生物奥赛辅导动物生理学(课件).ppt

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1、生生理理学学 第第 一一 章绪章绪 论论第一章第一章第一章第一章 绪绪绪绪 论论论论第一节第一节第一节第一节 生理学的研究对象和任务生理学的研究对象和任务生理学的研究对象和任务生理学的研究对象和任务第三节第三节第三节第三节 机体机体机体机体生理功能的调节生理功能的调节生理功能的调节生理功能的调节第四节第四节第四节第四节 体内的控制系统体内的控制系统体内的控制系统体内的控制系统第二节第二节第二节第二节 机体的内环境与稳态机体的内环境与稳态机体的内环境与稳态机体的内环境与稳态生生理理学学第一节第一节 生理学的研究对象和任务生理学的研究对象和任务一、生理学的研究对象和任务一、生理学的研究对象和任务

2、生理学生理学(physiology)(physiology)：是生物科学的一：是生物科学的一个分支个分支,是以生物机体的生命活动现象和是以生物机体的生命活动现象和机体各个组成部分的功能为研究对象的一机体各个组成部分的功能为研究对象的一门科学。门科学。第第一一章章绪绪论论.研究对象研究对象:任务：任务：第第一一章章绪绪论论正常功能活动的过程正常功能活动的过程;产生这些活动的内在机制产生这些活动的内在机制;各功能活动的相互联系和作用各功能活动的相互联系和作用;活体即有生命的物体活体即有生命的物体(二二)、生理学在医学中的地位、生理学在医学中的地位 第第一一章章绪绪论论、生理学的研究方法、生理学的研

3、究方法 生理学是一门实验性科学，它的全部生理学是一门实验性科学，它的全部理论均来自理论均来自动物实验动物实验和对和对人体人体的观察。的观察。第第一一章章绪绪论论人人.非创伤性原则非创伤性原则动物实验动物实验急性实验急性实验慢性实验慢性实验在体实验在体实验离体实验离体实验第第一一章章绪绪论论Fertilised ovumTissuesEpithelial,Connective,Muscular,NervousOrgansHeart,Lungs,Kidneys,Liver,Brain,Pancreas etc.Cell DivisionDifferentiation200 cell types61

4、013 cellsWhat is the components of human body?第第一一章章绪绪论论Human Organ SystemsCardiovascular systemRespiratory systemDigestive systemRenal systemReproductive systemMusculo-skeletal systemNervous systemEndocrine systemImmune system第第一一章章绪绪论论Human Organ SystemsCardiovascular systemRespiratory systemDiges

5、tive systemRenal systemReproductive systemMusculo-skeletal systemNervous systemEndocrine systemImmune system第第一一章章绪绪论论Human Organ SystemsCardiovascular systemRespiratory systemDigestive systemRenal systemReproductive systemMusculo-skeletal systemNervous systemEndocrine systemImmune system第第一一章章绪绪论论H

6、uman Organ SystemsCardiovascular systemRespiratory systemDigestive systemRenal systemReproductive systemMusculo-skeletal systemNervous systemEndocrine systemImmune system第第一一章章绪绪论论Human Organ SystemsCardiovascular systemRespiratory systemDigestive systemRenal systemReproductive systemMusculo-skeleta

7、l systemNervous systemEndocrine systemImmune system第第一一章章绪绪论论Human Organ SystemsCardiovascular systemRespiratory systemDigestive systemRenal systemReproductive systemMusculo-skeletal systemNervous systemEndocrine systemImmune system第第一一章章绪绪论论Human Organ SystemsCardiovascular systemRespiratory system

8、Digestive systemRenal systemReproductive systemMusculo-skeletal systemNervous systemEndocrine systemImmune system第第一一章章绪绪论论Human Organ SystemsCardiovascular systemRespiratory systemDigestive systemRenal systemReproductive systemMusculo-skeletal systemNervous systemEndocrine systemImmune system第第一一章章

9、绪绪论论Human Organ SystemsCardiovascular systemRespiratory systemDigestive systemRenal systemReproductive systemMusculo-skeletal systemNervous systemEndocrine systemImmune system第第一一章章绪绪论论Human Organ SystemsCardiovascular systemRespiratory systemDigestive systemRenal systemReproductive systemMusculo-sk

10、eletal systemNervous systemEndocrine systemImmune system第第一一章章绪绪论论Human Organ SystemsCardiovascular systemRespiratory systemDigestive systemRenal systemReproductive systemMusculo-skeletal systemNervous systemEndocrine systemImmune system第第一一章章绪绪论论Human Organ SystemsCardiovascular systemRespiratory s

11、ystemDigestive systemRenal systemReproductive systemMusculo-skeletal systemNervous systemEndocrine systemImmune system第第一一章章绪绪论论二、二、二、二、生理学研究的三个水平生理学研究的三个水平（一）细胞和分子水平的研究（一）细胞和分子水平的研究（二）器官和系统水平的研究（二）器官和系统水平的研究（三）整体水平的研究（三）整体水平的研究生生理理学学的的研研究究对对象象和和任任务务（一）细胞和分子水平的研究（一）细胞和分子水平的研究 以单个细胞及细胞内物质分子为研究对象以单个细胞

12、及细胞内物质分子为研究对象特点特点1 1、各器官、组织由不同的细胞组成，、各器官、组织由不同的细胞组成，其其 功能活动由细胞的特性所决定；功能活动由细胞的特性所决定；3 3、常在离体及特定条件下进行。常在离体及特定条件下进行。2 2、单细胞的生理特性取决于其亚微结构、单细胞的生理特性取决于其亚微结构 和生物大分子物质的理化性质；和生物大分子物质的理化性质；4 4、阐明生理活动的基本规律，有普遍意义阐明生理活动的基本规律，有普遍意义 称为称为“普通生理学普通生理学”或或“细胞生理学细胞生理学”；生生理理学学的的研研究究对对象象和和任任务务（二）器官和系统水平的研究（二）器官和系统水平的研究以机体

13、内各器官和系统为研究对象以机体内各器官和系统为研究对象特点特点 1、研究某一器官或系统的功能；、研究某一器官或系统的功能；2、研究该功能活动的内在机制、在整体、研究该功能活动的内在机制、在整体 中的作用、各种因素对它的影响；中的作用、各种因素对它的影响；3、常用于生理学实验，以验证各器官和系、常用于生理学实验，以验证各器官和系 统的功能，称为统的功能，称为“器官和系统生理学器官和系统生理学器官和系统生理学器官和系统生理学”。生生理理学学的的研研究究对对象象和和任任务务（三）整体水平的研究（三）整体水平的研究以完整的机体为研究对象以完整的机体为研究对象特点特点1 1、研究整体内各器官、系统之间的

14、相互、研究整体内各器官、系统之间的相互 联系、相互影响；联系、相互影响；2 2、研究整体内各种功能互相协调，以适、研究整体内各种功能互相协调，以适 应环境，共同完成正常生命活动；应环境，共同完成正常生命活动；3 3、研究、研究完整的机体，更符合实际，称为完整的机体，更符合实际，称为 “应用生理学应用生理学”。生生理理学学的的研研究究对对象象和和任任务务方法方法基因转移基因转移 基因剔除基因剔除生理学知识分类：生理学知识分类：第一类第一类：关于具体的生理现象的描述和对它：关于具体的生理现象的描述和对它的机制的解释的机制的解释第二类第二类：对机体生理活动的许多原则或规律：对机体生理活动的许多原则或

15、规律的认识的认识生生理理学学的的研研究究对对象象和和任任务务第二节第二节 机体的内环境机体的内环境一、体液与内环境一、体液与内环境一、体液与内环境一、体液与内环境机体内的液体统称为体液（占成人体重的机体内的液体统称为体液（占成人体重的机体内的液体统称为体液（占成人体重的机体内的液体统称为体液（占成人体重的60%60%60%60%）1 1 1 1、体液的分布：、体液的分布：、体液的分布：、体液的分布：细胞内液（占体重细胞内液（占体重细胞内液（占体重细胞内液（占体重40%40%40%40%）(intracelluiar fluid)(intracelluiar fluid)细胞外液（占体重细胞外液

16、（占体重细胞外液（占体重细胞外液（占体重20%20%20%20%）(extracellular fluid)(extracellular fluid)血浆血浆血浆血浆5%5%5%5%组织液组织液组织液组织液15%15%15%15%2 2 2 2、内环境：、内环境：、内环境：、内环境：(internal environment)(internal environment)细胞外液细胞外液细胞外液细胞外液是细胞在体内直接所处的环境是细胞在体内直接所处的环境是细胞在体内直接所处的环境是细胞在体内直接所处的环境。Claude BernardClaude Bernard第第一一章章绪绪论论二、内环境的二

17、、内环境的二、内环境的二、内环境的稳态稳态稳态稳态 (homeostasis)(homeostasis)内环境的理化性质保持相对稳定的状态内环境的理化性质保持相对稳定的状态内环境的理化性质保持相对稳定的状态内环境的理化性质保持相对稳定的状态T 37 T 37 T 37 T 37 PH 7.35 PH 7.35 PH 7.35 PH 7.35 7.457.457.457.45CaCaCaCa2+2+2+2+9 9 9 9 11mg11mg11mg11mg1 1 1 1、稳态的表现：、稳态的表现：、稳态的表现：、稳态的表现：2 2 2 2、稳态的意义：、稳态的意义：、稳态的意义：、稳态的意义：是细

18、胞维持正常生理功能所必需；是细胞维持正常生理功能所必需；是细胞维持正常生理功能所必需；是细胞维持正常生理功能所必需；也是机体维持正常生命活动的必要条件。也是机体维持正常生命活动的必要条件。也是机体维持正常生命活动的必要条件。也是机体维持正常生命活动的必要条件。3 3 3 3、稳态的维持：、稳态的维持：、稳态的维持：、稳态的维持：内环境的稳态内环境的稳态内环境的稳态内环境的稳态失稳态失稳态失稳态失稳态（破坏）（破坏）（破坏）（破坏）（调节）（调节）（调节）（调节）机机体体的的内内环环境境第三节第三节 生理功能的调节生理功能的调节调节方式调节方式神经调节神经调节神经调节神经调节体液调节体液调节体液

19、调节体液调节自身调节自身调节自身调节自身调节当机体内、外环境发生变化时，体内一些当机体内、外环境发生变化时，体内一些当机体内、外环境发生变化时，体内一些当机体内、外环境发生变化时，体内一些器官和组织的功能活动也会发生相应的改变，器官和组织的功能活动也会发生相应的改变，器官和组织的功能活动也会发生相应的改变，器官和组织的功能活动也会发生相应的改变，以适应这些变化，最终恢复内环境的稳态。该以适应这些变化，最终恢复内环境的稳态。该以适应这些变化，最终恢复内环境的稳态。该以适应这些变化，最终恢复内环境的稳态。该过程即为过程即为过程即为过程即为生理功能的调节生理功能的调节生理功能的调节生理功能的调节 (

20、regulation)(regulation)(regulation)(regulation)。绪绪论论一、神经调节（一、神经调节（nervous regulation)指通过神经系统的活动来实现对机体指通过神经系统的活动来实现对机体指通过神经系统的活动来实现对机体指通过神经系统的活动来实现对机体生理功能的调节。生理功能的调节。生理功能的调节。生理功能的调节。(一一)神经调节的概念神经调节的概念(二二)神经调节的特点神经调节的特点迅速、准确、局限、短暂。迅速、准确、局限、短暂。迅速、准确、局限、短暂。迅速、准确、局限、短暂。生生理理功功能能的的调调节节这与神经传导速度快、传出纤维与效应器呈这与

21、神经传导速度快、传出纤维与效应器呈对应性联系有关。对应性联系有关。生生理理功功能能的的调调节节(三三)神经调节的基本方式神经调节的基本方式 反射反射反射反射 在在在在CNSCNS的参与下机体对内外环境的参与下机体对内外环境的参与下机体对内外环境的参与下机体对内外环境 变化所产生的适应性反应。变化所产生的适应性反应。变化所产生的适应性反应。变化所产生的适应性反应。1 1 1 1、反射、反射、反射、反射2 2 2 2、反射弧、反射弧、反射弧、反射弧 完成反射活动的结构基础。完成反射活动的结构基础。完成反射活动的结构基础。完成反射活动的结构基础。感受器感受器感受器感受器传入神经纤维传入神经纤维传入神

22、经纤维传入神经纤维神经中枢神经中枢神经中枢神经中枢传出神经纤维传出神经纤维传出神经纤维传出神经纤维效应器效应器效应器效应器生生理理功功能能的的调调节节生生理理功功能能的的调调节节二、体液调节（二、体液调节（humoral regulation)(一一)体液调节的概念体液调节的概念 由由由由体内的某些细胞合成和分泌的特殊体内的某些细胞合成和分泌的特殊体内的某些细胞合成和分泌的特殊体内的某些细胞合成和分泌的特殊 化学物质（主要是指内分泌腺分泌的激素，化学物质（主要是指内分泌腺分泌的激素，化学物质（主要是指内分泌腺分泌的激素，化学物质（主要是指内分泌腺分泌的激素，hormone hormone)经体

23、液运输到距离较远的部位而经体液运输到距离较远的部位而经体液运输到距离较远的部位而经体液运输到距离较远的部位而 发挥调节作用。发挥调节作用。发挥调节作用。发挥调节作用。(二二)体液调节的特点体液调节的特点缓慢、广泛、持久。缓慢、广泛、持久。缓慢、广泛、持久。缓慢、广泛、持久。生生理理功功能能的的调调节节激素激素：是一些能在细胞与细胞之间传递信息：是一些能在细胞与细胞之间传递信息的化学物质，由血液或组织携带，作用于具有的化学物质，由血液或组织携带，作用于具有相应受体的细胞，调节这些细胞的活动。相应受体的细胞，调节这些细胞的活动。靶细胞靶细胞：接受某种激素调节的细胞：接受某种激素调节的细胞生生理理功

24、功能能的的调调节节(三三)体液调节的分类体液调节的分类（全身性体液调节）（全身性体液调节）（全身性体液调节）（全身性体液调节）（局部性体液调节）（局部性体液调节）（局部性体液调节）（局部性体液调节）2 2、旁分泌调节、旁分泌调节、旁分泌调节、旁分泌调节 (paracrine)(paracrine)激素经血液运输作用于较远距离激素经血液运输作用于较远距离激素经血液运输作用于较远距离激素经血液运输作用于较远距离激素或化学物质经组织液扩散作用于邻近细胞激素或化学物质经组织液扩散作用于邻近细胞激素或化学物质经组织液扩散作用于邻近细胞激素或化学物质经组织液扩散作用于邻近细胞3 3 3 3、神经分泌调节、

25、神经分泌调节、神经分泌调节、神经分泌调节 (neurosecretion neurosecretion)1 1、远距分泌调节、远距分泌调节、远距分泌调节、远距分泌调节 (telecrine)(telecrine)下丘脑的一些神经细胞合成、释放的激素经血下丘脑的一些神经细胞合成、释放的激素经血下丘脑的一些神经细胞合成、释放的激素经血下丘脑的一些神经细胞合成、释放的激素经血液运输发挥作用液运输发挥作用液运输发挥作用液运输发挥作用4 4 4 4、自分泌调节、自分泌调节、自分泌调节、自分泌调节 (autocrineautocrine)内分泌细胞分泌的激素经局部扩散作用于自身内分泌细胞分泌的激素经局部扩

26、散作用于自身内分泌细胞分泌的激素经局部扩散作用于自身内分泌细胞分泌的激素经局部扩散作用于自身而发挥反馈作用而发挥反馈作用而发挥反馈作用而发挥反馈作用生生理理功功能能的的调调节节生生理理功功能能的的调调节节三、自身调节（三、自身调节（autoregulation)指组织细胞在不依赖于神经或体液调节的指组织细胞在不依赖于神经或体液调节的指组织细胞在不依赖于神经或体液调节的指组织细胞在不依赖于神经或体液调节的情况下自身对刺激作出的适应性反应。情况下自身对刺激作出的适应性反应。情况下自身对刺激作出的适应性反应。情况下自身对刺激作出的适应性反应。(一一)自身调节的概念自身调节的概念(二二)自身调节的作用

27、自身调节的作用维持组织（心、脑、肾）局部血流量相对恒定。维持组织（心、脑、肾）局部血流量相对恒定。维持组织（心、脑、肾）局部血流量相对恒定。维持组织（心、脑、肾）局部血流量相对恒定。(三三)自身调节的特点自身调节的特点准确、稳定，准确、稳定，准确、稳定，准确、稳定，但调节幅度有限。但调节幅度有限。但调节幅度有限。但调节幅度有限。对刺激的敏感性较低。对刺激的敏感性较低。对刺激的敏感性较低。对刺激的敏感性较低。主要体现在组织器官局部效应。主要体现在组织器官局部效应。主要体现在组织器官局部效应。主要体现在组织器官局部效应。生生理理功功能能的的调调节节第四节第四节 体内的控制系统体内的控制系统人体生理

28、功能的调节人体生理功能的调节工程技术的控制工程技术的控制控制系统控制系统控制部分控制部分受控部分受控部分一、非自动控制系统一、非自动控制系统一、非自动控制系统一、非自动控制系统 二、反馈控制系统二、反馈控制系统二、反馈控制系统二、反馈控制系统 三、前馈控制系统三、前馈控制系统三、前馈控制系统三、前馈控制系统 绪绪论论一、非自动控制系统一、非自动控制系统一、非自动控制系统一、非自动控制系统 控制部分控制部分受控部分受控部分刺激刺激刺激刺激控制信号控制信号控制信号控制信号控制方式控制方式控制特点控制特点无自动控制能力；无自动控制能力；无自动控制能力；无自动控制能力；刺激的大小决定反应的强弱。刺激的

29、大小决定反应的强弱。刺激的大小决定反应的强弱。刺激的大小决定反应的强弱。单向控制（开环系统）单向控制（开环系统）单向控制（开环系统）单向控制（开环系统）反应反应反应反应体体内内的的控控制制系系统统二、反馈控制系统二、反馈控制系统二、反馈控制系统二、反馈控制系统 双向控制（闭环系统）双向控制（闭环系统）双向控制（闭环系统）双向控制（闭环系统）控制部分控制部分受控部分受控部分控制信号控制信号控制信号控制信号反馈信号反馈信号反馈信号反馈信号控制方式控制方式控制特点控制特点具自动控制的能力具自动控制的能力具自动控制的能力具自动控制的能力体体内内的的控控制制系系统统感受装置感受装置反馈信号的影响形式反馈

30、信号的影响形式1 1、负反馈（、负反馈（、负反馈（、负反馈（negative feedback)negative feedback)反馈信号能反馈信号能反馈信号能反馈信号能减低减低减低减低控制部分的活动控制部分的活动控制部分的活动控制部分的活动2 2、正反馈、正反馈、正反馈、正反馈 (positive feedback)(positive feedback)反馈信号能反馈信号能反馈信号能反馈信号能加强加强加强加强控制部分的活动控制部分的活动控制部分的活动控制部分的活动（）（）（）（）（）（）（）（）体体内内的的控控制制系系统统（一）负反馈控制系统（一）负反馈控制系统 意义意义是体内最重要的控制

31、系统是体内最重要的控制系统是体内最重要的控制系统是体内最重要的控制系统 ，是维持内环境稳态的机制是维持内环境稳态的机制是维持内环境稳态的机制是维持内环境稳态的机制 。控制部分控制部分受控部分受控部分 控制过程控制过程控制信号控制信号控制信号控制信号 （-）反馈信号反馈信号反馈信号反馈信号当受控部分的活动变化时，通过负反馈机制当受控部分的活动变化时，通过负反馈机制当受控部分的活动变化时，通过负反馈机制当受控部分的活动变化时，通过负反馈机制改变控制部分的活动，以维持原有的平衡或改变控制部分的活动，以维持原有的平衡或改变控制部分的活动，以维持原有的平衡或改变控制部分的活动，以维持原有的平衡或稳定状态

32、稳定状态稳定状态稳定状态。体体内内的的控控制制系系统统血压血压血压血压控制信号控制信号控制信号控制信号 （-）反馈信号反馈信号反馈信号反馈信号心血管中枢心血管中枢心血管中枢心血管中枢 心脏、血管心脏、血管心脏、血管心脏、血管 某种因素某种因素某种因素某种因素 （+）体体内内的的控控制制系系统统体体内内的的控控制制系系统统（二）正反馈控制系统（二）正反馈控制系统意义意义控制过程控制过程 控制部分控制部分受控部分受控部分控制信号控制信号控制信号控制信号（+）反馈信号反馈信号反馈信号反馈信号只要有控制信号作用于受控部分，只要有控制信号作用于受控部分，只要有控制信号作用于受控部分，只要有控制信号作用于

33、受控部分，反馈信号就会进一步加强控制部分反馈信号就会进一步加强控制部分反馈信号就会进一步加强控制部分反馈信号就会进一步加强控制部分的活动，使控制信号加强，而使受的活动，使控制信号加强，而使受的活动，使控制信号加强，而使受的活动，使控制信号加强，而使受控部分的活动更加强。控部分的活动更加强。控部分的活动更加强。控部分的活动更加强。系统处于再生状态，不可能维持稳态。系统处于再生状态，不可能维持稳态。系统处于再生状态，不可能维持稳态。系统处于再生状态，不可能维持稳态。（体内的正反馈很少见）（体内的正反馈很少见）（体内的正反馈很少见）（体内的正反馈很少见）体体内内的的控控制制系系统统小结小结:反馈控制

34、系统反馈控制系统:闭环系统，即闭环系统，即受控部分受控部分的活动的活动会反过来影响会反过来影响控制部分控制部分的活动。的活动。控制方式控制方式：双向性（分：正反馈、负反馈）：双向性（分：正反馈、负反馈）受控部分受控部分指指 令令机能活动机能活动正正 反反 馈馈 信信 息息指指 令令受控部分受控部分机能活动机能活动负负 反反 馈馈 信信 息息 正反馈是破坏原先的平衡状态正反馈是破坏原先的平衡状态;负反馈是维持系统的平衡或稳态；负反馈是维持系统的平衡或稳态；正常机体中有大量的负反馈机制，正常机体中有大量的负反馈机制，正反馈机制则很少正反馈机制则很少 。控制部分控制部分控制部分控制部分 特点特点：体

35、体内内的的控控制制系系统统反馈控制系统的缺点反馈控制系统的缺点:*有一定的波动有一定的波动 *时间滞后时间滞后体体内内的的控控制制系系统统三、前馈控制三、前馈控制三、前馈控制三、前馈控制(feed-forward control)(feed-forward control)系统系统系统系统 控制部分控制部分受控部分受控部分控制信号控制信号控制信号控制信号活动活动活动活动前馈信号（快捷途径）前馈信号（快捷途径）前馈信号（快捷途径）前馈信号（快捷途径）控制方式控制方式控制特点控制特点快速控制活动，有预见性；快速控制活动，有预见性；快速控制活动，有预见性；快速控制活动，有预见性；及时作出适应性反应。及时作出适应性反应。及时作出适应性反应。及时作出适应性反应。超前控制超前控制超前控制超前控制体体内内的的控控制制系系统统 三、三、前馈控制系统前馈控制系统 作作用用:有有更更好好的的预预见见性性和和适适应应性性;在在避避免免负负反馈调节的波动和滞后方面起了重要作用。反馈调节的波动和滞后方面起了重要作用。缺点缺点:有可能失误。有可能失误。体体内内的的控控制制系系统统