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《机能学实验》实验教学大纲

作者:刘爱东  2019年10月17日  阅读次数:4494

《机能学实验》实验教学大纲

(供五年制本科临床医学、麻醉学、影像学等专业使用)

  前言

机能学实验是以生理学、病理生理学、药理学为基础,通过对三学科实验教学的优化、融合、重组形成的一门独立的综合性实践课,是以动物实验为主要手段,探讨机能活动规律及其在疾病状态或药物干预下的变化规律及其机制的综合性实验课程,是机能学教学的重要组成部分和重要的医学基础课程。主要内容包括基本实验技能、基本的经典实验、综合性实验和设计性实验。编写本大纲的目的是要求学生通过该课程的学习,掌握常用实验仪器的原理及使用方法;掌握常用实验动物的选择和局部手术操作;掌握常用实验溶液的配制方法:学会实验资料的收集、整理和数据处理;学会对实验结果的分析、整理和实验报告的正确书写,从而提高对功能学科知识的进一步理解,提高解决实际问题的综合能力、提高科学思维的能力,培养对科学工作严谨求实的作风,为今后从事实际工作和科学研究奠定基础。

本大纲适用于五年制本科临床医学、麻醉学、影像学等专业的医学生使用。现将大纲使用中有关问题说明如下:

为了使教师和学生更好地掌握教材,大纲中每一实验均由教学目的、教学要求和教学内容三部分组成。教学目的注明教学目标,教学要求分掌握、熟悉和了解三个级别,教学内容与教学要求级别对应,并统一标示(核心内容即知识点以下划实线,重点内容以下划虚线,一般内容不标示)便于学生重点学习。

教师在保证大纲核心内容的前提下,可根据不同教学手段,讲授重点内容和介绍一般内容。

总教学参考学时:60学时。

使用教材:《机能学实验教程》,刘爱东主编,第2版,第四军医大学出版社,2014年。

  正文

实验一  概述

 教学目的

(一)明确机能实验课的目的和要求,严格遵守实验室的规章制度,认真做好每一次实验,在实验中不断掌握动物实验的基本操作技术。

(二)掌握BL-420F生物信号采集系统操作

(三)了解学校的国家级医学虚拟仿真实验教学中心的登录要求和学习机能学虚拟实验的内容。

(四)熟悉常用手术器械名称及掌握手术器械的基本使用手法。

 教学要求

(三)掌握BL-420F生物信号采集系统操作

(二)熟悉手术器械名称及掌握手术器械的基本使用手法。

(三)熟悉实验报告的书写格式及要求。

(四)了解实验设计的要求。

(五)了解学校的国家级医学虚拟仿真实验教学中心的登录要求和学习机能学虚拟实验的内容。

 教学内容

(一)实验室安全教育

(二)动物伦理学简介。

(三)仪器的介绍(包括BL-420F生物信号采集系统,手术器械) 

(四)实验报告的书写要求

(五)实验室的常规事项(包括规章制度,实验成绩的考核办法)

(六)实验设计的要求

(七)介绍学校的国家级医学虚拟仿真实验教学中心网址,登录要求,学习机能学虚拟实验的内容以及计分标准。

实验二  刺激强度和频率对骨骼肌收缩的影响

 教学目的

(一)掌握蟾蜍坐骨神经—腓肠肌标本制备的方法。

(二)观察不同刺激强度对骨骼肌收缩力的影响。

(三)观察不同刺激频率对骨骼肌收缩力的的影响,从而了解强直收缩的成因。

(四)理解兴奋通过肌接头处的化学传递过程。

 教学要求

(一)掌握蟾蜍坐骨神经—腓肠肌标本的制备方法。

(二)掌握BL-420F生物信号采集系统的使用。

(三)正确观察实验现象,整理实验结果并加以分析。

(四)按要求书写实验报告。

(五)登录学校的国家级医学虚拟仿真实验教学中心学习《蟾蜍的基本操作综合实验》。

 教学内容

(一)制备蟾蜍坐骨神经——腓肠肌标本

(二)标本与仪器的连接。

(三)不同强度刺激与骨骼肌收缩的关系

(四)不同强度频率与骨骼肌收缩的关系

(五)通过虚拟仿真实验学习1)术前准备实验操作(2)神经肌肉标本制备实验操作。

实验三  蟾蜍坐骨神经干动作电位的观察

 教学目的

(一)学习电生理实验方法。

(二)掌握蟾蜍坐骨神经干标本制备方法。

(三)观察蟾蜍坐骨神经干复合动作电位的波形,并了解其产生的基本原理。

(四)熟悉蟾蜍坐骨神经干兴奋性的周期性变化,学习不应期的测定方法。

(五)观察分析损伤对神经干动作电位传导的影响,以加深对动作电位传导机制以及神经传导特征的理解。

(六)登录学校的国家级医学虚拟仿真实验教学中心学习《蟾蜍的基本操作综合实验》。

 教学要求

(一)掌握制备蟾蜍坐骨神经干标本的方法。

(二)熟练掌握BL-420F生物信号采集系统使用,观察双相动作电位和单相动作电位的基

本波形,并加以分析。

(三)观察神经干兴奋的不应期。

(四)计算出神经干兴奋传导的速度。

(五)按要求书写实验报告。

(六)登录学校的国家级医学虚拟仿真实验教学中心学习《蟾蜍的基本操作综合实验》。

 教学内容

(一)蟾蜍坐骨神经——腓神经标本制备

(二)仪器连接及选定参数。

(三)神经干复合动作电位的观察

(四)神经干兴奋不应期的测定

(五)神经干兴奋传导速度的测定

(六)观察损伤对神经干动作电位的阻断作用与单相动作电位

(五)通过虚拟仿真实验学习1)术前准备实验操作(2)神经干标本制备实验操作。

实验   蟾蜍心脏的期前收缩及代偿间歇

 教学目的

(一)学习暴露蛙类心脏的方法,熟悉心脏的结构。

(二)在心脏活动的不同时期给予刺激,观察心脏收缩活动的变化,分析产生期前收缩和代

偿间歇的机制。

 教学要求

(一)掌握暴露在体蛙类心脏的方法。

(二)心脏活动的不同时期给予刺激,观察心脏收缩活动的变化,分析产生期前收缩和代偿间歇的机制。

(三)按要求书写实验报告。

(四)登录学校的国家级医学虚拟仿真实验教学中心学习1.《蟾蜍的基本操作综合实验》,2.离体心脏灌流综合实验》。

 教学内容

(一)在体蛙心的制备

(二)用带线的蛙心夹在舒张期夹住心尖,将线连至张力换能器,再输入微机BL-420F

物信号采集系统。

(三)电刺激装置

(四)观察和描记蟾蜍正常心搏曲线注意观察曲线的向上部分代表心室收缩,向下部分代

表心室舒张

(五)用单个阈上刺激分别在收缩期和舒张期各自的早、中、晚期刺激心室,观察和描记蟾蜍心搏曲线变化

(六)通过虚拟仿真实验学习1)术前准备实验操作(2)离心心脏制备实验操作,以及已知药物实验和未知药物实验对离体蛙心脏收缩的影响。

实验五  动物实验技术操作训练

  教学目的

(一)学习捉拿家兔的正确方法和固定。

(二)掌握常用手术器械的正确使用方法。

(三)学习动物实验的基本操作技术,包括麻醉、切口与止血、气管插管术、神经和血管分离术、颈动脉插管术、颈外静脉分离和插管、输尿管插管术、膀胱插管术。

  教学要求

(一)按照实验指导,顺利完成常见的动物实验基本操作。

(二)登录学校的国家级医学虚拟仿真实验教学中心学习《家兔的基本操作综合实验》。

  教学内容

(一)家兔的捉拿方法

(二)麻醉、固定。

(三)家兔颈部手术(气管插管术分离颈部神经(:减压神经、交感神经、迷走神经)和颈总动脉颈总动脉插管术、颈外静脉分离和插管)

(四)家兔腹部手术(输尿管插管术膀胱插管术)。

(五)通过虚拟仿真实验学习1)术前准备实验操作(2)颈部手术实验操作(3)腹部手术实验操作(4)腹股沟手术实验操作。 

实验六  动脉血压的生理性调节及药物对血压的影响

 教学目的

(一)掌握颈总动脉插管术和动脉血压记录方法。

(二)观察神经(减压神经、迷走神经)和体液(去甲肾上腺素、乙酰胆碱等)因素对动脉血压的调节作用,以及不同受体阻断剂对血压调节的影响,并分析其机制。

 教学要求

(一)掌握颈总动脉插管术和动脉血压记录方法。

(二)讨论实验结果,分析神经体液调节机制和不同受体阻断剂对血压的影响及其机制。

(三)按要求书写实验报告。

(四)登录学校的国家级医学虚拟仿真实验教学中心学习《心血管活动调节综合实验》。

 教学内容

(一)麻醉、固定。

(二)家兔颈部手术(气管插管术分离减压神经和迷走神经颈总动脉插管术。)

(三)仪器调试

(四)观察并记录正常血压心率及心跳节律的变化

(五)用动脉夹夹闭右颈总动脉阻断血流15s观察血压、心率及心跳节律的变化放开动脉夹结果又如何?

(六)观察拟肾上腺素药的作用

(七)α受体作用分析

(八)β受体作用分析

(九)观察拟胆碱药的作用

(十)M受体作用分析

(十一)结扎右侧减压神经用中等强度的电刺激分别刺激其外周端和中枢端观察血压和心率

有何不同的变化

(十二)结扎右侧迷走神经用中等强度的电刺激刺激其外周端观察血压和心率有何不同的变化

(十三)通过虚拟仿真实验观察以下因素对家兔心血管活动包括血压和心率的影响。(1)夹闭右

颈总动脉 (2)刺激右降压神经 (3)刺激迷走神经 (4)注射生理盐水 (5)注射阿托品 (6

注射肾上腺素 (7)注射去甲肾上腺素 (8)注射异丙肾上腺徐 (9)注射酚妥拉明+去甲肾上

腺素 (10)注射心得安+异丙肾上腺素,

实验  家兔呼吸运动的调节及胸内负压的测定

 教学目的

(一)掌握哺乳动物呼吸运动的描记方法。

(二)分析呼吸运动的调节及其作用的影响因素。

(三)学习胸内负压的测量方法。

(四)观察在呼吸周期中,胸内负压的变化。

 教学要求

(一)掌握气管插管术、迷走神经的分离及呼吸运动描记的方法、胸膜腔穿刺术。

(二)记录各种刺激因素对呼吸运动及胸膜腔内压的影响。

(三)胸膜腔内压的测定。

(四)通过造成一侧人工开放性气胸,观察呼吸运动变化,揭示胸腔负压的作用。

(五)按要求写出实验报告。

(四)登录学校的国家级医学虚拟仿真实验教学中心学习《多因素对呼吸系统功能影响实验》。

 教学内容

(一)麻醉、固定。

(二)家兔手术(气管插管术分离左右两侧迷走神经)。

(三)描记正常的呼吸曲线注意上升支和下降支与呼吸相之间的关系

(四)吸入气中CO2浓度对呼吸运动的影响

(五)吸入气中氧浓度降低对呼吸运动的影响

(六)增大无效腔对呼吸运动的影响

(七)切断两侧迷走神经对呼吸运动的影响

(八)刺激一侧迷走神经中枢端对呼吸运动的影响

(九)胸内负压测量

(十)气胸对呼吸运动及胸膜腔内压的影响

(十一)通过虚拟仿真实验观察家兔对以下因素的呼吸功能调节反应,(11/3气道狭窄与气胸

实验 (22/3气道狭窄与气胸实验 (3)气道延时实验(4)吸入氮气试验 (5)吸入高浓度

CO3实验 (6)开放性气胸试验(7)张力性气胸实验 (8)乳酸性酸中毒实验 (9)实验性肺

水肿实验。

实验八  离体小肠平滑肌的生理特性及药物作用的观察

 教学目的

(一)学习一种离体组织器官实验方法。

(二)观察离子成分、酸碱度、温度、乙酰胆碱、肾上腺素等药物对家兔离体小肠平滑肌的作用。

(三)分析平滑肌活动的某些生理特性与理化环境改变对它的影响。

 教学要求

(一)掌握离体小肠平滑肌制备的方法。

(二)分析理化因素及乙酰胆碱、肾上腺素等药物对平滑肌作用的机制。

(三)按要求书写实验报告。

(四)登录学校的国家级医学虚拟仿真实验教学中心学习《肠道平滑肌受体动力学实验》。

三 教学内容

(一)准备工作。

(二)标本制备

(三)仪器连接与设置。

(四)描记一段离体小肠平滑肌的收缩曲线注意观察其节律性收缩及张力水平

(五)观察胆碱能受体激动剂对肠段收缩的影响及阻断剂的作用

(六)观察肾上腺素能受体激动剂对肠段收缩的影响及阻断剂的作用

(七)观察钙离子对肠段收缩的影响

(八)观察温度变化对肠段收缩的影响

(九)观察酸碱度变化对肠段收缩的影响

(十)通过虚拟仿真实验观察以下因素对消化道平滑肌收缩与电活动的影响,(1)神经体液因素

对消化道平滑肌收缩与慢波的影响 (2ICC起搏电位或电流的观察

实验九  影响尿生成因素的观察和慢性肾功能衰竭虚拟实验

  教学目的

(一)掌握尿生成的过程和影响因素。

(二)观察呋塞米的利尿作用,熟悉呋塞米的临床应用。

  教学要求

(一)掌握输尿管导尿法或膀胱导尿法。

(二)观察影响尿液生成的因素,并分析其作用机理。

(三)按要求书写实验报告。

(四)登录学校的国家级医学虚拟仿真实验教学中心学习1.影响尿液的生成综合实验

2. 《基于ESP的慢性肾功能衰竭虚拟仿真实验》

  教学内容

(一)麻醉、固定。

(二)耳缘静脉输液。

(三)家兔腹部手术(输尿管插管术膀胱插管术)。

(四)观察生理盐水对尿量的影响

(五)观察高渗葡萄糖溶液对尿量的影响及尿糖定性试验

(六)观察去甲肾上腺素对尿量的影响

(七)观察垂体后叶素对尿量的影响

(八)观察呋塞米对尿量的影响

(九)通过虚拟仿真实验观察:1、以下因素对尿液生成的影响(1)刺激迷走神经

2失血(3)尿路机械性梗阻。2、慢性肾衰动物模型的复制及慢性肾衰ESP病人的临床表现、

透析及肾脏移植。

实验十  不同类型缺氧小鼠的观察

 教学目的

(一)学习各型缺氧动物模型复制的方法,了解缺氧的分类。

(二)观察不同类型缺氧中机体的变化。

(三)掌握不同类型缺氧的概念、发生机制及特点

(四)结合临床病例讨论,加深对各型缺氧的理解。

 教学要求

(一)掌握不同类型缺氧动物模型复制的方法

(二)掌握不同类型缺氧的概念、发生机制及特点

)结合临床病例讨论。

按要求书写实验报告。

(五)登录学校的国家级医学虚拟仿真实验教学中心学习1.大小鼠基本操作综合实验》、2.《不同类型缺氧大鼠的观察》。

三 教学内容

(一)复制小鼠几种类型缺氧的动物模型

(二)观察正常小鼠的各项指标

(三)观察乏氧性缺氧小鼠的各项指标

(四)观察血液性缺氧小鼠的各项指标

(五)观察组织中毒性缺氧小鼠的各项指标

(六)临床病例讨论。

(七)通过虚拟仿真实验学习1.1)抓取与固定实验操作 (2)分组与编号实验操作 (3)给药方法实验操作 (4)麻醉实验操作 (5)取血实验操作 (6)处死实验操作 (7)主要脏器识别。2.观察乏氧性缺氧大鼠、血液性缺氧大鼠和组织中毒性缺氧大鼠的模型制备,各项指标,以及了解亚硝酸盐中毒、氰化钾中毒的解救。

实验十一   实验性高血钾症及其解救

 教学目的

(一)掌握高钾血症的动物模型的制备方法。

(二)了解高钾血症对心脏的毒性作用。

(三)掌握高钾血症心电图变化的特征。

(四)设计对高钾血症的抢救治疗方案。

 教学要求

(一)复制急性高钾血症动物模型。

(二)正确判断高钾血症时心电图的变化,并分析其产生机制。

(三)登录学校的国家级医学虚拟仿真实验教学中心学习《血钾对家兔心电图和心室功能的影响实验

 教学内容

(一)动物称重后仰卧固定。

(二)开机并启动实验系统。

(三)描记一段正常心电图认识正常心电图的主要波形

(四)7.5KCl溶液复制急性高血钾症动物模型观察高钾血症时心电图的特征性变化

(五)暴露心脏继续注射7.5KCl溶液观察心电图的变化直到心脏停搏

(六)设计对高钾血症的抢救治疗方案。

(七)通过虚拟仿真实验学习1)高钾血症的制备(2)高钾血症的治疗,观察血钾对于家兔心电图和心室功能的影响。

实验十二  氨在肝性脑病发生中的作用

 教学目的

(一)学习复制肝功能障碍时氨代谢异常的动物模型的方法。

(二)观察肝性脑病时机体的典型表现及血氨水平的变化。

(三)掌握肝性脑病的概念及发病机制。

 教学要求

(一)掌握建立实验性氨中毒动物模型的方法。

(二)掌握氯化铵中毒引起肝性脑病的症状和发病机制。

(三)按要求书写实验报告。

 教学内容

(一)建立实验性氨中毒动物模型,取体重相近的3只家兔,分两组进行实验。

甲兔  肝叶大部切除 + 输注复方氯化铵溶液

乙兔  肝叶假手术 + 输注复方氯化铵溶液

(二)观察家兔呼吸运动,角膜反射,瞳孔大小,对刺激的反应及抽搐等

(三)氯化铵用量以及从输注氯化铵到出现症状的时间

(四)家兔血氨的测定

实验十三   水杨酸钠药代动力学参数的测定

 教学目的

(一)以水杨酸钠为例了解血浆药物浓度随时间变化的时量关系。

(二)了解药代动力学参数的临床意义。

 教学要求

(一)掌握颈总动脉插管术。

(二)掌握药代动力学参数和浓度—时间曲线的意义。

(三)按要求书写实验报告。

 教学内容

(一)实验准备。

(二)麻醉、固定。

(三)家兔手术(颈动脉插管术)。

(四)取血、给药。

(五)制备血浆、比色。

(六)计算血浆药物浓度、药代动力学参数和绘制浓度一—时间曲线

实验十四 有机磷酸酯类农药急性中毒及解救

 教学目的

(一)观察有机磷酸酯类农药(以敌敌畏为代表)的急性中毒症状。

(二)观察并比较阿托品和解磷定对敌敌畏中毒的解救效果。

(三)结合临床病例讨论,加深对有机磷酸酯类农药急性中毒及解救的理解。

 教学要求

(一)熟悉有机磷酸酯类物质中毒后出现的症状。

(二)观察并比较阿托品和解磷定对敌百虫中毒的解救效果。

(三)按要求书写实验报告。

(四)结合临床病例讨论。

 教学内容

(一)取家兔两只,称其体重,分别观察并记录下列指标:活动情况、呼吸(频率、幅度、节律是否均匀)、瞳孔大小、唾液分泌、大小便、肌张力及有无肌震颤等。

(二)两兔同样给予敌百虫,密切注意给药后家兔各项生理指标的变化,加以记录。

(三)敌敌畏中毒的解救。注意甲兔和乙兔的区别。

(四)临床病例讨论。

:  给药计量换算

  教学目的

掌握给药计量换算方法,为后续设计性实验的开展和今后的工作打下基础,

  教学要求

掌握给药计量换算方法。

  教学内容

(一)动物给药剂量的确定。

(二)给药浓度的表示方法。

(三)实验动物用药量的计算方法。

(四)人与动物及各类动物间药物剂量的换算方法。

实验十五  实验设计

 教学目的

旨在启发学生应用已学过和掌握的机能实验知识和技能,进一步调动学生学习的主动性,培养学生发现问题、研究问题、分析与解决问题以及科学研究的能力,为以后的科研工作打下良好的基础。

 教学要求

(一)指导教师提前给学生讲解自行设计实验的目的和基本要求。

(二)实验设计。以实验小组(3 ~ 5人)为单位利用课余时间,通过查阅文献、资料,自行选择实验题目,根据实验目的,自行设计实验方案、设定实验动物模型,确定实验步骤、方法及观测指标。

(三)讨论每个实验小组的实验设计。每个实验小组将自己的实验设计制成幻灯进行报告。由两名实验教师组成的评审小组作为专家指导开题答辩并评分。

  教学内容

每一个实验小组选派1名学生进行自主设计性实验方案的汇报,由评审小组及其他组的学生就该组的设计方案及相关的基础理论、基本知识和基本技能提出问题,小组的每个学生均可参与回答和解释,最后评审组根据小组的每一位成员的在答辩中表现,按照实验室的要求对实验小组进行评分,同时其他小组对该小组进行评分,以及小组成员之间互相评分。最后由实验教师收集各类评分表计算每位学生的最终的答辩成绩。

  教学组织和方法

一 实施机构:由基础医学院机能学实验室执行。

二 组织内容:教案讲义审核、集体教学备课、教学方法研究、教学手段应用。

三 教学方法:

1.实验教学:实验分组(3~4人/组),学生分工自主实践操作。在实验教学中,采用启发式、讨论式、交互式课堂教学方法,辅助现代教育技术和传统教学手段,重点内容以介绍为主,一般内容以自学为主。

2.教学地点:新浦校区III号实验楼三楼的机能学实验室,承担教师由生理学教研室、病理生理学教研室和药理学教研室委派。

3.辅导形式:实验中答疑和指导、实验报告讲解、课后讨论、虚拟机能实验室学习等。

四 考核办法:由五个部分构成,平时成绩10%,实验报告20%,小测验10%,实验操作考

40%,实验设计20%,总评成绩为五部分成绩综合评定。

:

1.平时成绩包含: 考勤、值日5%,虚拟实验5%

2.旷课累加3次以上(含3次)者,或实验报告不交累计4次以上(含4次)者,总评成绩计以零分。

  教学时数分配表

序号

实验内容

教学时数

实验类型

1

一、概述

1. 实验室安全教育。

2. 动物伦理学简介。

3. 仪器的介绍(包括BL-420F生物信号采集系统,手术器械) 

4. 实验报告的书写要求。

5. 实验室的常规事项(包括规章制度,实验成绩的考核办法)

6. 实验设计的要求。

7.学校的国家级医学虚拟仿真实验教学中心网址,登录要求,学习机能学虚拟实验的内容以及计分标准。

4

基础型

2

蟾蜍心脏的期前收缩及代偿间歇

4

验证型

3

1. 刺激强度及频率对骨骼肌收缩的影响

2. 蟾蜍坐骨神经干动作电位的观察

4

验证型

4

1.不同类型缺氧小鼠观察

2.相关病例分析

4

综合型

5

1.有机磷酸酯类农药急性中毒及解救

2. 相关病例分析

3. 给药剂量计算

4

综合型

6

动物实验技术操作训练1

4

基础型

7

动物实验技术操作训练2

4

基础型

8

动脉血压的生理性调节和药物对血压的影响

4

综合型

9

家兔呼吸运动的调节及胸内负压的测定

4

综合型

10

水杨酸钠药代动学参数的测定

4

验证型

11

离体小肠平滑肌的生理特性及药物作用的观察

4

综合型

12

影响尿生成因素的观察和慢性肾功能衰竭虚拟实验

4

综合型

13

氨在肝性脑病发生中的作用

4

验证型

14

实验性高血钾症及解救

4

综合型

15

学生设计性实验的开题答辩

4

设计型

合计

60