生理学实验问题整理

绪论

1.生理学实验目的

1）了解生理学实验基本方法（电信号记录；机械信号记录；化学物质变化记录；行为学记录）

2）掌握生理学实验基本操作规程

3）培养一定的实验操作能力和科学思维

2.主要生理学仪器系统

1）刺激系统

刺激参数及其调控：触发（手动，自动）；延时；幅度；时间；频率

2）探测系统（玻璃微电极、传感器）

3）信号调节系统

4）记录系统（记纹鼓，计算机信号采集系统）

一、坐骨神经-腓肠肌标本的制备

1.剥去皮肤的后肢，能用自来水冲洗吗？为什么？

离体实验时，由于离体器官的生存条件不完全等同于正常体内，其保持正常生理活性的时间较短，因此需要我们在标本的制作过程中特别注意对标本生存条件的维护，即模拟体内环境。任式液是两栖类动物实验常用的生理盐溶液，含有组织正常生命活动必需的营养物质和电解质，其渗透压和酸碱度也与动物体液相似；因此用任式液冲洗标本不会影响组织的兴奋性；而自来水是低渗溶液，其理化性质与任式液截然不同，用自来水冲洗标本会改变组织细胞的理化环境，轻则影响标本的正常生物活性，造成实验过程中出现很多异常现象，重则使神经和肌肉吸水膨胀乃至死亡。

2. 金属器械碰压、触及或损伤神经及腓肠肌，可能引起哪些不良后果？

金属在溶液中都要发生一定程度的电离，因此金属器械碰压、触及神经时，一些金属离子往往会使神经肌肉疲劳，影响其兴奋性。如果碰的较重,损伤了神经及腓肠肌，损伤部位及近端的神经甚至就死亡了兴奋不能传导。

3. 如何保持标本的机能正常？

1）制备标本的操作过程中，勿过度牵拉、损伤神经和肌肉

2）金属器械不要碰及、损伤神经或腓肠肌；

3）也不要使动物的皮肤分泌物和血液等接触神经和肌肉，以免硬性标本活性

4）制备好的标本在任式液中浸泡一会，待兴奋性稳定后再进行实验

5）整个实验过程中要不断给标本滴加任式液，防止干燥，保持其兴奋性。

4. 刺激强度与骨骼肌收缩反应的关系

1.如何保持标本在实验过程中机能稳定?

1）标本首先在任式液中浸泡一段时间

2）实验过程中不断用任式液湿润

3）肌肉达到最大收缩时立刻停止刺激，防止肌肉疲劳

4）一次实验后，让标本休息一段时间

5. 判断标本兴奋性的指标是什么？

1）评价蟾蜍的坐骨神经-腓肠肌的兴奋性，用锌铜弓蘸任氏液后刺激坐骨神经，观察腓肠肌是否收缩；2）标本的阈刺激强度常作为评价标本兴奋性的指标。在刺激持续时间一定的前提下，阈刺激强度越小，标本的兴奋性越好；

3）还有一个兴奋性评价指标是时值。刺激的强度低于某一强度时，无论刺激的作用时间怎样延长，都不能引起组织兴奋，这个最低的或者最基本的阈强度，称为基强度。以２倍基强度刺激组织，刚能引起组织兴奋所需的最短作用时间称为时值。时值越小，标本的兴奋性越好。

6. 分析阈刺激强度和最大刺激强度的含义和生理意义。

能够引起肌肉最小收缩反应的有效刺激强度为阈强度，这种强度的刺激为阈刺激。阈强度的生理意义在于，它是评价兴奋性的重要指标，可用于判断器官的机能是否正常等临床诊断。

刚能引起肌肉发生最大收缩反应的最小刺激强度称为最适刺激强度。此时，所有肌纤维均兴奋收缩，再增加刺激强度，收缩力量的总和也不会再增大。

7. 为什么在一定范围内肌肉收缩的幅度会随刺激强度增大而增大？

蟾蜍腓肠肌是由很多肌纤维组成的，它们的兴奋性高低不一，在一定范围内，较弱的刺激仅引起部分兴奋性高的肌纤维发生收缩，肌肉收缩幅度较小，而较强的刺激则引起更多的肌纤维发生收缩，肌肉收缩幅度较大。故在不超过肌肉最大收缩幅度的范围内，肌肉收缩的幅度会随刺激强度增大而增大。

二、骨骼肌单收缩的分析

1.单收缩过程中的潜伏期指什么？包括哪些生理过程？

潜伏期是指从刺激发出到肌肉开始收缩的间隔时间。包括神经动作电位的传导、神经-肌肉接头处的信号传递、肌肉产生动作电位并进行传导等生理过程，其中神经-肌肉接头处的信号传递时间长短决定了潜伏期的长短。

2.什么实验指标表示肌肉的兴奋性？

肌肉张力和潜伏期的长短。由于刺激肌肉使用的是最是刺激强度，因此可以从张力的最大值来判断肌肉的兴奋性大小；同样，潜伏期的长短也可以判断兴奋性的好坏。

三、骨骼肌收缩的总和与强直收缩

1.如何保持标本的机能正常？

在实验中要不断用任氏液润湿标本；

每次刺激标本时间不超过5秒，每次刺激后，标本要休息30秒；

刺激强度和频率不要太大尤其是在做强直收缩实验时

2.什么是收缩的总和、强直收缩、不完全强直收缩和完全强直收缩？

收缩总和：两个相同强度的阈上刺激，相继作用于神经-肌肉标本，如果刺激间隔小于单收缩的时程，则出现两个收缩反应的重叠，即收缩的总和；

强直收缩：同等强度的连续阈上刺激作用于标本时，出现多个收缩反应的融合，称强直收缩；

不完全强直收缩：后一收缩发生在前一收缩的舒张期，各自的收缩不完全融合；

完全强制收缩：后一收缩发生在前一收缩的收缩期，各自的收缩完全融合，肌肉处于持续的收缩状态。

3. 人们日常生活中哪些动作属于强直收缩？

例如：掰手腕时臂肌处于完全强直收缩；肌肉抽筋时，该肌肉处于完全强直收缩；

举重时，肌肉基本处于强直收缩；单脚屈膝站立时，股四头肌处于完全强直收缩。

在做俯卧半撑静止时，肱三头肌基本处于完全强直收缩。

4. 何谓临界融合刺激频率？

使肌肉产生完全强直收缩的最低刺激频率，就是临界融合频率。当刺激频率超过临界融合频率时，强直收缩的幅度不会再增加。

四、神经干复合动作电位的测定

1.说明单相和双相动作电位的产生原理

将两个引导电极置于神经干的表面记录神经干动作电位，实际上记录的是两个引导电极下方膜表面的相对电位变化（电位差）。当两个电极下方膜表面存在电位差时，就会有电流流动，就可以记录到偏离基线的电位曲线。在完整的神经纤维膜记录电位时，兴奋依次通过两个引导电极，会在这两个引导电极之间产生方向不同的电位差变化，因而，记录到的双相动作电位，是由两个方向不同（正负相反）的单相动作电位合

成的，其波形与引导电极之间的距离有关。

如果两个引导电极之间的神经组织有损伤或被阻滞，兴奋波只通过第一个引导电极，不能传导至第二个引导电极，则只能记录到一个方向的电位偏转波形，称为单相动作电位。

2．解释在一定范围内神经干动作电位的振幅随刺激强度和改变；是否与单个神经纤维动作电位的全或无定律相矛盾？

不矛盾，因为坐骨神经由许多神经纤维组成,所以神经干的动作电位与单个神经的跨膜动作电位不同，它是许多动作电位组成的复合动作电位。虽然没条神经纤维都按“全或无”定律参与反应，但是每条神经纤维的兴奋性是不同的。因此在一定范围内，复合动作电位的振幅可随着刺激强度的改变而发生变化。

2.双相动作电位的两个相为什么不完全对称？

一般记录到的双相动作电位的上升相幅度比下降相大，但是波宽比下降相较窄。

一是因为这种在细胞外液记录诱发电位的方法并不能记录出两个引导电极下方膜内外的电位变化，而只能记录膜外表两个引导电极之间的相对电位变化。二是两个引导电极时间的而距离太短，而动作电位的传导速度又太迅速，动作电位的波长较长，远远长于两个引导电极之间的距离。所以当动作电位的去极化负电波传到原理刺激电极的引导电极下方时，另一引导电极下方的膜尚未完全复极化，仍然呈一定程度的负电位，因而使得两个引导电极之间的电位差变小，所以记录到的向下的波形较向上的波形要小一些。也就是说，电极A在引导出动作电位的上升相时，电极B下方膜电位是正常的，但是，在由电极B引导出动作电位的下降相时，A下方膜电位却仍处于去极化状态中，这就严重影响了动作电位的下降相幅度。因此，动作电位下降相的产生时间实际上是在动作电位上升相的途中开始的，当我们以基线作为下降相波形的起点标志时，动作电位下降相的幅度自然要显著小一些。

此外，因为神经干动作电位是多根神经纤维动作电位的总和，也就是说，产生兴奋的神经纤维数量越多，记录出来的动作电位幅度也就越大。由于引导电极一般都位于神经干远离中枢端，所以引导电极越是远离刺激电极，电极下方神经纤维数量就越少，记录出来的动作电位幅度也就越小。

3.改变神经干的方向后，动作电位的波形发生了什么变化，为什么？

位相没变，但振幅明显变小，是因为神经反置后末梢端神经纤维少于中枢端，电刺激引起兴奋的纤维数量也比较少；引导电极下方虽然纤维数量较多，但有许多纤维没有兴奋，而且在一定程度上这些未兴奋的纤维还影响了引导电极对动作电位的引导。

五、神经冲动传导速度的测定

1.为什么要求两对引导电极之间的距离越远越好？

不管是测量神经纤维传导的距离还是测量两次的时间差，都不可避免地要有一些小误差，距离越小，人为的误差就越大。

2.为什么远离刺激电极的引导电极r1引导出的动作电位幅值比r2小？

因为坐骨神经干从脊髓中枢发出以后，沿途不断分出虚度偶分支到达其所支配的躯体部位。因此，神经干越是接近末梢端，其内部的神经纤维数量就越少，整个神经干的直径就越细。在测定神经干冲动传导速度时，一般都是要求将神经干的中枢端置于刺激电极一侧，使，神经干产生顺祥冲动到达末梢，在末梢端引导动作电位。由于神经干复合动作电位幅度的大小在该实验条件下与兴奋的神经纤维的数量成正比。所以远离刺激电极的引导电极处的神经纤维比靠近刺激电极的神经纤维要少，产生的动作电位也较小。

3．如何使神经干冲动传导速度测定更加准确？

1）坐骨神经干在电击伤一定要拉成水平线，勿在电极之间下垂

2）不管是刺激电极还是引导电极，一定要平行；神经干搭在上面后，一定要与电极垂直成90°

3）在测量两对引导电极之间的距离时，应该以两对引导电极的第一个电极之间的距离为准

4）神经干标本要尽量制作得长一些，两对引导电极之间的距离尽可能拉远一些

5）测量两个动作电位之间的时间差，应该以动作电位各自离开基线的起点为标志

六、坐骨神经干不应期的测定

1.绝对不应期的长短有什么生理意义？

由于细胞兴奋以后总是存在一段短暂的绝对不应期，这就使得在已有的动作电位期间绝对不能再产生新的动作电位，这就意味着不论细胞受到多么高频率的连续刺激，疯癫伪永远也不会发生波形的总和或融合。即作为刺激信息单位的疯癫伪永远是各自分离的，其传导方式永远是独立“脉冲式”的，这对于保证信息传导的准确性是极为重要的。

此外，绝对不应期时间的长短，也决定了细胞在单位时间内可以产生动作电位的最高频率。神经细胞的绝对不应期一般较短，这是为了能较快地接受外界刺激信号和传导信息，以使机体及时做出反应，而心肌细胞的不应期较长，这是为了使心肌在一次收缩后有充足的舒张休息时间，防止出现心肌过度疲劳甚至出现强直收缩的现象而危及机体。

2.刺激落到相对不应期内时，其动作电位的幅值为什么减小？

在相对不应期内，神经干中尚有一部没有完全分神经纤维的兴奋性没有完全恢复正常水平，其刺激阈值较高。所以，在此期内如果仍然给予原来的与刺激强度，只能使兴奋性已经完全恢复正常或原本阈刺激强度较低的那一部分神经纤维产生动作电位。即产生动作电位的神经纤维变少了，因此动作电位的幅值就减小了。

3.为什么在绝对不应期内，神经对任何强度的刺激都不再发生反应？

此时期细胞膜上的Na+通透道处于失活状态而不能再开放。处在绝对不应期的细胞，阈刺激无限大，细胞失去兴奋性。

4.什么是绝对不应期和相对不应期？如何进一步证明它与刺激强度的关系?

绝对不应期是可兴奋细胞在一次兴奋后的一个很短暂的特殊时期，在这个时期，由于Na通道全部开放，或者全部失活，不能产生Na内流而产生动作电位，无论给予第二次刺激的强度有多大，细胞都不产生第二个动作电位；绝对不应期后，钠离子通道部分开放，膜的兴奋性逐渐上升，但仍低于原水平，需用比正常阈值强的刺激才能兴奋，这段时期称相对不应期。

首先用一个最适刺激强度的条件刺激和检验刺激刺激神经干，逐渐缩短双刺脉冲条件刺激和检验刺激之间的时间间隔，当检验刺激所引起的动作电位振幅开始降低时，再加大检验刺激强度，如果波形恢复，说明细胞处于相对不应期，如果振幅仍比原来的低，说明细胞处于绝对不应期。

七、蛙类心搏曲线观察

1.心搏曲线各波形成的原因

通常在体记录的心搏曲线，包含三个波峰。第一个小的波峰是静脉窦收缩舒张产生的，第二个小的波峰是心房收缩舒张产生的，第三个大的波峰是心室收缩舒张产生的。

2.怎样证明两栖类心脏的起搏点是静脉窦

通过斯氏结扎的方法，观察静脉窦、心房和心室各自的节律，发现静脉窦的节律最高，即证明两栖类心脏的起搏点是静脉窦。

八、蛙类心室肌的期外收缩和代偿间歇

1．实验结果同骨骼肌比较，表明心肌的什么特性?

与其他可兴奋组织一样，在兴奋过程中，会发生周期性变化，分为：相对不应期、有效不应期、超常期。心肌的特性之一是具有较长的不应期，整个收缩期都处于有效不应期内。只有心室舒张的中后期给予阈上刺激，才会产生一次期前（期外）收缩。而当下一次静脉窦传来的节律兴奋恰好落在期前（期外）收缩的收缩期时，则心室不再反应，须待下一次的兴奋传来，此时出现较长时间的舒张间歇期，即代偿间歇。2.心肌的不应期较长有何生理意义

它使心肌不能产生像骨骼肌一样的强直收缩，始终保持着收缩与舒张的节律性活动，这样心脏的充盈和射

血才可能进行。

3.本实验于心室收缩期或舒张期的早、中、晚分别给予刺激的实验试剂思路是什么

证明心肌在各时期的兴奋性变化。即心室收缩期或舒张期的早期给予刺激不会发生期外收缩，而在舒张期的中、晚期则会发生期外收缩，说明在心室收缩期或舒张期的早期心肌细胞都处于有效不应期。

八、蛙类离体心脏灌流

1.此实验说明心肌有哪些生理特性

自动节律性、收缩性

2.以本实验为例说明内环境相对恒定的重要意义

不同离子和药物都会对心脏收缩活动产生影响。有些药物甚至会使心脏产生新疆和停跳的危险，因此，保持内环境的相对恒定对于维持心脏活动的稳定性有重要意义。

3.各种离子和药物对心搏有何影响，为什么是钙离子触发的？

由于心肌细胞的肌浆网不发达，故心肌收缩的强弱与细胞外钙离子浓度成正比。用0.65%氯化钠溶液关注蛙心，钠离子和钙离子在转运过程中存在交换机制和竞争机制，从而使心肌动作电位2期内流钙离子减少，细胞质钙离子浓度减少，心肌的收缩活动也随之减弱。

同理，用高钙任式液灌注蛙心时，钙离子内流增多，蛙心收缩力增加，但舒张不完全。以致收缩基线上移；

用高钾任式液灌注蛙心时，心跳明显减弱，甚至出现心脏停止于舒张状态的现象。因为当细胞外液钾离子浓度增高时，钾离子与钙离子有竞争性拮抗作用，钾离子可以致细胞膜对钙离子的转运，使进入细胞内钙离子减少，心肌兴奋-收缩耦连过程减弱，心肌收缩力降低。当细胞外液钾离子浓度显著增高时，膜内外的钾离子浓度梯度减小，静息电位的绝对值减小。钠离子通道失活，星级的兴奋性完全丧失，心肌不能兴奋和收缩，停止于舒张状态；

滴加肾上腺素后，蛙心收缩增强，心脏舒张完全，心搏曲线幅度明显增大。肾上腺素与心肌细胞膜上的β受体结合，提高心肌细胞和肌浆网膜钙离子通透性，导致即将中钙离子浓度上升，使心肌收缩增强。另外肾上腺素还有降低肌钙蛋白与钙离子亲和力，促使肌钙蛋白对钙离子的释放速率增加，提高肌浆网膜摄取钙离子的速度，刺激钠离子和钙离子交换，使复极期想细胞外液排除钙离子的作用加速。这样，将使心肌舒张速度增快，整个舒张过程明显加强；

滴加乙酰胆碱后，蛙心收缩减弱。收缩曲线基线下移，心率减慢。最后，心跳停止于舒张阶段。乙酰胆碱与心肌细胞膜M受体结合，一方面提高心肌细胞膜钾离子通道的通透性，促使钾离子外流，这将引起窦房结细胞复极时钾离子外流增多，最大腹肌电位绝对值增大，Ik衰减过程减弱，自动触及速度减慢，从而导致窦房结自律性降低，心率减慢。另外腹肌过程中钾离子外流增加，动作电位

2、3其缩短，钙离子进入细胞内减少使心肌收缩减弱；另一方面乙酰胆碱可直接抑制钙离子通道，

减少钙离子内流，今儿使心肌收缩减弱。

4.为何强调实验中保持灌流液面的恒定？

在实验过程中，斯氏插管内液面高度发生变化，心脏收缩曲线会相对液面的升高、降低发生变化。心肌收缩幅度和速度既受前负荷的影响，也受后负荷的制约。斯氏蛙心插管简短位于心室腔内，插管内的液体与心室腔直接相通。插管液面高度所产生的压力，在心室舒张末期是作用于心肌的前负荷，此前负荷决定了心肌在收缩之前的初长度。心室开始收缩时，插管内液体产生的压力又成为心肌收缩时所承受的后负荷，后负荷改变会使心肌收缩的幅度和速度发生变化。

九、蛙类心脏的神经支配

1.刺激迷走交感神经干时，为什么只显示出迷走效应？在心脏滴加阿托品，心搏为什么发生改变？其机理

是什么？

一般说来，心迷走神经和心交感神经对心脏的作用是相拮抗的。但当两者同时对心脏发生作用时，在多数情况下，心迷走神经的作用比交感神经的作用占有较大优势。由于迷走神经的兴奋性较高，因而低频、低

强度点刺激迷走交感神经干时，多产生迷走效应。只有在高频、高强度刺激时才会出现交感效应，且交感效应也不明显。

在心脏滴加阿托品时，可封闭迷走神经对心脏的影响，而表现为单纯的交感效应。心迷走神经的借钱和节后神经元都是胆碱能神经元，作用于M型胆碱能受体，而心交感神经作用于β型肾上腺素受体。阿托品的主要作用机制是由于阿托品阻断了M型胆碱能受体，从而品比了迷走神经的效应。因此只表现出单纯的交感效应。

2.试设计一种单纯刺激心迷走神经和单纯刺激心交感神经的实验

迷走神经的节后神经元能释放乙酰胆碱，作用于心肌的M型胆碱能受体，而心交感神经作用于β型肾上腺素受体。可以分别在心脏滴加这两种药物的阻断剂，从而达到单纯刺激心迷走神经和单纯刺激心交感神经的效果。

十、家兔动脉血压的神经、体液调节

1.为什么血压传感器的位置必须与兔心在同一水平

同一水平时血压测量值最接近正常水平

2.讨论各项实验结果，说明血压正常及其发生变化的机理

动脉夹夹闭对侧颈总动脉，颈动脉窦压力下降，反射性引起血压升高，取下后恢复。

夹闭气管：一级波吸气时脉压更小，呼气时脉压变化不大。血压影响效应增加，平均动脉压有上升趋势

电刺激减压神经，血压明显降低

电刺激迷走神经，血压和心搏变化一致开始逐渐下降

注射生理盐水无变化

注射肾上腺素E血压升高心率加快

注射去甲肾上腺素，平均脉压升高心率加快

注射乙酰胆碱血压下降，平均脉压下降

3.如何证明主动脉神经是传入神经

可以先刺激主动脉神经，记录血压变化曲线。再剪短神经，分别刺激中枢端和外周端，如果刺激中枢端能出现上述血压变化曲线，则证明是传入神经。

4.如何证明迷走神经外周端对心脏有调节作用

可以先记录一段正常的张力曲线，再刺激迷走神经，记录张力曲线。然后剪断神经，分别刺激中枢端和外周端，如果刺激外周端端能出现与刺激迷走神经时类似的张力曲线，证明。。

5.根据实验结果，说明神经、药物对心率与呼吸的影响

1）交感神经：心交感神经的节前神经元呢轴突末梢释放的递质为乙酰胆碱，后者能激活节后神经元膜上的N型胆碱能受体；心交感节后神经元末梢释放的递质为去甲肾上腺素，与心肌细胞膜上的β型肾上腺素能受体结合，可引起心率加快，呼吸增强

2）减压神经：减压神经的神经冲动可到达孤束核，通过延髓内的神经通路使延髓端腹外侧部的血管运动神经元抑制从而使交感神经紧张性活动减弱；孤束核神经元海域延髓内其他神经合团以及脑干其他部位如脑桥、下丘脑等的一些神经核团发生联系，其效应也是是交感神经紧张性活动减弱。另外冲动到达孤束核后还与迷走神经背核和疑核发生联系，使迷走神经的活动加强，即心率减慢，呼吸减弱

3）迷走神经：迷走神经节后纤维末梢释放乙酰胆碱作用于心肌细胞膜的M型胆碱能受体，使腺苷酸环化酶受到抑制，细胞内环腺苷酸磷酸浓度降低，肌浆网释放钙离子减少，导致心律减慢，心房肌收缩能力减弱，心房肌不应期缩短，房室传导速度减慢，呼吸减弱

4）去甲肾上腺素：与α肾上腺素能受体结合，也可与心肌的β1肾上腺素能受体结合，静脉注射去甲肾上腺素，可使全身血管广泛收缩，动脉血压升高，心率加快，呼吸增强

5）乙酰胆碱：作用于心肌细胞膜M型受体。使血管肌细胞膜超计划，减少齐博细胞的活动，抑制动作电位发生。静脉注射，可使全身血管广泛舒张，动脉血压下降，心率减慢，呼吸减弱。

十一、人体动脉血压的测定及其影响因素

1.何谓收缩压、舒张压？

心脏收缩时，动脉压的最高值；心脏舒张是，动脉压的最低值

2.如何测收缩压和舒张压？

十二、离体肠断平滑肌的生理特性

1.本实验是否可用麻醉的动物的肠断？为什么

2.进行哺乳动物立体组织器官实验时，必须控制哪些条件

3.为什么加入各种药物会引起离体肠段活动的变化？其机理是什么

4.加入乙酰胆碱后再加入阿托品，肠断活动受到抑制，为什么

十三、人体脑电图描记

1.试分析不同思维活动对脑电图影响的机理

十四、人体眼球震颤的描记

1.人体旋转后出现的眼震机制与半规管的最适刺激是什么

人体旋转后，出现的眼震由于正常人躯体或头部进行旋转运动时，刺激半规管内的毛细胞而发生的生理现象。半规管的适宜刺激是使纤毛发生偏屈的因素。

2.当沿一个方向水平旋转时，旋转开始后与旋转结束后的眼震方向是否相同，为什么

不同。当沿一个方向水平旋转时，旋转开始和旋转结束时的内淋巴的惯性作用方向是相反的。即纤毛的偏屈方向相反，产生兴奋的半规管方向也就相反，因此眼震方向相反。

3.旋转终止后身体有向哪个方向倾倒的趋势？为什么

十五、小鼠电防御条件反射的建立、分化与消退

1.讨论条件反射的形成条件、生物学意义与应用价值

十六、肾上腺素对皮肤色素细胞的影响

1.鱼注射肾上腺素后皮肤颜色为什么会变浅变淡