“实验目的”
通过电刺激腓肠肌标本，观察不同刺激强度时对骨骼肌收缩力的影响；了解阈下刺激、阈刺激和阈强度、阈上刺激、最适刺激和最适强度的概念；加深理解和掌握刺激（外因）、兴奋性（内因）与反应的关系。
“实验原理”
生理学中把细胞在受刺激时产生动作电位的能力称为兴奋性，此是细胞反应的内部条件。肌肉组织是可兴奋组织，肌细胞受到适宜刺激后会产生动作电位，表现为发生肌肉收缩的反应，适宜的刺激是肌细胞收缩反应所必须的外部条件。能够引起细胞、组织发生反应的最低刺激强度为阈强度（即阈值），刺激强度等于阈值的刺激叫阈刺激，刺激强度小于阈值的刺激叫阈下刺激，刺激强度大于阈值的刺激叫阈上刺激。
单个骨骼肌细胞对刺激的反应具有“全或无”的性质，但整块骨骼肌对刺激的反应不表现“全或无”，而是呈现出在一定范围内骨骼肌收缩的幅度同阈上刺激的强度成正变的关系。蟾蜍的腓肠肌内含有许多兴奋性高低不同的骨骼肌细胞，因其阈值各不相同，故而引起收缩所需的刺激强度也不同。①如果刺激强度低于任何腓肠肌细胞的阈值，则无动作电位产生，无收缩反应。②刺激强度增加到能引起少数腓肠肌细胞兴奋时，可产生较小的复合动作电位，记录到较低的肌肉收缩波形，此即腓肠肌组织的阈值，该刺激为组织的阈刺激。③继续增加刺激强度，随着阈上刺激强度的加大，兴奋的腓肠肌细胞数量增多，复合动作电位幅度和肌肉收缩幅度随之增大。④当刺激强度增加到刚好使全部的腓肠肌细胞兴奋时，复合动作电位幅度和肌肉收缩幅度都达到最大，此能产生最大收缩反应的最小刺激强度为该组织的最适强度，该刺激为组织的最适刺激。⑤再增加刺激强度时，复合动作电位幅度和肌肉收缩幅度都不会再增加。
“实验对象”蟾蜍或蛙
“实验用品”BL-420E 生物机能实验系统、刺激电极、肌肉张力换能器，蛙类手术器械一套、小烧坏、绵线、棉球、滴管、铁支架、双凹铁夹、任氏液。
“实验准备和步骤”
1.腓肠肌标本的制备
（1）
破坏脑和脊髓：取蟾蜍一只，用自来水冲洗干净，左手握蟾蜍用食指压住头部使头前俯。右手持探针由头部前端沿中线向尾端触划，凹陷处即枕骨大孔，右手持探针由此垂直刺入1～2mm，再将探针尖端向头方刺入颅腔，左右搅动，捣毁脑组织。而后退针尖至皮下，再从枕骨大孔转向尾方，刺入椎管捣毁脊髓，至蟾蜍四肢松软，抽出探针。
（2）
分离腓肠肌：剪开一侧后肢皮肤，用玻璃分针将腓肠肌跟腱分离，用镊子在跟腱处穿线结扎，并在结扎处的下端剪断跟腱，左手提起结扎线，右手用剪刀剪去游离周围组织，分离腓肠肌至膝关节处，仅保留腓肠肌起始端与骨的联系。用蛙钉将脚趾部和股骨都固定于蛙板上。
2.
实验系统连接。将肌张力换能器用双凹铁夹固定在铁支架上，并将跟腱上的结扎线与张力换能器输入端的悬臂梁相连，使线有一定张力，不宜太紧，以使肌肉自然拉平为宜，调整蛙板位置使此连线与桌面垂直；将换能器与生物机能实验系统的第1通道（亦可选择其他通道）相连。将一配套的刺激电极固定在铁支架上，并与BL-420E 生物机能实验系统的刺激输出端口相连。保证腓肠肌始终与刺激电极接触良好。
3.实验系统进入和参数设置。打开BL-420E
→双击桌面机能实验图标启动系统软件进入NewCentury系统软件主界面→选择“实验项目”→“肌肉神经实验”→“刺激强度与反应的关系”实验模块，此时将弹出“设置刺激强度与反应关系实验参数对话框”，在“程控”与“非程控”中首选“程控”方式。此后，系统将自动设置该实验所需的各项刺激参数并自动启动刺激。系统自动设置的参数为：
（1）刺激方式：单刺激。
（2）
刺激强度：刺激强度从150mv（0.15v）开始逐渐增大，强度增量50mV，连续记录肌肉收缩曲线。刺激强度增加至肌肉出现最大收缩反应，即计算机生物机能实验系统上记录的曲线不再增高。
4.
观察项目。选程控实验后系统自动启动刺激，刺激强度由0.15v、0.20v、0.25v、0.30v、0.35v、0.40v……逐渐增大，从计算机上观察腓肠肌收缩情况。
（1）记录腓肠肌的阈强度：0.15v的弱刺激开始时腓肠肌无收缩反应，随着刺激强度的加大，当刺激刚好能使腓肠肌收缩，记录下刚出现肌肉收缩波形时对应的刺激强度值，此即为腓肠肌组织的阈强度（即阈值）。此刺激为阈刺激。
（2）记录腓肠肌的最适强度：刺激强度继续增大，腓肠肌收缩幅度随之加大，直到三四个收缩幅度不再随刺激而发生改变，此时收缩幅度最大，记录使收缩幅度达最大的最小刺激强度即腓肠肌的最适强度，此刺激即为最适刺激。
5.数据保存、打印及系统退出
（1）取名并保存：完成实验后，点工具条上的“■”停止按钮，此时系统软件将提示：为实验得到的记录数据文件另选择存储路径及取名，以便保存和以后查找。取名并保存取名并保实验数据文件（可不做）。
（2）打印：点菜单条上“文件”打开保存的文件，对实验结果进行编辑整理，选择骨骼肌收缩波形，点击打印预览及打印按钮打印实验结果（可不做）。
（3）系统退出：实验完毕单击工具条上的停止实验按钮“■”停止实验，点“×”退出系统。
“结果记录与报告要求”
1.实验目的
2.实验结果
（1）要求画出刺激强度与收缩的关系图，并在图上标出阈强度和最适强度。
（2）针对本实验中腓肠肌组织的阈强度和最适强度值，写出该组织的阈下刺激、阈刺激、阈上刺激、有效刺激、最适刺激。
3.实验结论
“注意事项”
1.
当蟾蜍四肢僵直而后又松软下垂时，即表明脑和脊髓完全破坏。如动物仍表现四肢肌肉紧张或活动自如，则必须重新毁脑和脊髓。拔出毁髓针，用一小干棉球将针孔堵住，以防止其出血。
2.本实验也可制备在体或离体坐骨神经-腓肠肌标本。可以刺激坐骨神经引起腓肠肌收缩，但直接刺激腓肠肌更便捷，且所需的刺激强度更大。
3.可根据描记的结果调节“设置刺激强度与反应关系实验参数对话框”中“程控”的参数，如起始刺激强度、刺激强度的增量的设置，以便把图形做的完美。
4.
如选“非程控”时，系统将不能自动设置该实验所需的各项刺激参数，也不能自动启动刺激。每次刺激都要重新设置刺激强度1，然后按“启动/停止刺激”按钮后才有刺激输出；应每隔10s左右刺激一次肌肉。
5.做肌肉最大收缩时，刺激强度不宜太大，当连续几次刺激收缩幅度都不再增大时便可停止刺激，否则会损伤神经。
6.实验过程中保持换能器与标本连线的张力不变。刺激电极与腓肠肌保持良好接触。
7.如果肌肉在未给刺激时即出现挛缩，是由于漏电等原因引起，需检查仪器接地是否良好。
“思考题”
1.为什么在阈刺激和最适刺激之间的收缩反应随刺激强度的增加而增大？
2.分析不同的刺激强度刺激坐骨神经对腓肠肌收缩的影响。
“附”
单根神经纤维或肌纤维对刺激的反应是“全或无”式的。但在神经-肌肉标本中，则表现为在一定范围内肌肉收缩的幅度同神经受刺激的强度成正变。因为坐骨神经干中含有数十万条粗细不等的神经纤维，其兴奋性各不相同。弱刺激只能使其中少量兴奋性高的神经纤维先兴奋，并引起它所支配的少量肌纤维兴奋收缩。随着刺激强度逐渐增大，发生兴奋的神经纤维数目逐渐增多，其所引起收缩的肌纤维数目亦增多，结果肌肉收缩幅度随刺激强度的增加而增强。当外加刺激达到神经组织的最适强度时，神经干中的全部神经纤维兴奋，它们所支配的全部肌纤维也都发生兴奋和收缩，从而引起肌肉的最大收缩强度。此后，若再增加刺激强度，肌肉收缩幅度将不再增加。
