【生理学高分实验报告】蛙的骨骼肌收缩实验
蛙的骨骼肌收缩实验的目的是为了通过观察不同刺激强度和频率下蛙的腓肠肌的收缩反应，加深对阈刺激，阈上刺激，最大刺激等概念的理解。分析单收缩，不完全强直收缩和完全强直收缩的形成机制。
一、实验原理
1、蛙的腓肠肌和坐骨神经属于可兴奋组织，能够接受刺激并产生兴奋反应（动作电位）。阈值和阈刺激通常用于表示单一细胞的兴奋性，且单一细胞的兴奋性是恒定的，不同细胞之间的兴奋性又有所差异。只有当刺激强度达到阈强度（阈值）时，可兴奋细胞才能产生动作电位，引起肌肉收缩。
由于蛙的坐骨神经，腓肠肌是多细胞组织，故在一定范围内，其所受刺激与反应之间不会表现出“全或无”的关系。当所给刺激的强度低于阈值时，肌肉不会产生兴奋，收缩曲线也不会发生改变。之后随着刺激强度的增加，达到/超过阈值时，肌肉收缩幅度随之加大，收缩曲线的幅度也逐渐增大。
当刺激强度增加至某一数值时，所有的肌肉细胞均产生兴奋，此时肌肉出现最大收缩反应，之后收缩幅度不会再随刺激强度的增加而增加。由此可见，骨骼肌收缩幅度的大小取决于刺激的强度和参与收缩（可兴奋）的骨骼肌细胞的数量。
2、蛙的腓肠肌组织属于可兴奋组织，接受刺激时能够产生肌肉收缩。单收缩指肌肉组织受到单次有效刺激后发生的一次收缩。当刺激频率较低时，若后一次刺激落在前一次收缩的舒张期之后，则每一次刺激所产生的收缩均为单收缩，在刺激频率逐渐增加的过程中，若后一个刺激落在前一个收缩的舒张期内，这种情况下产生的收缩为不完全强直收缩。
随着刺激频率的持续升高，若后一个刺激落在前一次收缩的收缩期内，此时产生的收缩称为完全强直收缩，所描记的肌肉收缩曲线趋势平滑。
二、实验材料
蛙类手术器械（粗剪刀、组织剪、眼科剪、圆头镊、眼科镊等）。蛙板、手术丝线、张力换能器、生物信号采集系统。
三、实验步骤
1、破坏蛙的脑和脊髓。
2、腓肠肌的分离和仪器的连接：使蛙俯卧并将其固定在蛙板上，游离出蛙的腓肠肌，将腓肠肌远端与张力换能器相连，并将刺激电极与腓肠肌紧密接触。
3、观察刺激强度改变对肌肉收缩的影响，记录阈下刺激，阈刺激和最大刺激下骨骼肌收缩曲线的变化趋势。
4、观察刺激频率改变对肌肉收缩的影响，描记骨骼肌在不同刺激频率下呈现出的单收缩，不完全强直收缩和完全强直收缩的曲线。
四、实验结果
1、控制刺激的频率不变，逐步加大刺激的强度。设置起始刺激强度为500mA，之后逐渐加强。腓肠肌收缩产生的图象最开始为一条平滑的直线，而后刺激强度的不断增加，当强度到达膜电位阈值之后图像出现第一个单收缩。随着刺激强度的不断增加，腓肠肌收缩图象的幅度不断增大，当刺激强度到某一数值（即最大刺激）后，图象的幅度不再增加。
2、控制刺激的强度不变，逐步提高刺激的频率。若刺激频率较低，当腓肠肌受到单次有效刺激时，若后一次刺激落在前一次收缩的舒张期之后，则每一次刺激所产生的收缩均为单收缩，所描记的收缩曲线呈单峰状。
随着刺激频率的不断加快，若后一个刺激落在前一个收缩的舒张期内，这种情况下产生的收缩为不完全强直收缩，所描记的曲线呈锯齿状。若继续加对腓肠肌的刺激频率，使后一个刺激落在前一次收缩的收缩期内，此时肌肉细胞会产生强直收缩，则各次的图象会融合起来，表现为相对平滑的上升的曲线。
五、实验机制分析与讨论
1、腓肠肌为可兴奋组织，安静时膜电位处于静息电位状态。只有当其受到有效刺激时才能达到或超过阈电位产生动作电位，从而产生收缩曲线的变化。又因腓肠肌是多细胞组织，故在一定范围内，其所受刺激与反应之间不会表现出“全或无”的关系。
第一次实验刚开始时，刺激强度较低，属于阈下刺激，肌细胞产生局部兴奋，产生电紧张电位，但不能产生动作电位，所有肌细胞均未发生收缩，此时所描记的收缩图像表现为一条相对平滑的直线。
随着刺激强度的增强，逐渐达到部分肌细胞的阈电位，部分肌肉细胞兴奋并产生小幅度收缩，此时图象产生的幅度较小。刺激强度的进一步加强使得更多的骨骼肌细胞达到阈电位并产生收缩，图象的幅度不断增大。
当刺激强度到达某一个数值，即最大刺激时，所有骨骼肌细胞都产生了兴奋，此时肌肉出现最大收缩反应，之后收缩幅度不会再随刺激强度的增加而增加。由此可见，骨骼肌收缩幅度的大小取决于刺激的强度和（参与收缩（可兴奋）的骨骼肌细胞的数量）。
2、由于骨骼肌的绝对不应期很短，能接受较高频率的刺激而产生兴奋，故其收缩总和是由多个有效刺激引起的收缩重叠的形式。给予肌肉不同频率的刺激会得到不同的收缩形式。
第二次实验开始时，刺激的频率较低，后一次刺激落在前一次刺激引起的收缩过程结束之后，因此只引起一连串的单收缩。随着频率的增加，当后一个刺激落在前一个刺激引起的收缩过程的舒张期，故产生了不完全强直性收缩的图象，此时所描记的曲线呈锯齿状。
再增加刺激强度，当每一个后续的刺激落在前一个收缩过程的收缩期，此时各次收缩的张力变化和长度缩短完全融合，产生了完全强直收缩的图象。由此可见，骨骼肌极短的绝对不应期和能够接受较高频率的刺激再次产生兴奋的能力是强直收缩产生的基础。
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