动物生理学第二版-第一章-绪论-ppt课件

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1、动 物 生 理 学,使 用 教 材,欧阳五庆.动物生理学（第二版），科学出版社2012。 参 考 教 材 杨秀平.动物生理学，高等教育出版社。 陈守良.动物生理学（第四版），北京大学出版社2012。,第一章 绪论 第二章 细胞的基本功能 第三章 血液 第四章 循环系统 第五章 呼吸 第六章 消化与吸收 第七章 能量代谢与体温调节 第八章 泌尿 第九章 神经系统 第十章 内分泌 第十一章 生殖与泌乳,动物生理学（36学时）,第一章 绪 论,第一节 动物生理学的研究内容,第二节 机体与内环境,第三节 动物生理功能的调节,第四节 机体生理功能的控制系统,第一节 动物生理学的研究内容,一、生理学的概念

2、、研究对象 （一）概念： 生理学（physiology）是生物学的一个分支，是研究生物机体正常生命活动现象和规律的科学。 生命活动是指整个生物体及其各组成部分所表现的各种生命现象或生理功能。如：呼吸、消化、循环、肌肉运动等,植物生理学,一、生理学的概念、研究对象 （二）生理学的分支按研究对象,家畜生理学 家禽生理学 鱼类生理学 昆虫生理学,家畜生理学 家禽生理学 鱼类生理学 昆虫生理学,人体生理学,动物生理学,微生物生理学,一、生理学的概念、研究对象 动物生理学是研究健康动物的各种机能及其活动规律的学科。 只有活的机体、活的器官及细胞才具有功能活动，生理学的研究对象是活体。,二、生理学研究的三

3、个水平,生理学是一门实验性科学，其知识主要是通过实验获得的，针对具体研究对象的不同，可将生理学研究分为三个层次：,（一）细胞和分子水平的研究,细胞是组成动物机体最基本的结构与功能单位。动物体的各种功能活动最终都是在细胞内进行的物理与化学反应，如腺细胞的分泌、神经细胞的生物电活动、肌细胞的收缩等。,二、生理学研究的三个水平,（一）细胞和分子水平的研究,生理学研究领域也深入到构成细胞的各种分子， 特别是生物大分子（核酸与蛋白质）的理化特性及功能研究，如肌细胞的收缩是由特殊蛋白质分子排列方式的改变形成的，心肌细胞电生理学特性决定了它们的生理学特性及心动周期的活动等。,二、生理学研究的三个水平,（一）

4、细胞和分子水平的研究,研究细胞及其组成的理化、生物学特性和在器官系统活动中的作用，称为细胞生理学或普通生理学。 方法：离体细胞、分子实验法,二、生理学研究的三个水平,（二）器官和系统水平的研究 了解一个器官或一个功能系统的活动规律和原理，以及它们在整体活动中的地位与作用，这就需要对某个器官或某个功能系统进行观察分析。 如食物在口腔、胃肠内的消化与吸收，以及神经、体液因素对它们活动的影响等。 方法：离体组织、器官实验法,二、生理学研究的三个水平,（三）整体和环境水平的研究 以动物整体作为研究对象，探讨整体功能活动的过程、整体内各种功能活动的相互关系，以及环境因素对动物体功能活动的影响等，这些都属

5、于整体水平的研究范畴。 如动物各种生理正常值的确定就是通过对大量人体的调查与测量得到的。 方法：活体解剖实验法、慢性实验法,二、生理学研究的三个水平,二、生理学研究的三个水平,要阐明某一些生理功能的机制，一般需要对细胞和分子、器官和系统以及整体三个水平的研究结果分析和综合，才能得出比较全面的结论。,三、动物生理学的研究方法,1、急性实验( acute experiment ),2、慢性实验 ( chronic experiment ),离体实验（in vitro）,在体实验（in vivo）,生理学的一切理论都来自于实践,急性实验法,离体实验法（in vitro） ：是将动物的某些器官（如心脏

6、、肾脏）、组织（如心肌、平滑肌、神经干）或细胞，用手术的方法将其取出，置于适宜的人工环境中进行观察，分析它们的活动规律和原理的实验。 离体实验的优点是排除了许多无关因素的影响，实验因素单纯，结果易于分析。如蟾蜍坐骨神经-腓肠肌标本制备实验。,三、动物生理学的研究方法,急性实验法,在体实验法（in vivo） ：在体实验是将动物麻醉后手术，暴露某器官，观察该器官在体内与其他器官仍处于自然联系状态下的活动规律及各种因素对其产生影响的一类实验。 在体实验的优点是实验条件易于控制、观察分析较为客观。如兔的动脉血压调节实验。,三、动物生理学的研究方法,急性实验法,优点：有利于排除其它因素，专对某种器官组

7、织的基本功能及生理特性进行较细的研究。 缺点：具有片面性，缺乏与整体的联系 对动物的损害大。,三、动物生理学的研究方法,慢性实验法,是在无菌情况下，对动物施行手术，摘除、破坏、切除或移植某些器官，待手术创伤恢复后，动物在清醒或接近正常状态下，观察其功能活动规律或功能缺损、功能紊乱等表现的实验。 慢性实验的优点在于保存了各器官的自然关系，动物清醒并接近常态，而且实验可以反复多次进行。 如巴甫洛夫（Ivan Petrovich Pavlov）创造的多种消化瘘管（唾液、胰液、胆汁等）对食物化学性消化的研究。,三、动物生理学的研究方法,第二节 机体与内环境,一、生命活动的基本特征： 1.新陈代谢：生物

8、体不断地从自然界摄取营养物质，并把它转化为自身的化学成分，同时又将自身的物质分解而排出体外，释放出能量以供给机体生命活动的需要，生物体这种新旧物质的更新过程称为新陈代谢(metabolism)。 同化过程：生物体从外界环境中摄取营养物质，并把它们制造成生物体自身物质的过程。 异化过程：生物体分解自身物质，并把分解产物排出体外的过程。,2.兴奋性： 机体、组织或细胞对刺激发生反应的能力，称为兴奋性(excitability) 。 刺激：引起生物体出现反应的各种环境变化统称为刺激。 反应：由于刺激引起机体或组织细胞外表活动或内部代谢的改变，称为反应。 活动的两种表现形式：兴奋和抑制,一、生命活动的

9、基本特征：,2.兴奋性：,兴奋的客观指标：兴奋的表现形式多种多样，如腺细胞的分泌、肌细胞的收缩、神经细胞产生神经冲动等。由于这些不同改变之前均先出现生物电变化，即出现动作电位(action potential)，故动作电位通常被认为是发生兴奋的客观指标。 可兴奋细胞(excitable cell)：接受刺激后能产生动作电位的细胞，如肌细胞、神经细胞及腺细胞。 兴奋性是一种能力，因此有高低之分，并且是可以测量的。不同的组织细胞的兴奋性高低不同，如神经细胞兴奋性就高于肌肉细胞。即便是同一种细胞，在不同的功能状态下，其兴奋性也会发生变化,一、生命活动的基本特征：,3. 生殖： 生物体生长发育到一定阶

10、段后，能够产生与自己相似的子代个体的功能称为生殖(reproduction)。 人类及高等动物能分别产生雄性和雌性生殖细 胞，由两性生殖细胞的结合产生子代个体。即通过生 殖功能实现人类的种族延续，即生命活动的延续。 近年来，随着克隆(clone)技术的不断成熟与发 展，使人类无性繁殖成为可能，但是生殖性克隆技术 将会对人类产生什么影响还存有很大争议。,一、生命活动的基本特征：,二、机体的内环境 体液:动物体细胞内外含有大量液体，总称为体液。 分布: 细胞内液（intracellular fluid):约2/3。 细胞外液（extracellular fluid):约1/3。 组织液:约3/4。

11、 血 浆:约1/4。 淋巴液:少量 胸膜腔、脑脊腔及关节腔内液体 ,(一)内环境(internal environment) 1.外环境: 机体整体直接接触和生活的环境。 (外界、大气环境) 2.内环境: 细胞直接接触和生活的环境。 (细胞外液),二、机体的内环境,(二)稳态（homeostasis）,1.稳态的概念: 内环境的理、化因素保持相对稳定的状态。,2.稳态的含义：,指细胞外液的成分和理化因素在一定水平上是恒定的; 指这个恒定状态并不是固定不变的，是一个动态平衡，在微小波动中保持相对恒定。,W. Cannon,二、机体的内环境,(二)稳态（homeostasis） 3.稳态的意义:维

12、持细胞、器官、系统乃至整体的正常功能及生命活动的必要条件。 4.稳态的实现: 神经、体液调节机制。,二、机体的内环境,第三节、生理功能的调节,一、神经调节 神经调节： 指通过神经系统的活动对机体各组织、器 官和系统的生理功能所发挥的调节作用。 调节特点：快速、准确、局限、时效短暂 调节基本方式：反射 调节结构基础：反射弧（reflex arc）,反射： 在中枢神经系统参与下，机体对内外环境刺 激所产生的有规律的应答。 反射的结构基础：反射弧,二、体液调节 体液调节：机体的某些组织细胞分泌的的化学物质经体液途径到达并作用于靶器官，调节靶器官生理活动的一种调节方式。 调节特点：缓慢、广泛、持久,调

13、节方式： 远程分泌：内分泌腺激素血液运输受体生理效应。 旁分泌：激素不经血液运输而经组织液扩散达到的局部性体液调节。 神经分泌：神经细胞分泌的激素释放入血达到的体液调节。 自分泌：激素由腺体分泌出来后对自身作用，产生效应。,二、体液调节,三、神经-体液调节：,由于体内的内分泌腺或内分泌细胞直接或间接地接受神经系统的支配，因此，机体在发动神经调节的同时，还通过传出神经动员相关的内分泌腺参与反射活动。这种神经调节与体液调节的联合调节方式，称为神经体液调节。 神经体液调节将两种调节的优点联合起来，使机体调节的效果更加合理、准确，增强了机体对环境改变的适应能力。,四、自身调节 自身调节：是指某些细胞或

14、组织器官凭借本身内在特性，而不依赖神经调节和体液调节，对内环境变化产生特定适应性反应的过程。 调节特点：范围较小、不十分灵敏,第四节机体功能活动的自动控制原理,随着近代生物学的发展，人们认识到人体功能调节的过程与控制论原理相类似，具有自动控制的性质。因此便运用控制论的理论和方法来研究生物系统，以了解生物体内的信息接收、传递和处理过程。 应用控制论原理对人体的功能活动进行分析时，是把人体的机能调节系统都看做是自动控制系统。 将神经或体液调节中的调节部分（如神经中枢）看做是控制部分； 将效应器或靶器官看做是受控部分； 将受控部分的状态或所产生的效应看做是输出变量； 来自监测装置反映输出变量情况变化

15、的信息，称为反馈信息,机体自动控制系统模式图,控制论（Cybernetics） 体内的三类控制系统： 非自动控制系统(non-automatic conrol system) 反馈控制系统(feedback control system) 前馈控制系统(feed-forward control system),Norbert Wiener,一、非自动控制系统 开环系统，即受控部分的活动不会反过来影响控制部分的活动。 控制方式：单向性 控制特点：对受控部分的活动不起调节作用。 在生物体生理功能调节中，该方式 极少见。 例 如：应激时，因压力感受性反射受到抑制，应激刺激引起交感神经系统高度兴奋，使

16、血压、心率，而这些信息不能引起明显的神经调节活动，故血压和心率维持在高水平。,二、反馈控制系统 闭环系统，即受控部分的活动会反过来影响控制部分的活动。 控制方式：双向性（正反馈、负反馈）,负反馈控制系统 负反馈(negative feedback)：反馈调节中，反馈信息可以使控制部分发出相反的控制信息，因而能够纠正输出变量的偏差，这类调节过程称为负反馈。 负反馈调节是双向的、可逆的，当系统的功能活动过强时，可通过负反馈使该活动减弱；同样，当系统的功能活动过弱时，又可通过负反馈使该活动加强。,二、反馈控制系统,负反馈调节的作用是维持系统于平衡状态。如人体内的体温调节、血压调节等。,二、反馈控制系统,正反馈控制系统 正反馈(positive feedback)：反馈调节中，反馈信息作用于控制部分，促进或加强控制部分的活动，使受控部分的活动逐渐加强、加速，直至完成，这类调节过程称为正反馈。 正反馈