动物生理学第二版-第一章-绪论-PPT课件优秀PPT.ppt

动动 物物 生生 理理 学学使使 用用 教教 材材vv欧欧阳阳五五庆庆.动动物物生生理理学学（其其次次版版），科学出版社科学出版社20122012。vv参参 考考 教教 材材vv杨杨秀秀平平.动动物物生生理理学学，高高等等教教化化出出版版社。社。vv陈陈守守良良.动动物物生生理理学学（第第四四版版），北北京高校出版社京高校出版社20122012。第一章第一章第一章第一章 绪论绪论绪论绪论其次章其次章其次章其次章 细胞的基本功能细胞的基本功能细胞的基本功能细胞的基本功能第三章第三章第三章第三章 血液血液血液血液第四章第四章第四章第四章 循环系统循环系统循环系统循环系统第五章第五章第五章第五章 呼吸呼吸呼吸呼吸第六章第六章第六章第六章 消化与吸取消化与吸取消化与吸取消化与吸取 第七章第七章第七章第七章 能量代谢与体温调整能量代谢与体温调整能量代谢与体温调整能量代谢与体温调整第八章第八章第八章第八章 泌尿泌尿泌尿泌尿第九章第九章第九章第九章 神经系统神经系统神经系统神经系统第十章第十章第十章第十章 内分泌内分泌内分泌内分泌第十一章第十一章第十一章第十一章 生殖与泌乳生殖与泌乳生殖与泌乳生殖与泌乳 动物生理学（动物生理学（3636学时）学时）第一章第一章 绪绪 论论第一节第一节 动物生理学的探讨内容动物生理学的探讨内容其次节其次节 机体与内环境机体与内环境第三节第三节 动物生理功能的调整动物生理功能的调整第四节第四节 机体生理功能的限制系统机体生理功能的限制系统第一节第一节 动物生理学的探讨内容动物生理学的探讨内容一、生理学的概念、探讨对象一、生理学的概念、探讨对象（一）概念：（一）概念：生理学（生理学（physiologyphysiology）是生物学的一个）是生物学的一个分支，是探讨生物机体正常生命活动现象和分支，是探讨生物机体正常生命活动现象和规律的科学。规律的科学。生命活动是指整个生物体及其各组成部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：分所表现的各种生命现象或生理功能。如：呼吸、消化、循环、肌肉运动等呼吸、消化、循环、肌肉运动等植物生理学植物生理学一、生理学的概念、探讨对象一、生理学的概念、探讨对象（二）生理学的分支（二）生理学的分支按探讨对象按探讨对象家畜生理学家畜生理学家禽生理学家禽生理学鱼类生理学鱼类生理学昆虫生理学昆虫生理学家畜生理学家畜生理学家禽生理学家禽生理学鱼类生理学鱼类生理学昆虫生理学昆虫生理学人体生理学人体生理学动物生理学动物生理学微生物生理学微生物生理学v一、生理学的概念、探讨对象一、生理学的概念、探讨对象v动物生理学是探讨健康动物的各种机能动物生理学是探讨健康动物的各种机能及其活动规律的学科。及其活动规律的学科。v只有活的机体、活的器官及细胞才具有只有活的机体、活的器官及细胞才具有功能活动，生理学的探讨对象是活体。功能活动，生理学的探讨对象是活体。二、生理学探讨的三个水平二、生理学探讨的三个水平生理学是一门试验性科学，其学问主要是生理学是一门试验性科学，其学问主要是通过试验获得的，针对具体探讨对象的不通过试验获得的，针对具体探讨对象的不同，可将生理学探讨分为三个层次：同，可将生理学探讨分为三个层次：（一）细胞和分子水平的探讨（一）细胞和分子水平的探讨 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动物体的各种功能活动最终都是在细胞内进行最终都是在细胞内进行的物理与化学反应的物理与化学反应，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、生理学探讨的三个水平二、生理学探讨的三个水平（一）细胞和分子水平的探讨（一）细胞和分子水平的探讨 生理学探讨领域也深化到构成细胞的各种分子，特殊是生物大分子（核酸与蛋白质）的理化特性及功能探讨，如肌细胞的收缩是由特殊蛋白质分子排列方式的变更形成的，心肌细胞电生理学特性确定了它们的生理学特性及心动周期的活动等。二、生理学探讨的三个水平二、生理学探讨的三个水平（一）细胞和分子水平的探讨（一）细胞和分子水平的探讨 探讨细胞及其组成的理化、生物学特性和在器官系统探讨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，称为细胞生理学或一般生理学。活动中的作用，称为细胞生理学或一般生理学。方法：离体细胞、分子试验法方法：离体细胞、分子试验法二、生理学探讨的三个水平二、生理学探讨的三个水平（二）器官和系统水平的探讨（二）器官和系统水平的探讨了了解解一一个个器器官官或或一一个个功功能能系系统统的的活活动动规规律律和和原原理理，以以及及它它们们在在整整体体活活动动中中的的地地位位与与作作用用，这这就就须须要要对对某某个个器器官官或或某某个个功功能系统进行视察分析。能系统进行视察分析。如如食食物物在在口口腔腔、胃胃肠肠内内的的消消化化与与吸吸取取，以以及及神神经经、体体液液因因素素对它们活动的影响等。对它们活动的影响等。方法：离体组织、器官试验法方法：离体组织、器官试验法二、生理学探讨的三个水平二、生理学探讨的三个水平v（三）整体和环境水平的探讨（三）整体和环境水平的探讨v以动物整体作为探讨对象，探讨整体功能活动以动物整体作为探讨对象，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，这些及环境因素对动物体功能活动的影响等，这些都属于整体水平的探讨范畴。都属于整体水平的探讨范畴。v如动物各种生理正常值的确定就是通过对大量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。人体的调查与测量得到的。v方法：活体解剖试验法、慢性试验法方法：活体解剖试验法、慢性试验法v 二、生理学探讨的三个水平二、生理学探讨的三个水平二、生理学探讨的三个水平二、生理学探讨的三个水平vv要阐明某一些生理功能的机制，一般须要要阐明某一些生理功能的机制，一般须要对细胞和分子、器官和系统以及整体三个对细胞和分子、器官和系统以及整体三个水平的探讨结果分析和综合，才能得出比水平的探讨结果分析和综合，才能得出比较全面的结论。较全面的结论。三、动物生理学的探讨方法1、急性试验、急性试验(acute experiment)2、慢性试验、慢性试验(chronic experiment)离体试验（离体试验（in vitro）在体试验（在体试验（in vivo）生理学的一切理论都来自于实践生理学的一切理论都来自于实践急性试验法急性试验法v离体试验法（离体试验法（in vitro）：是将动物的某些器：是将动物的某些器官（如心脏、肾脏）、组织（如心肌、平滑肌、官（如心脏、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视察，分析它们的活于适宜的人工环境中进行视察，分析它们的活动规律和原理的试验。动规律和原理的试验。v离体试验的优点是解除了很多无关因素的影响，离体试验的优点是解除了很多无关因素的影响，试验因素单纯，结果易于分析。如蟾蜍坐骨神试验因素单纯，结果易于分析。如蟾蜍坐骨神经经-腓肠肌标本制备试验。腓肠肌标本制备试验。三、动物生理学的探讨方法急性试验法v在体试验法（在体试验法（in vivo）：在体试验是将动物：在体试验是将动物麻醉后手术，暴露某器官，视察该器官在体麻醉后手术，暴露某器官，视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试验。规律及各种因素对其产生影响的一类试验。v在体试验的优点是试验条件易于限制、视察在体试验的优点是试验条件易于限制、视察分析较为客观。如兔的动脉血压调整试验。分析较为客观。如兔的动脉血压调整试验。三、动物生理学的探讨方法急性试验法v优点：有利于解除其它因素，专对某种器官优点：有利于解除其它因素，专对某种器官组织的基本功能及生理特性进行较细的探讨。组织的基本功能及生理特性进行较细的探讨。v缺点：缺点：具有片面性，缺乏与整体的联系具有片面性，缺乏与整体的联系v 对动物的损害大。对动物的损害大。三、动物生理学的探讨方法慢性试验法慢性试验法v是在无菌状况下，对动物施行手术，摘除、破坏、切除或移植某些器官，待手术创伤复原后，动物在醒悟或接近正常状态下，视察其功能活动规律或功能缺损、功能紊乱等表现的试验。v慢性试验的优点在于保存了各器官的自然关系，动物醒悟并接近常态，而且试验可以反复多次进行。v如巴甫洛夫（Ivan Petrovich Pavlov）创建的多种消化瘘管（唾液、胰液、胆汁等）对食物化学性消化的探讨。三、动物生理学的探讨方法其次节其次节 机体与内环境机体与内环境v一、生命活动的基本特征：一、生命活动的基本特征：v1.1.新陈代谢：生物体不断地从自然界摄取养分物质，新陈代谢：生物体不断地从自然界摄取养分物质，并把它转化为自身的化学成分，同时又将自身的物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，释放出能量以供应机体生命活质分解而排出体外，释放出能量以供应机体生命活动的须要，生物体这种新旧物质的更新过程称为新动的须要，生物体这种新旧物质的更新过程称为新陈代谢陈代谢(metabolism)(metabolism)。v同化过程：生物体从外界环境中摄取养分物质，并同化过程：生物体从外界环境中摄取养分物质，并把它们制造成生物体自身物质的过程。把它们制造成生物体自身物质的过程。v异化过程：生物体分解自身物质，并把分解产物排异化过程：生物体分解自身物质，并把分解产物排出体外的过程。出体外的过程。2.2.兴奋性：兴奋性：兴奋性：兴奋性：机体、组织或细胞对刺激发生反应的实力，称为兴奋机体、组织或细胞对刺激发生反应的实力，称为兴奋机体、组织或细胞对刺激发生反应的实力，称为兴奋机体、组织或细胞对刺激发生反应的实力，称为兴奋性性性性(excitability)(excitability)。刺激：引起生物体出现反应的各种环境变更统称为刺刺激：引起生物体出现反应的各种环境变更统称为刺刺激：引起生物体出现反应的各种环境变更统称为刺刺激：引起生物体出现反应的各种环境变更统称为刺激。激。激。激。反应：由于刺激引起机体或组织细胞外表活动或内部反应：由于刺激引起机体或组织细胞外表活动或内部反应：由于刺激引起机体或组织细胞外表活动或内部反应：由于刺激引起机体或组织细胞外表活动或内部代谢的变更，称为反应。代谢的变更，称为反应。代谢的变更，称为反应。代谢的变更，称为反应。活动的两种表现形式：兴奋和抑制活动的两种表现形式：兴奋和抑制活动的两种表现形式：兴奋和抑制活动的两种表现形式：兴奋和抑制一、生命活动的基本特征：一、生命活动的基本特征：2.兴奋性：兴奋性：v兴奋的客观指标：兴奋的表现形式多种多样，如腺兴奋的客观指标：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。由于这些不同变更之前均先出现生物电变更，动等。由于这些不同变更之前均先出现生物电变更，即出现动作电位即出现动作电位(action potential)(action potential)，故动作电位，故动作电位通常被认为是发生兴奋的客观指标。通常被认为是发生兴奋的客观指标。v可兴奋细胞可兴奋细胞(excitable cell)(excitable cell)：接受刺激后能产生：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。动作电位的细胞，如肌细胞、神经细胞及腺细胞。v兴奋性是一种实力，因此有凹凸之分，并且是可以兴奋性是一种实力，因此有凹凸之分，并且是可以测量的。不同的组织细胞的兴奋性凹凸不同，如神测量的。不同的组织细胞的兴奋性凹凸不同，如神经细胞兴奋性就高于肌肉细胞。即便是同一种细胞，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更在不同的功能状态下，其兴奋性也会发生变更一、生命活动的基本特征：一、生命活动的基本特征：3.3.生殖：生殖：生殖：生殖：生物体生长发育到确定阶段后，能够产生与自己相像生物体生长发育到确定阶段后，能够产生与自己相像生物体生长发育到确定阶段后，能够产生与自己相像生物体生长发育到确定阶段后，能够产生与自己相像的子代个体的功能称为生殖的子代个体的功能称为生殖的子代个体的功能称为生殖的子代个体的功能称为生殖(reproduction)(reproduction)。人类及高等动物能分别产生雄性和雌性生殖细人类及高等动物能分别产生雄性和雌性生殖细人类及高等动物能分别产生雄性和雌性生殖细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。即通过生胞，由两性生殖细胞的结合产生子代个体。即通过生胞，由两性生殖细胞的结合产生子代个体。即通过生胞，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持续，即生命活动的持续。殖功能实现人类的种族持续，即生命活动的持续。殖功能实现人类的种族持续，即生命活动的持续。殖功能实现人类的种族持续，即生命活动的持续。近年来，随着克隆近年来，随着克隆近年来，随着克隆近年来，随着克隆(clone)(clone)技术的不断成熟与发技术的不断成熟与发技术的不断成熟与发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展，使人类无性繁殖成为可能，但是生殖性克隆技术展，使人类无性繁殖成为可能，但是生殖性克隆技术展，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。将会对人类产生什么影响还存有很大争议。将会对人类产生什么影响还存有很大争议。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：一、生命活动的基本特征：二、机体的内环境二、机体的内环境体液体液:动物体细胞内外含有大量液体，总称为体液。动物体细胞内外含有大量液体，总称为体液。分布分布:细胞内液（细胞内液（intracellular fluid):约约2/3。细胞外液（细胞外液（extracellular fluid):约约1/3。组织液组织液:约约3/4。血血 浆浆:约约1/4。淋巴液淋巴液:少量少量 胸膜腔、脑脊腔及关节腔内液体胸膜腔、脑脊腔及关节腔内液体 (一一)内环境内环境(internal environment)1.外环境外环境:机体整体干脆接触和生活的环境。机体整体干脆接触和生活的环境。(外界、大气环境外界、大气环境)2.内环境内环境:细胞干脆接触和生活的环境。细胞干脆接触和生活的环境。(细胞外液细胞外液)二、机体的内环境二、机体的内环境(二二)稳态（稳态（homeostasis）1.稳态的概念稳态的概念:内环境的理、化因素保持相对稳定的状态。内环境的理、化因素保持相对稳定的状态。2.稳态的含义：稳态的含义：指细胞外液的成分和理化因素在确定水平上是指细胞外液的成分和理化因素在确定水平上是恒定的恒定的;指这个恒定状态并不是固定不变的，是一个动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。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、机体的内环境v(二二)稳态（稳态（homeostasis）v3.稳态的意义稳态的意义:维持细胞、器官、系统乃至整维持细胞、器官、系统乃至整体的正常功能及生命活动的必要条件。体的正常功能及生命活动的必要条件。v4.稳态的实现稳态的实现:神经、体液调整机制。神经、体液调整机制。二、机体的内环境二、机体的内环境 第三节、生理功能的调整第三节、生理功能的调整一、神经调整一、神经调整 神经调整：神经调整：指通过神经系统的活动对机体各组织、器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整作用。官和系统的生理功能所发挥的调整作用。调整特点：快速、精确、局限、时效短暂调整特点：快速、精确、局限、时效短暂 调整基本方式：反射调整基本方式：反射 调整结构基础：反射弧（调整结构基础：反射弧（reflex arc）反射：反射：在中枢神经系统参与下，机体对内外环境刺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。激所产生的有规律的应答。反射的结构基础：反射弧反射的结构基础：反射弧二、体液调整二、体液调整 体体液液调调整整：机机体体的的某某些些组组织织细细胞胞分分泌泌的的的的化化学学物物质质经经体体液液途途径径到到达达并并作作用用于于靶靶器器官官，调调整整靶靶器器官官生生理理活活动动的一种调整方式。的一种调整方式。调整特点：缓慢、广泛、长久调整特点：缓慢、广泛、长久 调整方式：调整方式：远远程程分分泌泌：内内分分泌泌腺腺激激素素血血液液运运输输受受体体生生理理效应。效应。旁旁分分泌泌：激激素素不不经经血血液液运运输输而而经经组组织织液液扩扩散散达达到到的的局局部性体液调整。部性体液调整。神神经经分分泌泌：神神经经细细胞胞分分泌泌的的激激素素释释放放入入血血达达到到的的体体液液调整。调整。自自分分泌泌：激激素素由由腺腺体体分分泌泌出出来来后后对对自自身身作作用用，产产生生效效应。应。二、体液调整二、体液调整三、神经-体液调整：v由于体内的内分泌腺或内分泌细胞干脆或间接地接由于体内的内分泌腺或内分泌细胞干脆或间接地接受神经系统的支配，因此，机体在发动神经调整的受神经系统的支配，因此，机体在发动神经调整的同时，还通过传出神经动员相关的内分泌腺参与反同时，还通过传出神经动员相关的内分泌腺参与反射活动。这种神经调整与体液调整的联合调整方式，射活动。这种神经调整与体液调整的联合调整方式，称为神经体液调整。称为神经体液调整。v神经体液调整将两种调整的优点联合起来，使机神经体液调整将两种调整的优点联合起来，使机体调整的效果更加合理、精确，增加了机体对环境体调整的效果更加合理、精确，增加了机体对环境变更的适应实力。变更的适应实力。四、自身调整四、自身调整自身调整：是指某些细胞或组织器官凭自身调整：是指某些细胞或组织器官凭借本身内在特性，而不依靠神经调整和借本身内在特性，而不依靠神经调整和体液调整，对内环境变更产生特定适应体液调整，对内环境变更产生特定适应性反应的过程。性反应的过程。调整特点：范围较小、不特别灵敏调整特点：范围较小、不特别灵敏 第四节机体功能活动的自动限制原理v随着近代生物学的发展，人们相识到人体功能调整的过程与限制论原理相类似，具有自动限制的性质。因此便运用限制论的理论和方法来探讨生物系统，以了解生物体内的信息接收、传递和处理过程。v应用限制论原理对人体的功能活动进行分析时，是把人体的机能调整系统都看做是自动限制系统。v将神经或体液调整中的调整部分（如神经中枢）看做是限制部分；v将效应器或靶器官看做是受控部分；v将受控部分的状态或所产生的效应看做是输出变量；v来自监测装置反映输出变量状况变更的信息，称为反馈信息机体自动限制系统模式图 限制论（限制论（Cybernetics）体内的三类限制系统：体内的三类限制系统：非自动限制系统非自动限制系统(non-automatic conrol system)反馈限制系统反馈限制系统(feedback control system)前馈限制系统前馈限制系统(feed-forward control system)Norbert Wiener一、非自动限制系统一、非自动限制系统 开环系统，即受控部分的活动不会反过来影响限开环系统，即受控部分的活动不会反过来影响限制部分的活动。制部分的活动。限制方式：单向性限制方式：单向性 限制特点：限制特点：对受控部分的活动不起调整作用。对受控部分的活动不起调整作用。在生物体生理功能调整中，该方式在生物体生理功能调整中，该方式 极少见。极少见。例例 如：应激时，因压力感受性反射受到抑制，应激如：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，使血压、心率刺激引起交感神经系统高度兴奋，使血压、心率，而这些信息不能引起明显的神经调整活动，故血压和而这些信息不能引起明显的神经调整活动，故血压和心率维持在高水平。心率维持在高水平。机能活动机能活动受控部分受控部分指指 令令二、反馈限制系统二、反馈限制系统 闭环系统，即受控部分的活动会反过来影响限制闭环系统，即受控部分的活动会反过来影响限制部分的活动。部分的活动。限制方式：双向性（正反馈、负反馈）限制方式：双向性（正反馈、负反馈）v负反馈限制系统负反馈限制系统v负反馈负反馈(negative feedback)：反馈调整中，反馈信：反馈调整中，反馈信息可以使限制部分发出相反的限制信息，因而能够息可以使限制部分发出相反的限制信息，因而能够订正输出变量的偏差，这类调整过程称为负反馈。订正输出变量的偏差，这类调整过程称为负反馈。v负反馈调整是双向的、可逆的，当系统的功能活动负反馈调整是双向的、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统的功能活动过弱时，又可通过负反馈使该活动加强。强。二、反馈限制系统二、反馈限制系统v负反馈调整的作用是维持系统于平衡状态。如人体内的体温调整、血压调整等。二、反馈限制系统二、反馈限制系统v正反馈限制系统正反馈限制系统v正反馈正反馈(positive feedback)：反馈调整中，反馈信：反馈调整中，反馈信息作用于限制部分，促进或加强限制部分的活动，息作用于限制部分，促进或加强限制部分的活动，使受控部分的活动渐渐加强、加速，直至完成，这使受控部分的活动渐渐加强、加速，直至完成，这类调整过程称为正反馈。类调整过程称为正反馈。v正反馈限制的过程是不行逆的、不断增加的过程，正反馈限制的过程是不行逆的、不断增加的过程，其意义在于促进和加速反应的完成。其意义在于促进和加速反应的完成。v如人体的排尿、分娩、血液凝固等过程。如人体的排尿、分娩、血液凝固等过程。二、反馈限制系统二、反馈限制系统三、前馈限制系统 前前馈馈限限制制是是指指限限制制部部分分向向受受控控部部分分发发出出指指令令的的同同时时，又又通通过过另另一一快快捷捷通通路路向向受受控控部部分分发发出出前前馈馈信信息息，刚刚好地调控受控部分的活动。好地调控受控部分的活动。限制方式：双通路限制方式：双通路 限制特点：限制特点：前前馈馈机机制制可可更更快快地地对对活活动动进进行行限限制制，使使活活动动更更加精确加精确(如某肌肉完成确定动作如某肌肉完成确定动作)。有有些些条条件件反反射射也也可可认认为为是是一一种种前前馈馈限限制制（如如看看到食物就唾液分泌）。到食物就唾液分泌）。限制部分限制部分受控部分受控部分指令指令快捷通路前馈信息快捷通路前馈信息