注意节约实验材料。
4.实验后:
(1.)整理实验结果,经过分析思考,写出实验报告,按时交给指导教师;
(2).整理实验器材,洗净擦干,妥为安好,放回原处。
将用过的动物进行处死动物及其他废物丢入指定处所。
由班长安排各组进行轮流打扫清洁,做好实验室的清洁卫生工作(桌、凳、地板、收拾干净,摆放整齐),离开时关闭所有的水、电、气关好门窗。
实验过程中要严格遵守实验室规则。
实验的基本原则:
1.对照原则:
是使实验组和对照组(或加实验因素时和无实验因素时)的非处理因素处于相等状态,其结果是实验误差得到相应的抵消或减少。
形式上有空白对照、实验对照、标准对照、自身对照等等。
2.随机原则:
保证被研究的样本是由总体中任意抽取的。
即抽取时要使每一个观察单位都有同等的机台被抽取.以减少实验误差和人为因素。
3.均衡原则:
必须使实验组中的非处理因素和对照组中的非处理因素均衡一致.突出实验的处理因素,减少非处理因素对结果的影响。
4.重复原则:
重复可消除偶然性造成的误差,样本越多,次数越多,结果越客观真实,误差越小。
但在实际中有一定的困难,因此必须对选取的样本数目有一个估计,要增强实验的敏感性来减少样本。
生理实验报告的写作要求:
1.注明姓名、班级、组别、日期、操作者.
2.实验题目、目的、简要方法(包括仪器,药品等).
3.实验结果是实验中最重要的部分,应该忠实,正确地记述实验过程中所观察到的现象。
一定随时记录,不可单凭记忆,否则容易发生错误或遗漏。
4.实验结果的讨论是根据已知的理论对结果进行的解释和分析,判断结果是否为预期结果,非预期的结果要分析可能的原因.还要指出实验结果的生理意义。
5.实验结论中一般要列具体的结果,能够归纳出一般的,概括性的判断,即这一实验所能验证的概念、原则或理论的简明总结。
不能充分证明的理论分析不应写入结论。
生理实验课常用药品与手术器械:
1.常用生理盐溶液
生理学实验中常用的生理盐溶液有数种,其成分和用途各异,如下表所示。
药品名称
任氏溶液
(Ringer,s)
用于两栖类
乐氏溶液
(Locke,s)
用于哺乳类
台氏溶液
(Tyrode,s)
用于哺乳类(小肠)
生理盐水
两栖类
哺乳类
氯化钠(NaCl)
6.5克
9.0克
8.0克
6.5克
9.0克
氯化钾(KCl)
0.14克
0.42克
0.2克
—
—
氯化钙(CaCl2)
0.12克
0.24克
0.2克
—
—
碳酸氢钠
(NaHCO3)
0.20克
0.1~0.3克
1.0克
—
—
磷酸二氢钠
(NaH2PO4)
0.01克
—
0.05克
—
—
氯化镁(MgCl2)
—
—
0.1克
—
—
葡萄糖
2.0克(可不加)
1.0~2.5克
1.0克
—
—
蒸馏水
加至
1000毫升
加至
1000毫升
加至
1000毫升
加至
1000毫升
加至
1000毫升
配制生理盐溶液的方法,是先将各成份分别配成一定浓度的基础溶液(见下表),然后按表所载份量混合之。
成份
浓度(%)
任氏溶液
乐氏溶液
台氏溶液
氯化钠(NaCl)
20
32.5毫升
45.6毫升
40.0毫升
氯化钾(KCl)
10
1.4毫升
4.2毫升
2.0毫升
氯化钙(CaCl2)
10
1.2毫升
2.4毫升
2.0毫升
磷酸二氢钠(NaH2PO4)
1
1.0毫升
—
5.0毫升
氯化镁(MgCI2)
5
—
—
2.0毫升
碳酸氢钠(NaHCO3)
5
4.0毫升
2.0毫升
20.0毫升
葡萄糖
2.0克(可不加)
1.0~2.5克
1.0克
加蒸馏水至
1000毫升
1000毫升
1000毫升
应当注意的是,氯化钙溶液须在其它基础溶液混合并加蒸馏水稀释之后,方可一面搅拌一面逐滴加入,否则将生成钙盐沉淀.葡萄糖应在临用时加入,加入葡萄糖的溶液不能久置。
2.氨基甲酸乙酯常用于兔、猫、狗、蛙的全身麻醉药,使用方便,一次给药可维持4-5小时。
剂量为1克/公斤体重.即20%的溶液5ml。
3.蛙手术器械
1).剪 刀 眼科剪刀 用于剪断神经和血管等软组织。
手术剪刀 用于剪断肌肉和皮肤等组织。
粗剪刀 用于剪断骨骼,如脊柱。
2).镊 子 大镊子,用于夹捏肌肉和皮肤等组织。
小镊子,用于夹捏血管和心包等组织。
3).金属探针用于破坏脑和脊髓.
4).玻璃钩用于分离神经和血管等组织。
5).锌铜弓用于检查神经肌肉标本的兴奋性.
6).蛙心夹夹住蛙心,以描记心脏舒缩活动.
7).蛙板用于固定蛙或标本.以便操作和实验。
4.兔手术器械(哺乳类手术器械)
1).手术刀用于切开皮肤和脏器。
2).手术剪刀弯形剪用于剪毛,其余同蛙手术器械。
3).镊子同蛙手术器械.
4).止血钳用于止血,分离和牵拉组织。
5).骨钻
6).动脉夹用于阻断动脉血流。
7).气管插管用以插入气管,以保证呼吸道通畅。
8).血管插管用以插入血管,供实验使用。
3).骨骼肌AP和收缩波记忆示波和测量各种参数,观察AP的存在和收缩波的融合现象。
4).家兔大皮层诱发电位取代叠加仪,测量各种参数。
实验一刺激频率、刺激强度与肌肉反应的关系
实验目的
1.掌握坐骨神经干标本的制备方法
2.熟悉常用电生理仪器的使用
3.观察不同刺激强度与肌肉收缩力量的关系
4.观察不同刺激频率的改变与肌肉形式的关系
实验器材:
蛙手术器械电刺激器RM6240信号采集系统标本盒张力换能器
药品:
任氏液
实验对象:
蟾蜍或蛙
实验方法与步骤
一、坐骨神经干标本的制作
1.破坏脑脊髓取蛙一只,用自来水冲洗干净。
左手握住蛙,用食指压住其头部前端使头前俯(图l一1),右手持探针从相当于枕骨大孔处垂直刺入,将探针向前刺入颅腔。
左右搅动捣毁脑组织.然后将探针抽回原处,再向后刺入脊椎管捣毁脊髓。
脑脊髓完全破坏的标志是蛙的四肢松软,呼吸消失?
否则要依上法再行捣毁.
图l一1破坏蟾蜍脑脊髓的方法 图1—2剪除躯干上部及内脏
2.剪除躯干上部及内脏在骶髂关节水平以上O.5—1.Ocm处横断脊柱,然后左手握蛙后肢,用拇指压住骶骨.使其头与前肢自然下垂,右手持粗剪刀,沿脊往两侧剪除蛙的一切内脏及头部,注意不要伤及坐骨神经干。
(图1—2)。
3.剥皮先剪去肛门周围皮肤,左手垫纸握脊柱断端,右手捏住其上的皮肤边缘,向下剥掉全部后肢的皮肤。
然后将标本放在盛有任氏液的培养皿中:
注意用力要均匀,手不可接触标本。
4.将手及用过的手术器械洗净
5.分离两腿下肢标本背位置于蛙板上。
于两侧坐骨神经干下分别穿线,尽量靠近脊柱结扎。
注意此处为腰骶丛,不可遗漏分支.于结扎线的脊柱侧剪下神经,以结扎线为支持线轻轻提起神经,顺其走行方向剪去分支后,将神经干搭在大腿肌肉上.然后持两腿,从背剥剪断两侧犁状肌,沿脊柱两侧向上剪开剔除脊柱。
将两侧大腿连同下肢带骨相对扭动、脱关节,于耻骨联合中央剪开两侧大腿.将一腿放回培养皿中。
6.游离坐骨神经用玻璃分针沿脊柱内侧游离坐骨神经,并于中枢端结扎。
沿神经走行,经犁状肌及其附近的结缔组织、坐骨神经沟,游离神经至掴窝,用支持线轻轻提起神经,顺其走行方向剪去分支。
7.将游离的坐骨神经搭于腓肠肌上,在膝关节周围剪掉大腿全部肌肉,并用粗剪刀将附着在股骨上的组织刮干净,然后在股骨的中部剪去上段的股骨,保留的部分就是坐骨神经小腿标本。
8.制备坐骨神经腓肠肌标本将上述的坐骨神经—小腿标本在跟腱处穿线结扎后剪断跟腱,游离腓肠肌致膝关节处,然后沿膝关节将小腿其余部分剪掉,这样就制备好了具有附着在股骨上的腓肠肌并带腓肠肌的坐骨神经标本。
9.清理器具,然后将制备好的标本浸入任氏液中数分钟后开始实验。
二、固定标本
将坐骨神经腓肠肌标本固定于肌槽,坐骨神经置于肌槽的刺激电极上,股骨残端固定于肌槽的小孔内。
腓肠肌跟腱的结扎线与张力换能器相连,将张力换能器固定于铁支架的双凹夹上,暂不拉紧结扎线。
三、仪器的调试相连接
张力换能器的插头插入RM6240信号采集系统的一信号输入插座,描记腓肠肌的收缩曲线。
调零后进入记录状态。
四、观察项目
1.用不同的刺激强度给予刺激,观察曲线的变化。
2.改变刺激的频率,记录肌肉收缩形式的改变。
注意事项
1.不可用力牵拉神经。
2.要经常保持神经标本湿润。
3.神经标本与电极要密切接触,不可折叠,
4.刺激强度由小到大。
讨论题
1.在一定范围内刺激强度的增加,肌肉收缩幅度有何变化?
为什么?
2.随着刺激频率的增加,肌肉收缩形式变化如何?
为什么?
实验二反射时的测定与反射弧的分析
目的:
了解刺激对反射时的影响,反射弧的组成和反射弧各部分的作用。
主要仪器设备:
常规蛙类手术器械
药品:
硫酸任氏液
实验对象动物:
蟾蜍
内容:
使用脊蛙,①分别用不同浓度的硫酸刺激蛙趾尖,观察反射时的长短;②观察去除皮肤感受器、阻断神经传导、破坏中枢后反射变化。
要求:
分析反射弧的组成,验证反射弧各部分的作用。
实验三安静时脉博、心音和动脉血压的测定
实验目的
学习安静时脉搏、心音和动脉血压的测定方法,了解心脏活动的基本规律和评定心脏机能的基本指标。
识别第一心音和第二心音。
实验原理
1、动脉脉搏的测定
在每个心动周期中,动脉内的压力发生周期性的波动,这种周期性的压力变化可引起动脉管发生博动,称为动脉脉搏。
正常值:
正常成人脉搏为:
75次/分钟左右。
(运动员在运动中,脉搏频率可高达200次/分钟,在安静时,脉搏却可少到30次/分钟。
(运动有素的运动员安静时脉搏比一般的人慢)
测定部位:
腕关节桡动脉或颈动脉处。
也可用听诊心音的方法测定心跳频率得出。
运动实践中,常用测定脉搏来了解科的运动强度、运动训练后的恢复和运动员训练水平评定的简易指标。
2、心音的听诊
原理:
心音是由心脏瓣膜关闭和心肌收缩引起的振动所产生的声音。
用听诊器在胸前壁听诊,在一个心动周期中可以听到两个心音。
第一心音音调低沉而较长,声音较响,是由房室瓣关闭和心室收缩振动所产生的。
由于房室瓣的关闭与心室收缩开始几乎同时发生,因此第一心音是心室收缩的标志。
其响声的性质变化常可反映心室肌收缩强弱和房室瓣的机能状态。
第二心音音调较高而历时较短,声音清脆,主要是由半月瓣关闭产生振动造成。
由于半月瓣的关闭与心室舒张几乎同时发生,因此第二心音是心室舒张的标志。
心音听诊区位置:
二尖瓣听诊区:
左侧第五肋间,锁骨中线内侧
三尖瓣听诊区:
胸骨下端稍偏右侧
主动脉瓣听诊区:
胸骨右缘第二肋间
肺动脉瓣听诊区:
胸骨左缘第二肋间
3、动脉血压的测定
血压—是指血管内的血液对单位面积血管壁的的侧压力。
以前习惯用毫米汞柱(mmHg)表示血压的高低,但压强的法定计量单位为帕(Pa),即牛顿/每平方米,帕的单位较小,一般用千帕(KPa)表示(1mmHg=0.133KPa)。
测定人体动脉血压的方法,最常用的是间接测压法,它是使用血压计的压脉带在动脉外加压,根据血管音的变化来测量动脉血压的。
通常血液在血管内流动时并没有声音。
假如给血管施加压力使血管变窄形成血液涡流时则可发出声音(血管音)。
在一个心动周期中,动脉血压随着心室的收缩和舒张而发生规律性的波动。
心室收缩时动脉血压的最高值称为收缩压、心室舒张时动脉血压的最低值称为舒张压。
收缩压与舒张压之差称为脉搏压或脉压。
正常值:
我国健康成人安静时动脉血压为:
收缩压100—120mmHg;舒张压60—80mmHg
记为:
100—120/60—80mmHg
血压也是常用的生理指标测定方法之一。
正常人安静时的动脉血压较为稳定,变动范围较小。
正常人的血压随性别、年龄及其他生理情况而变化。
男性一般比女性略高。
随年龄增长动脉血压也逐增渐高,但收缩压的升高比舒张压的升高更加显著。
体力劳动、运动或情绪激动时血压可暂时性升高。
实验器材:
血压计(检压计、脉压带、打气球、气门旋纽)、听诊器
实验方法步骤:
1、安静时脉搏的测定:
以食指、中指、无名指轻压在被试者的桡动脉上,以10秒为单位连续计数每10秒钟的脉搏频率,如连续三个10秒的脉搏数是一样的,即以这个数字乘6,得出被试者每分钟的脉搏频率。
如果被测者用相邻两个10秒的频率只差一次,连续测时每两个10秒的情况都是这样,即可以用邻近两个10秒的频率相加乘3,求得安静时每分的脉搏频率。
2、安静时血压的测定
①静坐——受试者静坐5分钟,脱去左臂衣袖。
②松旋扭——松开气门旋纽,将压脉带内的空气排尽再将气门旋纽扭紧。
③绑压脉带——将压脉带裹于受试者左上臂,下缘应在肘关节上约3厘米,松紧适宜,手臂与心脏同一水平。
④找肱动脉——将听诊器的胸端放在肘窝上肱动脉博动处(肘窝上3厘米处靠内側)。
⑤开水银开关——将血压计水银柱下开关打开。
⑥打气加压——先将气门旋纽顺时针扭紧,然后打气加压,同时注意听声音变化。
⑦放气、听音、观察——然后扭开打气球气门旋钮缓慢放气,此时可听到血管音的一系列变化:
声音从无到有,由低而高,而后突然变低,最后完全消失。
A、在徐徐放气减压时当第一次听到血管音时的水银柱高度即代表收缩压,B、继续放气,在血管音突然由强变弱时(或声音突然消失)的水银柱高度即代表舒张压。
⑧将测得安静时血压的结果记录下来。
收/舒mmHg
注意事项
1、保持课堂安静,以便能准确听到血压音。
2、打气加压时,压力不可过高,以防水银溢出。
3、实验完毕后,将水银流入水银槽内关闭开关。
思考题:
1.血压测定的原理?
分析运动后血压的变化,为什么?
2.运用后心率的变化如何?
为什么?
实验四肺功能的测定
一、实验目的和任务
本实验目的和任务是学会测定肺活量、时间肺活量和最大肺通气量的测定方法。
呼吸机能是保证机体在新陈代谢过程中实现气体交换的重要条件。
肺的主要机能是进行气体交换。
肺活量、时间肺活量和最大通气量,都可以作为呼吸机能健康程度的指标。
A、肺活量——(记录速度选择III)可以反映人体呼吸运动的机能。
但肺活量的绝对值尚不能全面的反映人的通气功能,有时用肺活量的相对值,即肺活量除以体重(ml/kg)或身高(ml/cm),来评价肺通气功能水平和作横向的比较研究。
肺活量的大小与性别、年龄、体表面积、胸廓的大小、呼吸肌发达程度以及肺和胸壁的弹性等因素有关,而且有较大的个体差异。
正常成人肺活量的平均值:
男性约为3500ml,女性约为2500ml,高水平运动员可达7000ml之多。
B、时间肺活量——(记录速度选择I)更能反映肺组织的弹性和呼吸道的通畅能力。
时间肺活量是一个评价肺通气功能较好的动态指标,它不仅反映肺活量的大小,而且还能反映肺的弹性是否降低,气道是否狭窄,呼吸阻力是否增加等情况。
C、最大通气量——(记录速度选择II)则可反映肺的全部潜在的通气能力。
它是衡量通气功能的重要指标,可以用来评价受试者的通气储备能力。
二、 实验器材
FJD—80型单筒肺活量计、75%酒精棉球、一次性吹咀。
三、 实验步骤
1、活量的测定(记录速度选择III)
肺活量——最大深吸气后,再作最大呼气时所呼出的气量,称肺活量(VC)。
①、记录纸速选用III,(30秒/格,0.83mm/秒)
②、立位,接好三通开关及吹咀,橡皮管与肺量计相连,肺量计外筒盛水,水量约为外筒容积的80%。
调节描记笔到零位。
③、受试者口对吹咀,夹好鼻夹,开启电源,待记录纸等速转动,令受试者作最大深吸气后,立即由吹气口向筒内作最大限度的呼气,此时所呼出的气量即:
肺活量。
(记录纸上已描记下来,每横格=10毫升)
④、休息片刻后,重复步骤③,作三次取最大值。
正常成人肺活量的平均值:
男性约为3500ml,女性约为2500ml,高水平运动员可达7000ml之多。
2、时间肺活量的测定(记录速度选择I)
在最大吸气之后,以最快速度进行最大呼气,记录一定时间内所能呼出的气量,称时间肺活量。
(即最大吸气后,立即迅速作最快的一口气呼出,直到不能再呼出为止。
)
①、记录纸速选择I(1秒/格,25mm/秒)
②、同肺活量②。
③、受试者口对吹咀,(三通开关与大气相通),夹好鼻夹,使受试者习惯片刻,开启电源(暂不开记录开关),静息呼吸3~4次,待描记笔降至潮气量位置,令受试者作最大深吸气(在令受试者作最大用力呼气前,应立即启动记录开关),屏住气,待1~2秒后,立即令其迅速作最快的一口气呼出,直到不能再呼出;描图出现平段位置为止。
④、休息片刻,重复一次,取最大值。
⑤、计算:
纸速I(纸的纵线条:
1秒钟/格;25毫米/秒,横线条:
10毫升/格)
时间肺活量的正常值,用呼出气量占肺活量的百分比表示。
(即各秒时间肺活量占总的时间肺活量百分比)
时间肺活量=呼出气量/肺活量×100%
(例:
1”=2910毫升2”=3200毫升3”=3250毫升)
计算出各秒时间肺活量占总的时间肺活量百分比。
*正常成人最大呼气时,第1秒、第2秒和第3秒钟呼出的气量分别占总肺活总量的83%、96%和99%,在3秒钟内人体基本上可呼出全部肺活量的气量,其中第1秒钟的时间肺活量的百分率最有意义,其数量多少,反映通气舒畅程度及肺的弹性回缩能力。
3、最大通气量的测定(记录速度选择II)
——以适宜的呼吸频率和呼吸深度进行呼吸时所测得的每分通气量,称最大肺通气量。
一般只作15秒钟通气量的测定,并将所测得的值乘以4,即为每分最大通气量。
一般男子平均:
100~110L
女子平均:
80L左右
良好训练运动员可达:
220L左右
①、记录速度选用II(15秒/格1.67毫米/秒)
②、同肺活量②。
③、受试者口对吹咀,夹好鼻夹,开启电源,待记录纸等速转动,令受试者15秒钟内以尽可能快的频率作最深的呼吸能呼出的气体总量,将所得的值乘以4,就得出1分钟的最大通气量。
④休息片刻,重复三次,以最大值为准。
⑤计算:
每分最大通气量=呼吸次数×呼吸深度(毫升)×4
最大通气量是衡量通气功能的重要指标。
从呼吸生理观点来看,它反映了呼吸动力学的综合情况,呼吸肌和体力的强弱,胸肺壁弹性回缩力,气道阻力等。
可以用来评价受试者的通气储备能力。
肺通气储备力低的人难以胜任剧烈活动。
作业:
1.将全班同学所测定的结果,按不同性别和专项进行统计分析。
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