第一章绪-论-一、教学目的与要求-1了解家畜生理学的研究对象.doc

第一章 绪 论一、教学目的与要求1.了解家畜生理学的研究对象、研究任务和研究方法2.重点讲授生命活动的基本特征的名词术语、内环境与稳态的概念；3.理解稳态和内环境的概念及其稳定的生理意义；4.概要介绍机体生理机能的调节方式。二、教学重点与难点重点：生命活动的基本特征、机体功能的调节；难点：机体功能的调控模式。一、动物生理学的研究内容 1动物生理学生理学是生物学的一个分支，是研究生命活动现象及其规律的科学。即生命活动的现象、过程、规律、机制及其在整体活动中的意义的科学。2生理学研究内容阐明机体各部分机能活动特点，以及各部分活动之间的相互规律；阐明机体在与环境相互作用时，各器官、系统活动的变化规律。三个水平：细胞、分子水平，细胞是各类动物的基本结构单位。每一组织器官的功能特点都与组成该器官的细胞生理特性分不开；以细胞和它所含的物质分子的运动规律为研究对象的生理学，所以也叫细胞或分子生理学。例如，心脏之所以能终生不停地跳动，是由于心肌细胞的特殊生物电变化而决定的，要研究心脏的特殊生理功能，就要从心肌细胞的生物电变化着手。器官、系统，以器官系统为研究对象的生理学称为器官或系统生理学，研究各器官和系统所表现的各种特殊生理活动过程和规律，以及它们之间相互影响，相互制约的关系。例如，消化生理阐述了消化系统各器官的活动规律及各器官之间相互影响的关系。整体水平：器官、系统之间，机体与环境，研究动物各种生命活动协调统一的调节过程，以及整体活动与周围环境之间的辨证统一关系。 动物生理学主要从器官或系统和整体生理学方面进行阐述，有些基本问题也介绍了细胞或分子生理学方面的知识。 二、动物生理学的研究方法在器官、系统水平下实验方法分为急性实验法和慢性实验法。慢性实验法在无菌条件下对健康动物进行手术，暴露要研究的器官（如消化道各种造瘘手术）或摘除、破坏某一器官(如切除某一内分泌腺)，然后在接近正常生活的条件下，观察所暴露器官的某些功能，观察摘除或破坏某器官后所产生的功能紊乱等。特点：该方法以完整动物为实验对象，是在接近正常生活的条件下进行的，获得的结果比较接近正常生理活动规律。急性实验又分为在体实验法和离体实验法，离体实验后动物不能生存。离体实验法是在动物体内取出某一器官，置于人工的环境中，研究它的机能和有关因素的作用。例如，观察离体肌肉的收缩或离体心脏的活动等。特点：所得结果不一定能代表它在正常机体内的情况。在体实验法是在无痛条件下（麻醉或破坏大脑）剖开动物身体，对某一两个器官进行实验观察。特点：实验方法简单，易于控制条件，有利于观察器官间的具体关系和分析某一器官功能活动的过程与特点，但与正常情况下的功能活动有一定差别。两种方法都有局限性和优缺点，选用时要与目的相适应并对结果作正确评价。三、生命活动的基本特征新陈代谢、兴奋性和适应性是各种生物体生命活动的基本特征。1.新陈代谢（metabolism）机体与外界环境之间进行的物质和能量的交换，以及机体内部所实现的物质和能量的转变和转移过程。从运动形式看：物质代谢（生化）与能量代谢；从运动方向看：同化作用（主要是合成代谢）与异化作用；从分子变化看：合成代谢与分解代谢。2兴奋性（excitability）：在内、外环境因素作用下，细胞具有产生膜电位变化的能力或特性。古老生理学将活组织或细胞对刺激发生反应的能力定义为兴奋性（excitability）。神经、肌肉、腺体三种组织的细胞的兴奋性比较高,被称为可兴奋组织或可兴奋细胞。 近代生理学中， 更准确地定义：兴奋性为细胞受刺激时产生膜电位的能力。兴奋则指产生膜电位的过程或是膜电位的同意语。组织产生了膜电位就是产生了兴奋（简称兴奋）。在受到刺激时能产生膜电位的组织才称为可兴奋组织。刺激(stimulus) ：能够引起细胞产生膜电位变化的环境因素。动物有机体组织、器官接受刺激后将出现两种反应形式：兴奋(excitation) ：由相对静止的或活动较弱的状态，转变为活动的或活动增强的状态。抑制(inhibition) ：由活动的或活动增强的状态，转变为相对静止的或活动较弱的状态。3.适应性（adaptation）：动物机体随外界环境的变化而调整自身生理功能以适应环境变化的特性。四、内环境和稳态1内环境（internal environment）动物体内所含的液体统称为体液，体液占体重的60%70%，其中细胞内液占40%45%，细胞外液占20%25%（15%是组织液，5%是血浆）。动物机体是由大量的结构、功能各异的细胞组成（人1014个）。这些细胞直接生存于细胞外液中，而不与外环境发生接触。细胞新陈代谢所需的养料来自细胞外液中，代谢产物排放到细胞外液中，再通过细胞外液与外环境沟通。由此，细胞外液被称为机体的内环境。2稳态及其意义细胞的生存对内环境条件要求很严格。内环境稳态是细胞维持正常功能的必要条件，也是机体维持正常生命活动的基本条件。然而，内环境稳态并非静止不动，而是处在一种动态平衡状态。组成内环境的各种理化因素的变化都保持在一个较小范围，称为稳态（homeostasis,W.B.Cannon）。由于细胞不断地进行着新陈代谢，新陈代谢本身不断地扰乱内环境的稳态，外环境的强烈变动也可影响内环境的稳态；为此，机体的血液循环、呼吸、消化、排泄等生理功能必须不断地进行着调节，以纠正内环境的过分变动。稳态是生理学核心概念，即机体依赖调节机制，对抗内外环境变化的影响，维持内环境等生命指标和生命现象处于动态平衡的相对稳定状态。又叫自稳态。五、高等动物生理功能的调节机体受神经调节、体液调节与器官、组织、细胞的自身调节。1.神经调节（nervous regulation）神经活动的基本过程是反射（reflex,）：指在中枢神经系统参与下对刺激产生的规律性的应答）。反射的概念由法国哲学家笛卡尔（Descartes.R 1595-1650）提出。反射的结构基础为反射弧，包括五个基本环节：感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器。最简单的二元反射弧的中枢为传入神经细胞与传出神经细胞的突触联系和传出神经细胞的胞体。反射调节是机体重要的调节机制。巴甫洛夫将反射分为非条件反射与条件反射两类。非条件反射是先天遗传的，同类动物都具有的，是一种初级的神经活动。条件反射是后天获得的，是个体在生活过程中按照它的生活条件而建立起来的，是一种高级的神经活动。条件反射形成的可能性几乎是无限的，且可改变。所以，条件反射是更具有适应性意义的调节。2.体液调节（humoral regulation）体液调节是指机体某些细胞产生某些特殊的化学物质，借助于血液循环的运输，到达全身器官组织或某一器官组织，从而引起这器官组织的某些特殊的反应。许多内分泌细胞所分泌的各种激素（hormone），就是通过体液循环的通路对机体的功能进行调节的。体液调节的方式有内分泌（endocrine）、旁分泌（paracrine）、自分泌（autocrine）、神经分泌（neurocrine）等。与体液调节相比为神经调节是机体最主要的调节方式，处于主导地位。神经调节的一般特点是比较迅速而精确，范围局限、持续时间短暂；体液调节则出现比较缓慢、作用持久而弥散，两者相互配合使生理功能调节更趋于完善。3.自身调节（autoregulation）自身调节指细胞、组织、器官不依赖于外来的神经或体液调节情况下，自身对刺激发生的适应性反应过程。（心肌初长收缩力）。一般来说，自身调节的幅度较小，也不十分灵敏，但仍有一定的意义。是神经和体液调节的补充。六、动物体内的控制系统二十世纪40年代，通过运用数学和物理学的原理和方法，分析研究各种工程技术的控制和人体的各种功能调节，得出了一些有关调节的控制过程的共同规律，产生了一个新的学科，这就是控制论（cybernetics）。运用控制论原理分析机体的调节活动时，机体的各种功能调节可分为三类控制系统。1.非自动控制系统是一个开环系统(open-loop system)，受控部分的活动不会反过来影响控制部分，是单方向的。 这种控制系统无自动控制的能力，在体内不多见。例：应激ACTH+糖皮质激素。2.自动（feedback）控制系统 是一个闭环系统(closed-loop system)，对机体的机能活动实现自动控制（automatic control），在控制部分和受控部分之间存在着双向的信息联系，即控制部分发出控制信息指示受控部分发生活动，受控部分发出反馈信息返回到控制部分，使控制部分根据反馈信息改变自己的活动，从而对受控部分的活动进行调节。反馈（feedback）：是指由受控部分发出的反馈信息返回到控制部分，不断纠正和调整控制部分对受控制部分的影响，这种调控模式称为反馈。若反馈信息能减弱控制部分对受控部分的活动，称为负反馈（negative feedback）；若反馈信息能加强控制部分对受控部分的活动，则称为正反馈（positive feedbadk）。负反馈系统的作用是使系统保持稳态，是可逆的过程，机体内反馈多为此种。例：动脉血压调节。正反馈系统的作用是使整个系统处于再生状态，是不可逆的过程。例：凝血过程。3.前馈控制系统 前馈控制（feed-forward control）是指干扰信号在作用于受控部分，引起输出变量改变的同时，还可直接通过感受装置作用于控制部分；即在未引起负反馈调节