生理学实验课的目的与要求
一、生理学实验课的重要性
从1628年英国医生威廉·哈维(WillianHarvcy)的《心血运动论》一书的问世开始，生理学便成为一门独立的学科。生理学是建立在实验和观察基础上的学科，生理学实验是生理学理论知识的依据与来源。因此，生理学的创立和发展离不开生理学实验。生理学实验课的重要性在于学习生理学的实验方法及科学的思维方法，有助于提高学生的实验能力、分析能力、创新能力和科学素养。本课程是医学和生命科学专业学生的必修课程。对于其他专业学生，选学生理学实验课，将对个人科学素养的提高十分有益。
二、生理学实验课的目的要求
1．目的
使学生逐步掌握生理学实验的基本方法和基本技术，了解生理学实验设计的基本原则，进而掌握获取生理学知识的技能，提高对实验中各种生理现象的观察、分析能力，以及独立思考和解决问题的能力。同时培养学生的创新意识、科学素养与科研能力。
培养学生科学的思维方法、实事求是的科学态度和严谨的学风。
通过书写实验报告，提高学生分析、归纳问题及文字表达能力，
2、要求
提高实验课的教学质量，需要师生共同努力。因此，实验课的要求包括对教师和学生两个方面。
(1)实验前 生理学实验是在具有生命活性的机体上进行的，实验结果易受多方面因素的制约和影响，教师在备课中，明确实验目的要求、统一实验方法步骤、统一实验项目和实验内容，同时要求教师操作熟练。
学生必须认真预习实验指导，了解实验的目的要求、实验设计原理、简要的操作步骤和注意事项，还应复习与本实验有关的理论部分，以提高实验的目的性和主动性，达到进一步巩固有关理论知识的效果。
(2)实验中 教师传授知识要耐心细致，对学生负责。要求学生必须掌握的生理学实验方法和基本操作技术一定要教会，一丝不苟，逐步提高学生的多种能力与综合素质。同时鼓励学生与指导教师自由交换意见，注意引导学生丰富想像力、增强探索与创新意识。
学生应认真听教师讲课，按教师要求进行各项实验操作，仔细观察、认真记录实验中出现的各种生理现象，并对引起生理现象的原因、意义进行分析和思考。
实验用器材、物品要摆放整齐，便于操作。注意保持实验桌面的清洁卫生，随时清除污物。实验桌上不得放置与实验无关的物品。
爱护仪器和实验动物，注意节约实验材料。不经教师许可，不得动用他人或他组的仪器用品，公用物品在使用完后应放回原处，以免影响他人使用。
遵守实验室规则。保持实验室安静，不得大声喧哗，以免影响他人实验。
实验结束前请教师审查实验结果。如有错误，及时补救。未经教师许可，学生不得擅自终止实验或离开实验室。
(3)实验后 学生应将实验用具整理就绪，放回原处。所用手术器械、手术桌和其他手术用品擦洗干净，仪器用干布擦干净。实验用具如有破损或缺少，及时报告指导教师。作好实验室的清洁卫生工作。
按教师要求妥善处理实验动物，不可自行处理。尤其不能将未处死的动物(尤其鼠类)随手丢弃。实验后，关闭水源、电源，经教师允许方可离开实验室。
整理实验记录，按教师要求书写实验报告并及时交给教师批阅。
教师应认真批改实验报告。如发现不合要求的应指明问题，退回重写。
三、实验报告的撰写
书写实验报告是生理学实验课的基本训练之一，师生都应认真对待，以便为日后撰写科研论文打下良好的基础。为了帮助学生写好实验报告，现将其格式和内容要求简述如下：
1．格式
生理学实验报告
姓名 专业 组别 日期 室温
2．内容要求
(1)实验题目 实验题目应与实验报告的内容一致。一次实验课可能完成多个实验，但教师只要求写一两个实验的报告，有的实验要求学生自行命名。这就要求学生独立思考，选择实验题目应与报告内容相符，题目的文字要简而明、概括性强。
(2)目的要求 目的要求应与实验题目密切相关，不写与之无关的内容。文字力求简练。
(3)实验方法 实验方法应按教师的要求写。一般常规实验不必写，而自行设计的实验必须写明实验方法。
(4)实验结果 实验结果是实验报告的重要部分，实验过程中所观察或记录的生理指标，都应如实、正确地在实验结果中剪贴、记述或说明。如果要求用描记图表示，则需要将原始记录进行合理的剪贴、加工，并在图的下方写明图号、图名、图注及必要的文字说明。不得将记录原封不动地附在报告上。如果记录需要用表格形式表示，其两端是开放而不封口的。表号、表名写在表的上方。凡是定量测量资料，均应以正确的单位和数值准确地写在报告上。有些实验结果需要作统计学处理，求出均值、标准差以及显著性检验。为了便于说明和比较，有些实验结果可以列表或绘图表示。
(5)分析讨论 分析讨论是根据所学的理论知识，对实验结果进行科学的分析和解释，并判断实验结果是否与理论相符合。如果出现矛盾，应分析其中的原因。讨论是实验报告的核心部分，必须独立完成。对实验结果进行认真的分析讨论，有助于提高学生分析、思考和文字表达能力。报告不应盲目抄袭书本，要用自己的语言表达(但应注意使用专业术语)。提倡学生根据实验结果提出自己的独到见解与认识，以及需深入探索的课题。
(6)结论 结论是从实验结果和讨论中归纳出来，有高度概括性的结语，也是实验所验证的基本概念、基本原理的简要总结。结论的文字应突出重点、简明扼要。写好结论部分，有助于提高学生归纳、综合问题的能力。
活体解剖技术
生理学实验是以活的动物或人体作为观察对象和实验材料。在动物实验中，活体解剖技术对生理学实验的成败起着至关重要的作用。在实验过程中，学生应着重于学习、掌握这些操作技术，以提高自己的动手能力。
生理学实验方法虽然多种多样，但一般可分为离体实验法和在体实验法两类。离体实验法是将要研究的器官或组织从活的或刚处死的动物体上取出，置于接近正常生理条件的人工环境中，以观察、研究其生理功能。如离体心脏灌流、离体肠段活动及坐骨神经—腓肠肌标本等实验。在体实验法又可分为急性实验和慢性实验两种。急性在体实验法是动物在麻醉或毁坏脑(或脊髓)的状态下，用手术的方法暴露某一器官，便于观察、研究其机能及变化规律。如在体心脏活动的观察、肾脏泌尿机能的研究等。急性实验法只能在一定时间内进行观察研究，而且实验后动物不能存活。慢性实验法是在特定条件下，以完整而清醒的动物为对
象的实验方法，可以在较长的时间内，连续地反复观察动物的某一生理机能。此法常需要先在动物体上施行某种无菌外科手术，如胃肠道瘘管术，或在机体的一定部位埋藏电极、切除某一器官等，须待动物恢复健康后方可进行实验。这种实验花费时间较长，动物需要特殊的护理，在基础生理学实验中较少安排。
一、手术器械及其用途
(一)常用手术器械
根据生理学实验的需要，常用手术器械包括手术刀、手术剪、金冠剪、手术镊、眼科剪、蛙类毁髓针、玻璃分针等。
1．手术刀
主要用于切开皮肤或脏器。常用手术刀为刀柄和刀片组合式，也有刀柄和刀片相连的。根据手术的部位与性质，可以选用大小、形状不同的手术刀片。常用的执刀方法有4种：
(1)执弓式 这是一种常用的执刀方法，动作范围广而灵活，用于腹部、颈部或股部的皮肤切口。
(2)执笔式 此法用力轻柔而操作精巧，用于切割短小而精确的切口，如解剖神经、血管，作腹膜小切口等。
(3)握持式 常用于切割范围较广、用力较大的切口，如切开较长的皮肤、截肢等。
(4)反挑式 此法多使用刀口向弯曲面的手术刀片，常用于向上挑开组织，以免损伤深部组织。
2．手术剪
主要用于剪皮肤或肌肉等粗软组织。此外，也可用来分离组织，即利用剪刀的尖端，插入组织间隙，分离无大血管的结缔组织等。手术剪分尖头剪和钝头剪。其尖端还有直、弯之别。生理学实验中常习惯于用弯型手术剪剪毛。另外，还有一种小型手术剪，称眼科剪，主要用于剪血管或神经等柔软组织。眼科剪也有直头与弯头之分。
3、手术镊
主要用于夹持或牵拉切口处的皮肤或肌肉组织。眼科镊用于夹持细软组织。手术镊有圆头、尖头两种，又有直头和弯头、有齿和无齿之别，而且长短不一，大小不等，可根据手术需要选用。通常，有齿镊主要用于夹持较坚韧或较厚的组织，如皮肤、筋膜、肌腱等；无齿镊主要用于夹持较细软的组织，如血管、黏膜等。
4．金冠剪
金冠剪尖端粗短，易于着力，可用于剪开皮肤、内脏、肌肉、骨骼及绳线等。持剪姿势同一般手术剪。
5．毁髓针
专门用来毁坏蛙类脑和脊髓的器械。分为针柄和针部，持针姿势一般采用执笔式。
6．玻璃分针
专用于分离神经与血管的工具。尖端圆滑，直头或弯头，分离时不易损伤神经与血管。玻璃分针尖端容易碰断，使用时要小心，如尖端破碎时会损伤组织，不可再使用。持玻璃分针的姿势同执笔式。
(二)哺乳类动物用手术器械
主要作用是分离组织和止血，不同类型的止血钳又有不同的用途。执止血钳的姿势均与执剪刀的姿势相同。常用止血钳有以下3种：
(1)直止血钳 分长短两种类型，又有有齿和无齿之别。无齿止血钳主要用以夹住浅层出血点，以便止血，也可用于浅部的组织分离。有齿止血钳主要用于强韧组织的止血，提起
皮肤等。
(2)弯止血钳 与直型的大同小异，也分长短两种，主要用于深部组织或内脏出血点的止血。
(3)蚊式止血钳(蚊嘴钳)此种止血钳头端细小，又称小止血钳，适用于细嫩组织的止血和分离，不宜钳夹大块或坚硬组织。
2．持针器
主要用于夹持缝针，缝合组织。持针器的头端较短，口内有槽。使用时，用持针器的尖端夹持缝针近尾端1／3处。
3，咬骨钳
主要用于咬切骨组织，如打开颅腔或骨髓腔等。咬骨钳有剪刀式和小蝶式及双关节咬骨钳，前者适用于剪开骨片，后者适用于咬断骨组织。
4．颅骨钻
颅骨钻有多种类型。主要用于开颅时钻孔。
5，缝针 用于缝合各种组织。缝针有圆针和三棱针两种，又有直型和弯型之别，而且其大小不一。圆针多用于缝合软组织，三棱针用于穿皮固定缝合，弯针用于缝合深部组织。 主要用于短期阻断动脉血流，如动脉插管时使用。
二、活体解剖技术
1．动物的选择
常用的实验动物有狗、猫、兔、大白鼠、小白鼠、豚鼠、鸽、鸭、蟾蜍或蛙等。无论选用哪种动物，均需健康。一般地说，健康的哺乳动物毛色光泽、两眼明亮、眼和鼻五分泌物、鼻端潮而凉、反应灵活、食欲良好。健康的蛙或蟾蜍则皮肤湿润、喜爱活动，静止时后肢蹲坐、前肢支撑、头部和躯干挺起等。
动物种类的选择需根据实验内容而定，使其解剖和生理特点适合于预定实验的要求。如研究主动脉神经传人冲动的作用时，常选用兔作为实验对象，因为兔的主动脉神经在颈部自成一束，与迷走神经伴行，易于寻找和分离；观察心脏传导组织的电活动时，常选用狗的浦肯野氏纤维及兔的窦房结作为实验材料，因为狗的浦肯野氏纤维在心室内较为粗大，很容易解剖分离。在生理学的研究中，特别是基础理论研究中，合理地选择实验动物，常常是实验成败的关键，但并非越是高等动物越好。在选择实验动物时，应根据实验需要，因地制宜地加以考虑。
2．动物的麻醉
在慢性实验或急性在体实验中，施行手术之前必须将动物麻醉。麻醉可使动物在手术或实验过程中减少疼痛，保持安静，保证实验的顺利进行。麻醉剂的种类繁多，作用原理不尽相凤除了麻痹中枢神经系统以外，还会引起其他生理机能的变化，因此，在应用时需根据动物的种类以及实验或手术的性质慎重加以选择。麻醉必须适度，过深或过浅均会给手术或实验带来不良影响。麻醉的深浅可从呼吸、某些反射的消失、肌肉的紧张程度和瞳孔的大小加以判断。人们常用刺激角膜以观察角膜反射、夹捏后肢股部肌肉等简易方法了解动物的麻醉深度。适度的麻醉状态是呼吸深慢而平稳，角膜反射与运动反应消失，肌肉松弛。
(1)常用麻醉剂的种类及用法 麻醉剂可分为局部麻醉剂和全身麻醉剂两种。局部麻醉剂0．5％～1．0％盐酸普鲁卡因或2％盐酸可卡因用作皮肤或黏膜表面麻醉。在生理学实验中，多采用全身麻醉剂，如挥发性的乙醚，氟烷和非挥发性的巴比妥类、氨基甲酸乙酯等，以下分别加以介绍。
乙醚(ether)是一种呼吸性麻醉剂，适用于各种实验动物。在用乙醚麻醉猫、兔或鼠类时，可将动物放在特制的玻璃钟罩内，同时放人浸有乙醚的脱脂棉，动物在吸人后的15—20 min
开始发挥作用。在麻醉狗时，可用特制的麻醉口罩套在动物嘴上，慢慢将乙醚滴在口罩上进行麻醉。
乙醚对呼吸道有刺激黏液分泌的作用，为防止呼吸道堵塞，可用硫酸阿托品皮下或肌肉注射。乙醚麻醉有易于掌握、比较安全和作用时间短等优点，但麻醉后也容易苏醒，需要专人管理麻醉，以防过早苏醒或麻醉过量。
戊巴比妥钠(pentobarbitalsodium)适用于各类实验动物。常配制成5％的水溶液。一般由静脉或腹腔注射。戊巴比妥钠作用开始快，一次给药的麻醉有效时间约2～4 h，不需要特殊护理。如在实验中需要补充注射时，可再由静脉注射1／5剂量，仍可维持l～2 h。麻醉过量时，动物可产生严重的呼吸和循环抑制而导致死亡。
硫喷妥钠(pentothalsodium)为淡黄色粉末，水溶液不稳定，一般需在使用前配制，常用的浓度为：2．5％～5％，静脉注射，不宜作皮下或肌肉注射。静脉注射后作用较快，但苏醒也快，麻醉时间较短，一般约1．5 h。实验过程中可重复注射，以维持麻醉的深度。 氨基甲酸乙酯(ethylcarbamate)又称乌拉坦或脲酯。氨基甲酸乙酯易溶于水，常用浓度为20％～25％，适用于多数动物：狗、猫、兔多用静脉或腹腔注射，鸟类多用肌肉注射，蛙类用皮下淋巴囊注射。
氯醛糖(ehloralose)溶解度较小，常用浓度为1％，使用前须加热促其溶解，但不可煮沸。常采用静脉或腹腔注射，可维持麻醉状态3～4 h。与氨基甲酸乙酯合并常用于电生理实验中。 非挥发性麻醉剂使用简便，维持时间较长，实验中无需专人照管，麻醉深度也较易掌握，因此为大多数实验室采用。其缺点是苏醒缓慢。
(2)麻醉剂的给药途径及方法
静脉注射
腹腔注射 肌肉注射 皮下注射 淋巴囊注射
3．动物的固定
急性在体实验的手术过程中，必须将麻醉动物稳妥地加以固定，以限制动物的活动，保证实验或手术的顺利进行。一般使用各种动物的头夹和固定绑带将动物固定于手术台上，但随手术部位和实验内容的差别，动物的固定方法也不相同。生理学实验中最常使用的动物固定方法有两种：背位(仰卧位)固定法和腹位(俯卧位)固定法，其中关键性的固定部位是头部和四肢。
(1)背位(仰卧位)固定法 将动物的背部直接接触手术台的固定方法。在呼吸、循环，消化及泌尿等实验中均采用此法。各类哺乳动物(兔、狗、猫等)的背位固定法大同小异，现以免为代表加以说明。
头部的固定：头部的固定通常使用头部固定夹，有兔头夹、猫头夹和狗头夹之分。使用时可将相应的头夹固定于手术台前端的直棒上，然后将已麻醉的动将兔头夹的半圆铁圈由背部夹持于动物的颈部，然后将金属加以固定，但不可过分压迫鼻部，以免影响呼吸。部有一直铁棒，其上有一半圆铁圈，均可上下移动，固定时把内，半圆铁圈的下方，再将直铁棒插入上下颌之间，犬齿之后圈下移，适度地压在动物的鼻梁上，若无动物头夹，也可取线绳代替，将线绳压紧动物的上颌，固定于手术台上，方法简便易行，也可达到固定头部的目的。
四肢的固定：在头部固定之后，即可固定四肢，四肢用绑带(或四肢夹)固定。先将绑带按图打活结，再套进动物前肢的腕关节和后肢踝关节，将绑带收紧，后肢的绑带可直接拉紧分别扎于手术台两侧的木钩上。除特殊要求外，前肢的固定方法应为：将两前肢平放在胸部
的两侧，再把捆绑前肢的两条绑带从动物背部交叉穿过，并压在对侧前肢的前臂上，最后拉紧绑带，固定于手术台两侧的木钩上。这样即将动物稳妥地固定于手术台上。
(2)腹位(俯卧位)固定法 腹位固定是动物的腹部直接接触手术台的固定方法。这种固定法适用进行脑、脊髓的实验。兔、猫头部的固定常用马蹄形头固定器。其方法是在两侧眼眶下部剪去一小块毛皮，暴露颧骨突，用带1 毫米钻头的骨钻打一个孔，将固定器两侧的尖头金属棒紧紧嵌入小孔内，加以固定，再调节固定器中间的金属棒高度，使其尖端紧嵌在两齿缝之间，旋紧螺旋固定之。如果需要头部上仰，可提高固定器前端的垂直铁柱；如需头部下俯，可将该铁柱放低。
动物四肢的固定同前，用绑带缚紧后直接拉紧固定于手术台两侧的木钩上(或直接用手术台两侧的四肢固定夹夹住)，前肢的绑带可不进行交叉。
(3)蛙类固定法 蛙和蟾蜍的固定法也分背位和腹位两种。规范的固定方法是使用蛙腿夹和蛙板，方法较简单。将蛙腿夹套在蛙四肢的腕关节和踝关节处，拉紧四肢插入蛙板上的小孔内即可。如无这些器材，可用大头针将四肢直接钉在木板上。
实验设计
实验目的
进行实验设计，可以引导学生训练科学的思维方法、树立创新意识与钻研精神，培养学生探索未知领域的积极性与主动索取知识的能力；同时，还可以培养学生严谨的科学态度与实事求是的工作作风。
设计要求
实验设计应在教师的指导下完成。考虑到学生应熟悉常用生理仪器的操作和使用方法，并掌握动物实验的一般技术，通常安排在实验课的最后几周进行。
教师可预先提出实验设计要求，介绍本实验室的现有条件，对动物、设备、药品等方面的准备要细致，使学生可以充分利用所需的条件。
学生设计的实验要有创新性。要在原有实验指导的基础上有所创新，通过查阅文献资料，提出解决问题的思路，并对其科学性和可行性进行论证。最后提出实验方案。
实验设计选题应包括以下内容：
设计的科学依据，拟解决的关键问题，采用的方法手段，观察内容和测定指标，预期结果等。建议在教师的指导下，以小组为单位进行开题报告。
一个完整的实验设计如同申请一项科研课题，应包括：
1．课题名称
所设计实验的题目，要具体、明确、清楚。
2．目的与意义
设计的实验要解决什么问题，有何理论或实际意义。
3．基本原理
所设计实验的科学依据。
4．动物、器材与药品
所需动物的种类、实验仪器和药品清单。
5．进行实验的方法、步骤、观察指标与程序
6，预期结果
验证原理或新的发现。
实验设计原则
1．科学公正
科学性是实验设计的核心。所设计的实验必须有充分的理论依据或科学推论，切忌盲目、无任何根据的凭空设想。大胆设想、创新是建立在对已有知识掌握的坚实基础之上的。对实验的数据处理要客观，实事求是，切忌编造、篡改、弄虚作假。发现与预期结果不符的数据要认真分析，去伪存真。
2．条件一致
在实验设计时，要考虑到待测因素本身的条件必须前后一致，尽量避免非受控因素的干扰。如电刺激参数；给药的剂型、剂量；动物的品种、性别、体重；环境温度、湿度等。
3．对照重复
生理实验的目的在于发现某一因素(条件)对机体活动的影响。因此必须有对照进行比较。
对照的基本原则是：除待检测的因素(条件)有所区别外，对照实验与检测实验的其他条件应完全相同。
欲证明待测因素(条件)所引起的反应具有某种客观规律性(非偶然发生)，那么，实验结果必须是可以重复的。只有反复重现的结果才有可信性。真理必须经得起实践的检验。
4．量效关系
如果待测因素(条件)与某种反应之间存在内在联系，则二者之间除因果关系外，还应表现出量效关系。如了解药物的作用时，应注意观察不同药物浓度时的反应；观察电刺激与肌肉收缩的关系时，应测试不同刺激强度、频率时肌肉的收缩反应。
5．测试指标
为了保证实验数据的准确，应对测试仪器进行认真的定标。如电子仪器的放大倍数、零点平衡的调节、标准试剂的配置等。
6. 统计处理
对获得的实验原始数据或资料应核实、分类整理，开采取适当的数理统计方法进行处理，找出规律。通过计算机作出统计表或坐标图和直方图。
7．综合论证
科学结论的取得，需考虑多方面的因素。如观测某一神经因素的作用时，不仅用刺激的方法，也可用切断、损毁、拮抗药物及受体阻断剂等方法进行验证。另外，有些生理指标受到时间、温度、湿度、环境等多种因素的影响，因此应考虑机体动态的变化。机体是一个统一的整体，各系统、器官之间存在着相互作用和相互制约的关系，必须用整合的观点去分析实验结果。
[参考选题] 、
1、 影响心输出量的各种因素
2、温度、体位、呼吸、运动对血压的影响
3、抗利尿激素对水通透性作用的观察
4、去甲肾上腺素对血管紧张性的影响
实验的组织与实施
目的要求
使学生获得独立进行科学研究的初步训练，提高组织实施能力，增强分析问题和解决问题的综合能力，为进一步从事科学研究奠定基础。
组织实施步骤
实验准备
实验准备工作，包括动物的选择、药品的配置、仪器的安装与调试等。实验准备应在实验员指导下进行。
实验过程中
实验按计划实施后，应有详细的实验过程记录。记录应及时、完整、精确。要保持记录的原始性和真实性。小组成员要有明确分工及相互合作。在实验过程中一般严格按照实验设计既定方案操作，但也可根据具体情况对实验方案进行修改，直至得到理想的实验结果。
实验完成后
以小组或个人为单位，写出翔实的实验总结报告。报告格式应包括： 题目、作者、指导教师、摘要、关键词、前言、材料与方法、实验结果、讨论、结论与参考文献。实验结果中的数据要附必要的图、表或照片。
评定成绩
在总结报告完成后，还需进行答辩。教师依据实验方案、实验过程、实验报告、答辩表现等综合评定成绩。