第三部分 設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)
第一章 設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)范例
設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的目的是為了能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性、積極性和創(chuàng)造性，并且能把所學(xué)的基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)的選題設(shè)計(jì)。通過自主和創(chuàng)造性設(shè)計(jì)一種實(shí)驗(yàn)，在一定的實(shí)驗(yàn)條件和范圍內(nèi)，完成從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)到親自動(dòng)手操作全過程。第三章已經(jīng)介紹了設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的基本步驟，本章列舉幾個(gè)實(shí)例，讓同學(xué)們加深對(duì)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的理解。首先要簡(jiǎn)要寫出立題依據(jù)、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)路線與指標(biāo)、實(shí)驗(yàn)用品、預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果。進(jìn)行預(yù)試后，按照實(shí)驗(yàn)報(bào)告的要求寫出完整的實(shí)驗(yàn)。
范例：證明腎上腺皮質(zhì)能提高機(jī)體對(duì)有害刺激的抵抗力
一、立題依據(jù)與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(提出課題的目的、理由及內(nèi)容)
腎上腺皮質(zhì)是維持生命所必需的。腎上腺皮質(zhì)能釋放糖皮質(zhì)激素。糖皮質(zhì)激素參與體內(nèi)糖、蛋白質(zhì)和脂肪的代謝調(diào)節(jié)，并能增強(qiáng)機(jī)體對(duì)有害刺激的耐受能力。腎上腺皮質(zhì)萎縮的動(dòng)物可表現(xiàn)出血清中糖皮質(zhì)激素急劇減少，腎上腺皮質(zhì)功能失調(diào)的現(xiàn)象，同時(shí)抗炎癥、抗過敏能力下降及對(duì)有害刺激的耐受力下降。本研究探討摘除大鼠腎上腺皮質(zhì)后，檢測(cè)動(dòng)物的體重、進(jìn)食情況、活動(dòng)情況和肌肉緊張度的變化及死亡率等。
二、實(shí)驗(yàn)路線與檢測(cè)指標(biāo)
（一)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 大白鼠20只。
（二)實(shí)驗(yàn)指標(biāo) 檢測(cè)體重、進(jìn)食情況、活動(dòng)情況和肌肉緊張度的變化及死亡率。
（三)實(shí)驗(yàn)路線 實(shí)驗(yàn)組：摘除腎上腺。對(duì)照組：手術(shù)操作與實(shí)驗(yàn)組相同，但不摘除腎上腺。
三、實(shí)驗(yàn)用品
常用手術(shù)器械，小動(dòng)物手術(shù)臺(tái)，臺(tái)秤，棉球，注射器，鼠籠，生理鹽水，乙醚，1﹪NaCl 溶液，75﹪酒精等。
四、預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果
實(shí)驗(yàn)大鼠zxtf.net.cn/pharm/食欲下降，低血壓、肌無力和腎衰竭等，同時(shí)也表現(xiàn)出抗炎癥、抗過敏能力下降及對(duì)有害刺激的耐受力下降。
五、統(tǒng)計(jì)學(xué)處理
對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并得出相應(yīng)結(jié)論。
以下是本研究的完整實(shí)驗(yàn)。
腎上腺皮質(zhì)與機(jī)體對(duì)有害刺激耐受力的影響
【目的要求】
1．學(xué)習(xí)用摘除法造成功能缺損，以了解研究?jī)?nèi)分泌腺功能的方法。
2．觀察腎上腺皮質(zhì)激素對(duì)機(jī)體的水鹽代謝及應(yīng)激能力等方面的作用。
【基本原理】
腎上腺皮質(zhì)是維持生命所必需的。腎上腺皮質(zhì)釋放鹽皮質(zhì)激素、糖皮質(zhì)激素和少量性激素。糖皮質(zhì)激素參與體內(nèi)糖、蛋白質(zhì)和脂肪的代謝調(diào)節(jié)，并能增強(qiáng)機(jī)體對(duì)有害刺激的耐受能力；鹽皮質(zhì)激素則參與水鹽代謝的調(diào)節(jié)。摘除腎上腺的動(dòng)物可迅速表現(xiàn)出腎上腺皮質(zhì)功能失調(diào)的現(xiàn)象，例如食欲下降，低血壓、肌無力和腎衰竭等，同時(shí)也表現(xiàn)出抗炎癥、抗過敏能力下降及對(duì)有害刺激的耐受力下降。
【動(dòng)物與器材】
成熟的雄性大白鼠（或小白鼠)20只，常用手術(shù)器械，小動(dòng)物手術(shù)臺(tái)，臺(tái)秤，酒精棉球，注射器，鼠籠，生理鹽水，乙醚，1﹪NaCl溶液，75﹪酒精。
【方法與步驟】
1．動(dòng)物的分組和手術(shù)
（1)動(dòng)物的分組選擇健康而體重相近（150g左右)的雄性大白鼠20只，稱重和編號(hào)，分為4組，每組5只。各組動(dòng)物的體重和健康情況應(yīng)大致相似。第1、2、3 組動(dòng)物為摘除腎上腺的實(shí)驗(yàn)組，第4組為正常對(duì)照組。
（2)腎上腺摘除術(shù)用乙醚麻醉大白鼠，腹位固定于小動(dòng)物手術(shù)臺(tái)上。剪去動(dòng)物背部的被毛，用75﹪酒精消毒手術(shù)部位和手術(shù)者的雙手。手術(shù)器械也應(yīng)用75﹪酒精浸泡10min。在背部正中線作一長(zhǎng)約3cm的皮膚切口，用鑷子夾住皮膚邊緣，將切口牽向左側(cè)。分離兩側(cè)肌肉。在左肋骨下緣將腹壁剪一約1cm切口，以小鑷子夾鹽水棉球輕輕推開腹腔內(nèi)的臟器和組織，即可在腎的上方找到淡黃色的腎上腺，直徑約2mm～4mm，周圍被腎脂肪囊所包裹。用小鑷子緊緊夾住腎上腺與腎之間的血管和組織，再用眼科剪或小鑷子將腎上腺摘除。然后按上法摘除右側(cè)腎上腺。摘除腎上腺后，依次用線縫合肌層和皮膚的切口，用酒精棉球消毒皮膚的縫合口。手術(shù)后，各組動(dòng)物應(yīng)在同樣條件下飼養(yǎng)。對(duì)照組手術(shù)操作與實(shí)驗(yàn)組相同，但不摘除腎上腺。
2．觀察項(xiàng)目
（1)腎上腺摘除對(duì)動(dòng)物水鹽代謝和存活率的影響手術(shù)后，第1組（去腎上腺)和第4組動(dòng)物只飲清水；第2組（去腎上腺+鹽水)動(dòng)物飲1﹪NaCl溶液；第3組（去腎上腺+可的松)動(dòng)物除飲清水外，每天灌服可的松兩次，每次50μg。連續(xù)觀察一周，每天記錄動(dòng)物的體重、進(jìn)食情況、活動(dòng)情況和肌肉緊張度及死亡率等。實(shí)驗(yàn)結(jié)果可列表進(jìn)行比較。
（2)腎上腺摘除對(duì)動(dòng)物應(yīng)激功能的影響進(jìn)行這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的前兩天，對(duì)存活的實(shí)驗(yàn)組（去腎上腺)動(dòng)物和對(duì)照組動(dòng)物都停止喂食，全部只飲用清水（即不再給予鹽水和可的松)。實(shí)驗(yàn)時(shí)，在每組中各取2只動(dòng)物進(jìn)行觀察，比較它們?cè)诮?天后，在姿勢(shì)、活動(dòng)情況和肌肉緊張度等方面與禁食前有何變化？各組間的變化有何差異？將動(dòng)物移入2℃冷室中，停止給藥，保證動(dòng)物飲水和食物，每日觀察一次，記錄其死亡情況。以存活率為縱座標(biāo)，日數(shù)為橫座標(biāo)，作圖表示。
【注意事項(xiàng)】
1．動(dòng)物應(yīng)編號(hào)，以免混淆，編號(hào)的方法可用黃色的苦味酸稀溶液在背部寫上號(hào)碼；亦可用細(xì)鋁絲穿過耳廓，懸掛一個(gè)有號(hào)碼的小鋁牌。
2．摘除腎上腺動(dòng)物對(duì)有害刺激的抵抗力降低，動(dòng)物應(yīng)盡可能分籠單獨(dú)飼養(yǎng)，以免互相殘殺。而且要喂以高熱量和高蛋白的飼料。室溫最好保持在20℃～25℃之間。
【思考題】
1．根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，比較分析腎上腺摘除后的效應(yīng)和各組間效應(yīng)不同的機(jī)理。
2．動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中，為什么要進(jìn)行對(duì)照試驗(yàn)？應(yīng)怎樣考慮和設(shè)計(jì)對(duì)照試驗(yàn)？
第二章 設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)選題指導(dǎo)
設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)可供選擇的課題是多方面的，包括生理學(xué)課中的各章，可以包括驗(yàn)證基本理論、實(shí)驗(yàn)技術(shù)的革新以及解決生理學(xué)實(shí)驗(yàn)中存在的某些問題等。由于各校生理實(shí)驗(yàn)室條件不一，科學(xué)研究方向有別，難以將各章課題一一列出，以下列舉的實(shí)驗(yàn)，供參考。
實(shí)驗(yàn)1 觀察葡萄糖、ATP對(duì)骨骼肌收縮性的影響
問題的提出：骨骼肌收縮一段時(shí)間后，因能量的消耗而發(fā)生疲勞，分別補(bǔ)充葡萄糖、ATP能否改善肌肉的收縮能力？
提示：骨骼肌收縮的直接能源是ATP，ATP的合成需要葡萄糖。實(shí)驗(yàn)方法參見基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)5“骨骼肌的單收縮與強(qiáng)直收縮”。但刺激電極應(yīng)直接刺激腓腸肌而不是坐骨神經(jīng)（為什么要這樣設(shè)計(jì)？)，腓腸肌疲勞后（收縮幅度逐漸下降)，再把腓腸肌分別放回正常任氏液、含葡萄糖的任氏液、含ATP的任氏液中浸泡一段時(shí)間，然后再給予同樣參數(shù)的刺激，看腓腸肌收縮的強(qiáng)度如何？
實(shí)驗(yàn)2 葡萄糖溶液對(duì)蟾蜍坐骨神經(jīng)干動(dòng)作電位的影響
問題的提出：糖尿病神經(jīng)病變是糖尿病的最常見并發(fā)癥之一，主要是周圍神經(jīng)系統(tǒng)病變。臨床上表現(xiàn)為下肢遠(yuǎn)端感覺障礙，腱反射及淺感覺減弱或消失。那么不同濃度的葡萄糖溶液對(duì)神經(jīng)傳導(dǎo)速度是否有影響還不清楚，為了探討滲透壓對(duì)糖尿病神經(jīng)病變的影響機(jī)理，我們可設(shè)計(jì)并進(jìn)行這個(gè)實(shí)驗(yàn)。觀察不同濃度的高滲任氏液對(duì)蟾蜍坐骨神經(jīng)干動(dòng)作電位的影響。
提示：神經(jīng)動(dòng)作電位的傳導(dǎo)速度測(cè)定參見綜合性實(shí)驗(yàn)2“神經(jīng)興奮傳導(dǎo)速度的測(cè)定”。
實(shí)驗(yàn)3 不同部位血液對(duì)血細(xì)胞計(jì)數(shù)與血紅蛋白含量的影響
問題的提出：血液分布于血管內(nèi)，血管分為動(dòng)脈、靜脈和毛細(xì)血管，這三種血管內(nèi)的血細(xì)胞數(shù)量和血紅蛋白的含量是否相同？
提示：穿刺取動(dòng)脈、靜脈內(nèi)的血液以及末梢血。實(shí)驗(yàn)方法可參照基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)“血細(xì)胞計(jì)數(shù)”。
實(shí)驗(yàn)4 溶血反應(yīng)觀察
問題的提出：溶血反應(yīng)是臨床上輸血時(shí)應(yīng)盡量避免出現(xiàn)的嚴(yán)重的不良反應(yīng)，一旦出現(xiàn)，常引起休克和急性腎衰竭。因此，通過溶血復(fù)制溶血反應(yīng)模型，觀察最早出現(xiàn)的癥狀與體征，探索病因機(jī)理，為臨床提供科學(xué)的實(shí)驗(yàn)依據(jù)，以利選擇最佳的搶救方案。
提示：溶血反應(yīng)常引起休克和急性腎衰竭，可通過生物信號(hào)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)血壓和尿量的變化。
實(shí)驗(yàn)5 長(zhǎng)期注射地塞米松驟然停藥后小白鼠應(yīng)激能力的改變
問題的提出：機(jī)體在受到各種有害刺激時(shí)，體內(nèi)出現(xiàn)一系列神經(jīng)內(nèi)分泌反應(yīng)，引起應(yīng)激激素（如促腎上腺皮質(zhì)激素ACTH、糖皮質(zhì)激素)分泌增加，應(yīng)激能力增強(qiáng)。長(zhǎng)期大劑量注射地塞米松通過負(fù)反饋造成“下丘腦一腺垂體一腎上腺皮質(zhì)”功能下降，引起腎上腺皮質(zhì)萎縮，糖皮質(zhì)激素分泌減少。再用應(yīng)激原刺激機(jī)體，觀察機(jī)體的耐受能力，了解腎上腺皮質(zhì)在機(jī)體應(yīng)激方面的作用。
提示：待用藥一段時(shí)間，腎上腺皮質(zhì)萎縮后，可用應(yīng)激原（如寒冷等)刺激機(jī)體，觀察動(dòng)物對(duì)寒冷環(huán)境的耐受能力。
實(shí)驗(yàn)6 應(yīng)激性胃潰瘍的形成
問題的提出：消化性潰瘍是一種常見病，估計(jì)發(fā)病率為10﹪～20﹪，（我國部分地區(qū)為11.43﹪)。應(yīng)激又分急性和慢性。急性是指嚴(yán)重創(chuàng)傷，大手術(shù)后和肺、肝、腎功能不全，燒傷等，急性應(yīng)激發(fā)病均超過50﹪。而慢性則指精神和心理方面的因素。本實(shí)驗(yàn)加深理解應(yīng)激與疾病的關(guān)系。
提示：長(zhǎng)期處于應(yīng)激狀態(tài)下，如情緒不穩(wěn)定、焦慮、緊張、易怒、憂郁，又如大損傷（粉碎性骨折、大手術(shù)等)，都可能引起應(yīng)激性胃潰瘍。藥物中應(yīng)用糖皮質(zhì)激素也可引起應(yīng)激性胃潰瘍。
實(shí)驗(yàn)7 吸入蚊香煙霧對(duì)大鼠學(xué)習(xí)記憶的影響
問題的提出：蚊香是家庭是常用的驅(qū)蚊方式，據(jù)報(bào)道，蚊香的有效成分菊酯類物質(zhì)對(duì)機(jī)體具有一定的毒性，如胃腸中毒，肺組織的炎癥反應(yīng)，腦脊髓組織中的興奮性氨基酸增加等。但它對(duì)學(xué)習(xí)記憶有何影響還少有報(bào)道，故本實(shí)驗(yàn)通過給予大鼠吸入蚊香煙霧，觀察大鼠記憶能力的改變，研究蚊香的毒副作用。
提示：學(xué)習(xí)記憶能力的測(cè)試方法有長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)、跳臺(tái)實(shí)驗(yàn)和水迷宮測(cè)試等。
實(shí)驗(yàn)8 未知藥物的鑒定
下列未知藥物的鑒定不用化學(xué)方法，只要求用動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的方法進(jìn)行。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)，可選用合理的工具藥。
1．在分裝鹽酸腎上腺素和重酒石酸去甲腎上腺素時(shí)，由于粗心大意，忘記了貼標(biāo)簽，一周后需用藥品實(shí)驗(yàn)，才發(fā)現(xiàn)這一失誤，為此，請(qǐng)你設(shè)計(jì)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)進(jìn)行鑒定，確定哪瓶裝的是腎上腺素，哪瓶是去甲腎上腺素。
2．有一種交感神經(jīng)系統(tǒng)的藥物，可能是異丙腎上腺素、多巴胺、普萘若爾或酚妥拉明。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一種最簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)程序鑒定出它是哪一種藥物?
3．一種未知藥物粉劑，可能是硫酸阿托品，也可能是鹽酸腎上腺素。現(xiàn)在只有1只兔可供你做一天實(shí)驗(yàn)，但不準(zhǔn)開刀或殺死動(dòng)物，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，鑒定該粉劑是什么藥物?
4．兩瓶外觀相同的澄明溶液，其中一瓶是氯化鋇溶液，另一瓶是氯化乙酰膽堿溶液。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行鑒定。
實(shí)驗(yàn)9 設(shè)計(jì)并完成下列列出題目的實(shí)驗(yàn)
1．試證明神經(jīng)干動(dòng)作電位的產(chǎn)生與Na+的關(guān)系。
2．觀察兔減壓反射調(diào)節(jié)動(dòng)脈血壓的范圍。
3．試證明溫度對(duì)肌肉收縮的影響。
4．試證明某一未知藥物對(duì)動(dòng)脈血壓的影響。
5. 觀察箭毒對(duì)神經(jīng)-肌肉接點(diǎn)的阻滯作用。
6．觀察某一因素對(duì)小腸平滑肌的收縮特性有何影響？
7．觀察某一因素對(duì)蟾蜍腸系膜微循環(huán)的影響。
8．觀察某一因素對(duì)心率、心室肌收縮力有何影響？
9．觀察某一因素對(duì)胃運(yùn)動(dòng)、胃酸分泌有何影響，并分析其作用機(jī)制。
10．證明神經(jīng)末梢是通過釋放神經(jīng)遞質(zhì)對(duì)效應(yīng)器的作用。
執(zhí)業(yè)藥師實(shí)驗(yàn)10 自選題目并自行設(shè)計(jì)、完成實(shí)驗(yàn)
（朱大誠 肖愛嬌)
