实验指南
所有学生进入实验室之前都要先学习本指南,经测试合格后,方可进入实验室进行实验。
【实验目的】
动物生物学实验是与动物生物学理论课程同步开设的独立课程,是理论教学的深化和补充。
1)通过实验使学生逐步掌握动物生物学实验的基本技术和方法,培养学生的动手能力和获取新知识的能力。
2)通过对该课程的学习,使学生进一步深化对动物生物学理论知识的把握,培养学生的创新意识,实事求是、严肃认真的科学作风,良好的实验习惯及团队协作能力,提高学生独立分析和解决问题的能力,为后续课程的学习打下良好的基础。
【学生须知】
1)上课前做好预习,预习内容包括实验内容、实验材料与用品、操作流程和要点、注意事项和问题等内容,并且按规定时间到达实验室,因故不能按时做实验时要向教师请假,改期补做实验。
2)携带必要的书本和文具,穿着实验服,实验台上不得放置与实验无关的用品。
3)实验过程中要注意安全,避免被解剖器具划伤、实验动物抓伤或咬伤。
4)爱护公共财物,注意节约各种实验器材和用品,公用的试剂、仪器不得随意搬离原处。对于实验器具和动物标本,要轻拿轻放、规范使用,严格按实验流程操作和观察,同时,如实记录各种实验结果。
5)实验过程中拍摄的图片、视频,不得用于非学习交流目的的扩散和传播,不得虐杀实验动物,要尊重实验动物。
6)实验过程中要保持安静,如有问题,举手示意,不得进行与实验无关的活动。
7)保持实验室清洁卫生,实验完毕后,将实验仪器设备、实验用品清点数量后放回原来的位置,并保持实验台整洁、干净,将凳子放到实验台上,以便值日生打扫地面。
8)实验结束后,值日生彻底清扫实验室地面,把凳子放在实验台下面,检查水电、门窗是否关好,将动物尸体放入塑料袋内,集中妥善处理。
【实验记录与实验报告的撰写】
1)实验记录是对实验过程的客观反映,认真记录实验过程和实验数据是从事科学研究必须具备的基本素质。记录时应使用单独的实验记录本,按顺序做好实验记录,字迹要工整,尽量不要涂改,如必须修改则标明修改原因,记录时可用图片并辅以文字描述,或绘图说明。
2)实验报告要写明实验编号、实验日期、实验组别、学号、姓名,具体内容包括实验目的、实验原理、实验操作要点和回答实验指导中提出的问题,以及必要的记录等,实验指导中的问题是用来启发学生的思考和创新思维等能力,不可照抄实验指导的内容。个别实验报告需要绘图,应注意绘图方法和要求。
【生物绘图用具与绘图要求】
生物绘图是一种重要的科学记录方法,要对需要绘图的标本进行深入细致的观察,在理论上充分了解其形态结构特征,在此基础上正确、真实、简要地绘制,所绘图形要清晰、干净和美观。
1)用具:铅笔(HB和3H绘图笔各一支)、橡皮、直尺、铅笔刀。
2)绘图前,需对要绘图的对象选择最具代表性的视野进行细心的观察,明确各部分及各部分之间的位置关系、比例、附属物等特征,并选择有代表性的典型部位起稿。
3)用软铅笔(HB)进行构图、勾画图的轮廓,即把观察对象的整体及主要部分轻轻描绘在实验报告纸或绘图纸上,要注意所绘的图形在实验报告纸或绘图纸上的布局要合理,比例要合适,不可过大或过小,同时要留出名称、图注等的位置。构图、勾画图的轮廓时落笔要轻,线条要简洁,尽可能做到少改不擦。绘好后,要进一步与所观察的实物进行比较对照,看是否有遗漏或错误的地方。
4)对绘制好的草图进行全面的检查和审定,修正或补充后便可用硬铅笔(3H)将草图清晰地描画出来。然后可用橡皮将草图轻轻擦去,并将图形中的各部分结构注明名称(即图注)。由标注部位向图形的右侧或两侧引出实线,但绝不可彼此交叉,每侧线条的终点均应终止在一条直线上,分别写明结构名称。在图的下方中央写上图的序号和标题。
【基本解剖知识】
(一)动物实验常用的解剖用具及使用
图0-1 组合式手术刀
A.刀柄; B.刀片
1.手术刀
手术刀主要用于切开较大动物的皮肤、脏器或分离组织。常用的手术刀有刀柄和刀片(刀柄和刀片的形状和大小有不同类型)分开的组合式(图0-1),以及刀柄和刀片相连的连体式(也称为解剖刀,较钝,主要用于分离器官间系膜)两种。由于刀片非常锋利,在使用时必须注意自身安全。使用时不可用力过大,避免损伤要观察的组织和器官。不能用刀片切割骨骼等较硬的结构,防止造成人员伤害和刀片折断。
常用的执刀方法有4种(图0-2),实验过程中应根据切口的大小、位置等的不同而选用不同的手术刀、刀片及执刀方法。
(1)执弓式 最常用的方法,动作范围广而灵活,用力涉及整个上肢,但主要为腕部用力,多用于切开较长的皮肤切口(图0-2A)。
(2)执笔式 用力轻柔而操作精确,动作和力量主要集中在手指,多用于切割短小切口及精细手术,如解剖血管、神经和做皮肤小切口等(图0-2B)。
图0-2手术刀的执刀方法
(3)握持式 控刀稳,操作时主要的活动力点是肩关节,多用于切割范围较广、用力较大的切割部位,如截肢、切割肌腱等(图0-2C)。
(4)反挑式 为执笔式的一种转换形式,操作时,靠手指的力量,先刺入,刀刃由内向外挑开,以免损伤深部组织,如切开血管、气管等(图0-2D)。
刀片的安装与拆卸方法如下。
(1)安装 左手持刀柄,有卡槽的一面朝上,右手持刀片背面上缘1/3处,从刀片卡口最宽处卡入刀柄卡槽头端,将刀片沿着刀柄卡槽向里推进,直至卡到底。
(2)拆卸 手持刀柄,用食指顶起刀片下端凸起处,右手持刀片背部下缘1/3处,顺势向上抬起,刀片卡口脱离刀柄卡槽,刀片沿刀柄卡槽取出,放入利器盛放桶中,统一处理,不能随意丢弃,以免伤人。另外,刀片锋利,安装与拆卸时要注意安全。
2.解剖剪
解剖剪有大、小2种,大的用于剪皮肤、神经、肌肉,分离组织等,不能用于剪骨组织,也称为组织剪(图0-3A);小的也称为眼科剪(图0-3B),主要用于剪断薄膜、细小的结构,不能用于剪坚厚的组织。解剖剪常分为直头剪、弯头剪、尖头剪和钝头剪,直头剪可用来分离组织,即利用解剖剪的尖头插入组织间隙,分离无大血管的结缔组织。
正确的执剪方式一般是用拇指和无名指分别插入剪柄的两圆环中,中指置于圆环外侧即放在无名指的前外方柄上,食指扶在剪柄与剪交界的轴节处(图0-4),这样操作既稳定又灵活。
图0-3 解剖剪
A.组织剪; B.眼科剪
图0-4 执剪方式
3.粗剪刀
粗剪刀即前端较短的普通剪刀(家用剪刀)(图0-5),多用于鱼和蛙类实验,主要用来剪断鱼的肋骨,蟾蜍的脊柱、耻骨联合、大腿骨、小腿骨、胸骨等粗硬结构。
4.镊子
镊子有大、小,圆头、直头、弯头,有齿、无齿,以及眼科镊之分(图0-6),用来夹持、牵拉、分离组织。有齿镊通常用于夹持较坚韧或较厚的组织,使其不易滑脱;无齿镊用于脏器、大血管、神经等重要组织附近的操作。夹起较小的组织或分离结缔组织时,要用眼科镊(用力要适度,否则容易使其变形)。执镊时用拇指对食指、中指夹持镊柄(图0-7),不宜将镊子实握于掌心中。
图0-6 镊子 图0-7 执镊的姿势
5.骨钳
骨钳用于剪断或咬切骨组织,如打开颅腔、骨髓腔和胸腔等。
6.毁髓针
毁髓针主要用于毁坏蛙类脑髓和脊髓,也可用于较小动物(如昆虫等)的组织分离,因此,也称为解剖针,又因可伸入管腔进行探索,也称为探针。毁髓针分为针柄和针部。持针姿势一般采用执笔式或执弓式。
7.玻璃分针
玻璃分针专用于分离神经、肌肉和血管。其质地绝缘,尖端细圆,不易损伤神经和组织;有直头与弯头之分,使用时不可用力过大,以免折断尖端。
8.蜡盘
蜡盘也称为解剖盘,用于存放动物,或解剖动物时插大头针或工字钉以便固定动物。用熔化的石蜡加蜂蜡注入金属盘,凝固后即成蜡盘。
(二)动物解剖的方位术语
为了正确描述动物身体各部分结构的位置及彼此之间的关联,一般常使用以下方位术语,以利于交流、学习。
图0-5 粗剪刀
1)口面指辐射对称动物有口的一面;口面相对的一面为反口面。
2)将两侧对称的动物按照运动时的姿势放置,朝向头的一端为头端或前端;朝向尾部的一端为尾端或后端,即远离头的一端,与前端相对;身体向地的一面为腹面或下面,相反的一面为背面或上面,身体的边缘为侧面;接近或沿着身体的正中线的部分为中部,观察者面对两侧对称动物的背,动物的左右与观察者一致,若腹面对着观察者则左右相反。
3)纵轴为从头端(或前端)到尾端(或后端)与地面水平的线;背腹轴为从腹面到背面的线,与纵轴相互垂直;横轴为从动物体一侧到另一侧的水平线,与纵轴和背腹轴相互垂直。
4)纵切面是从头端至尾端垂直地面的切面,将动物身体分为左右两部分,如该切面恰好通过动物身体正中线,可以将动物身体切分为左右相同的两部分。水平切面是与背腹轴成直角的切面,将动物的身体分为背部和腹部两个部分。横切面是与纵轴成直角,与背腹轴平行的切面,将动物身体分为前部和后部两个部分(图0-8)。
图0-8 动物的方位与切面(引自白庆笙等,2017)
(三)动物解剖的一般原则
1)对要解剖的动物进行整体观察,辨别前、后端,背、腹面,以及身体的各部分分区,对各部分进行外形观察。
2)将动物放置在蜡盘上,小型无脊椎动物要用大头针固定在蜡盘上,沿着纵轴剪开体壁,用大头针以与蜡盘成45°固定两侧体壁,体壁两侧大头针交错排列,这样可以增加工作面,有利于继续解剖和观察,特别是方便使用放大镜进行观察。
3)解剖时必须保持标本湿润,小动物解剖固定后,应用洗瓶向蜡盘内滴加适量的自来水,防止标本干燥并使有些内部器官漂浮起来以便于观察。
4)解剖时沿着器官结构的走向和层次分布,由表面向内部开始观察、解剖。在解剖过程中尽量少用剪刀和手术刀,多用探针拨开、划开等方法分离。用剪刀剪开体壁时,剪刀尖端应尽量上挑,以防伤及内脏器官。
(四)观察要点
1)动物的身体外形、大小、对称性和体色,雌雄同体还是雌雄异体,雌雄异形还是雌雄同形。
2)身体分节情况,体节数量,各节的功能;是否有附肢,附肢的数量、特征及分布。
3)栖息地情况(陆栖还是水栖,海水还是淡水)、生活方式(寄生还是自由生活)。
4)各器官系统的进化和组织分化情况,并注意进行纵向比较,例如,胚层(2个胚层、3个胚层)、体腔(无体腔、假体腔、真体腔)、身体分节(同律分节、异律分节)、各器官系统的比较等。
5)通过观察,理解动物身体的结构与功能,以及与生活环境相适应的关系。
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