动物生理学重点知识梳理材料

动物生理学重点知识梳理：核心模块与关键机制解析动物生理学是研究动物机体功能活动规律及其调节机制的科学，其知识体系围绕“功能-调节-适应”的逻辑展开，涵盖细胞、系统到整体水平的生命活动规律。掌握核心模块的关键机制，是理解动物生命活动本质、指导生产实践（如养殖、疫病防控）的基础。本文将从细胞生理、血液与循环、呼吸、消化吸收、能量代谢、排泄、内分泌、神经调节、生殖泌乳九大模块，梳理核心知识点与易错考点，助力学习者构建系统的知识框架。一、细胞的基本功能：生命活动的微观基础细胞是生命活动的基本单位，其功能实现依赖于物质转运、信号转导与生物电活动的协同作用。（一）细胞膜的物质转运功能细胞膜作为“功能屏障”，通过不同方式实现物质跨膜转运：单纯扩散：脂溶性物质（如O₂、CO₂）顺浓度差扩散，无需能量与载体，扩散速率与分压差、脂溶性正相关。易化扩散：非脂溶性物质（如葡萄糖、Na⁺）需“载体”或“通道”协助，顺浓度差转运，不耗能。载体转运具特异性、饱和性、竞争性抑制（如葡萄糖载体与半乳糖竞争）；通道转运分电压门控（如Na⁺通道）、化学门控（如N₂型Ach受体通道）、机械门控通道，具离子选择性。主动转运：逆浓度差转运，需耗能（ATP或势能）。原发性主动转运（如钠钾泵：每泵出3个Na⁺、泵入2个K⁺，维持细胞渗透压与电平衡）；继发性主动转运（如小肠上皮细胞葡萄糖与Na⁺的同向转运，利用Na⁺的势能差）。出胞与入胞：大分子（如激素、细菌）通过囊泡与细胞膜融合实现转运，出胞为分泌活动，入胞分吞噬（固体）、吞饮（液体）。（二）细胞的跨膜信号转导细胞通过“受体-信号分子”识别外界信号，常见通路：G蛋白耦联受体：如肾上腺素→β受体→G蛋白→腺苷酸环化酶→cAMP→蛋白激酶A（PKA），调控代谢与基因表达。离子通道型受体：如Ach与N₂受体结合→通道开放→Na⁺内流→肌细胞收缩，兼具受体与通道功能。酶联型受体：如胰岛素受体（酪氨酸激酶型）→自身磷酸化→激活下游激酶→调节代谢；TGF-β受体（丝/苏氨酸激酶型）→调控细胞增殖。（三）细胞的电活动：静息电位与动作电位静息电位（RP）：细胞安静时的膜内负、膜外正电位，由K⁺外流（顺浓度差）与“钠钾泵”生电作用共同维持，值接近K⁺平衡电位（如神经细胞约-70mV）。动作电位（AP）：细胞受刺激时的快速电位变化，分去极化（Na⁺内流，电压门控通道开放）、复极化（K⁺外流）、超射（去极化峰值，接近Na⁺平衡电位）、后电位（钠钾泵活动恢复离子分布）。AP具“全或无”、不衰减传导、脉冲式发放特点，通过局部电流在神经纤维上双向传导，在突触处单向传递。（四）肌细胞的收缩功能骨骼肌收缩的“兴奋-收缩耦联”核心是Ca²⁺的中介作用：动作电位沿横管传至三联管→终池Ca²⁺释放→与肌钙蛋白结合→肌动蛋白位点暴露→肌球蛋白横桥与之结合→横桥摆动（ATP供能）→肌丝滑行→肌肉收缩。舒张时，Ca²⁺被泵回终池，肌钙蛋白构象恢复，横桥解离。平滑肌收缩依赖Ca²⁺-钙调蛋白（CaM）激活肌球蛋白轻链激酶，使肌球蛋白磷酸化，与肌动蛋白结合；心肌收缩具“全或无”同步性（缝隙连接），且依赖细胞外Ca²⁺内流（L型钙通道）。二、血液与血液循环：物质运输与动力系统血液是内环境的核心，血液循环保障物质交换与稳态调节。（一）血液的组成与理化特性组成：血浆（水、蛋白、电解质等）+血细胞（红细胞、白细胞、血小板）。血浆蛋白分白蛋白（维持胶体渗透压）、球蛋白（免疫）、纤维蛋白原（凝血）。理化特性：渗透压：晶体渗透压（Na⁺、Cl⁻等，维持细胞内外水平衡）；胶体渗透压（白蛋白，维持血管内外水平衡）。酸碱度：pH7.35~7.45，依赖HCO₃⁻/H₂CO₃、蛋白质缓冲对调节。（二）血细胞的生理功能红细胞：含血红蛋白（Hb），运输O₂（HbO₂）与CO₂（HbCO₂），具可塑变形性（挤过毛细血管）、渗透脆性（低渗时破裂）、悬浮稳定性（血沉反映，与血浆蛋白有关）。生成依赖促红细胞生成素（EPO，肾分泌），缺铁/维生素B₁₂/叶酸可致贫血。白细胞：中性粒细胞：吞噬细菌（急性炎症主力）；嗜酸性粒细胞：抗寄生虫、抗过敏；嗜碱性粒细胞：释放组胺、肝素（过敏反应）；单核细胞：分化为巨噬细胞，吞噬病原体与异物；淋巴细胞：T细胞（细胞免疫）、B细胞（体液免疫，产生抗体）。血小板：参与止血（黏附、聚集、释放）与凝血（提供磷脂表面，促进凝血因子激活）。（三）血液凝固与纤维蛋白溶解凝血过程：分内源性途径（因子Ⅻ激活，启动于血管内膜损伤）与外源性途径（因子Ⅲ激活，启动于组织损伤），最终形成凝血酶原酶复合物→凝血酶→纤维蛋白。维生素K参与因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ的合成。纤溶系统：纤溶酶原→纤溶酶（激活物：t-PA、尿激酶等）→降解纤维蛋白/原，维持血液液态。（四）血型与输血原则ABO血型：红细胞膜抗原（A、B）与血清抗体（抗A、抗B）决定血型。A型：A抗原+抗B抗体；O型：无抗原+抗A、抗B抗体（“万能供血者”，但需交叉配血）。输血原则：同型输血，交叉配血（主侧：受血者血清+供血者红细胞；次侧：供血者血清+受血者红细胞），主侧、次侧均无凝集方可输血。（五）心脏的泵血功能心动周期：心脏一次收缩舒张的周期，心房收缩期短（0.1s），心室收缩期（0.3s）与舒张期（0.5s）构成“全心舒张期”（利于充盈）。泵血过程：心室充盈期：等容舒张→快速充盈（80%血量）→减慢充盈→心房收缩（20%血量）；心室射血期：等容收缩→快速射血（70%血量）→减慢射血。心输出量：每分输出量=每搏输出量×心率，受前负荷（心室舒张末容积，Starling定律：前负荷↑→搏出量↑，但过度则下降）、后负荷（动脉血压，↑则搏出量↓）、心肌收缩力（正性变力因素：Ca²⁺、肾上腺素；负性：乙酰胆碱）、心率（180次/分以上时，舒张期过短→充盈不足→搏出量↓）影响。（六）心肌的生物电现象工作细胞（心室肌）：静息电位（-90mV，K⁺外流）；动作电位分5期：0期（Na⁺内流，去极化）、1期（K⁺外流，快速复极初期）、2期（Ca²⁺内流与K⁺外流平衡，平台期，心肌不应期长的原因）、3期（K⁺外流，快速复极末期）、4期（钠钾泵、Na⁺-Ca²⁺交换恢复离子分布）。自律细胞（窦房结）：无稳定静息电位，4期自动去极化（If电流：Na⁺内流+K⁺外流衰减），是心脏正常起搏点（自律性最高），浦肯野纤维次之。（七）血管生理与心血管调节血压形成：血液充盈（前提）、心脏射血（动力）、外周阻力（小动脉、微动脉）、大动脉弹性（缓冲收缩压、维持舒张压）。收缩压（90~140mmHg）反映心肌收缩力，舒张压（60~90mmHg）反映外周阻力。微循环通路：直捷通路（快，维持血容量）、迂回通路（慢，物质交换）、动-静脉短路（调节体温，如犬舌、兔耳）。组织液生成：有效滤过压=（毛细血管血压+组织液胶体渗透压）-（血浆胶体渗透压+组织液静水压），静脉端滤过压为负，重吸收组织液。水肿：滤过压↑（如右心衰→毛细血管血压↑）、血浆胶体渗透压↓（如肾病→白蛋白↓）、淋巴回流受阻（如丝虫病）。心血管调节：神经调节：交感神经（NE→β受体→心率↑、收缩力↑、血管收缩）；副交感神经（Ach→M受体→心率↓、心房收缩力↓、血管舒张）。压力感受性反射：颈动脉窦/主动脉弓压力↑→迷走兴奋、交感抑制→血压↓（负反馈，维持血压稳定）。体液调节：肾上腺素（强心、缩血管/扩血管，依受体而异）；血管紧张素Ⅱ（强缩血管，刺激醛固酮分泌）；抗利尿激素（ADH，缩血管+保水）；NO（扩血管，内皮舒张因子）。三、呼吸生理：气体交换与能量供应呼吸是“外呼吸（肺通气+肺换气）-气体运输-内呼吸（组织换气）”的连续过程，保障O₂摄入与CO₂排出。（一）肺通气的动力与阻力动力：呼吸肌收缩舒张→胸廓运动→肺内压与大气压形成压差。平静呼吸时，吸气为主动（膈肌、肋间外肌收缩），呼气为被动（肌肉舒张）；用力呼吸时，吸气、呼气均主动（肋间内肌、腹肌参与）。胸内压：低于大气压（负压），由肺回缩力形成，维持肺扩张、促进静脉回流。阻力：弹性阻力（70%）：肺弹性阻力（肺泡表面张力，由肺表面活性物质降低，维持肺泡稳定性，防止萎陷）；胸廓弹性阻力（随位置变化，自然位置内为阻力，外为动力）。非弹性阻力（30%）：气道阻力（与气道半径4次方成反比，受迷走神经（收缩）、交感神经（舒张）调节）、惯性阻力、黏滞阻力。（二）肺换气与组织换气气体交换原理：分压差驱动扩散，速率与分压差、温度、扩散面积正相关，与扩散距离、分子量平方根负相关。肺换气：肺泡气PO₂（104mmHg）>静脉血PO₂（40mmHg）→O₂入血；肺泡气PCO₂（40mmHg）<静脉血PCO₂（46mmHg）→CO₂入肺泡。通气/血流比值（V/Q）=0.84时效率最高，>0.84（如肺栓塞）→无效腔样通气；<0.84（如肺水肿）→功能性动-静脉短路。组织换气：动脉血PO₂（100mmHg）>组织PO₂（30mmHg）→O₂入组织；组织PCO₂（50mmHg）>动脉血PCO₂（40mmHg）→CO₂入血。（三）气体在血液中的运输O₂的运输：98.5%与Hb结合（HbO₂，可逆，受PO₂、pH、温度、2,3-DPG影响，波尔效应：pH↓/温度↑→Hb与O₂亲和力↓，利于组织释O₂）；1.5%溶解于血浆。CO₂的运输：5%溶解，20%与Hb结合（HbNHCOOH），75%以HCO₃⁻形式（红细胞内碳酸酐酶催化CO₂+H₂O→H₂CO₃→HCO₃⁻，Cl⁻交换维持电平衡，何尔登效应：O₂与Hb结合→CO₂释放，利于肺排出CO₂）。（四）呼吸运动的调节中枢调节：延髓（背侧呼吸组、腹侧呼吸组，产生节律）；脑桥（呼吸调整中枢，限制吸气，转为呼气）。化学感受性调节：中枢化学感受器：位于延髓，感受脑脊液中H⁺（CO₂透过血脑屏障→H⁺↑→兴奋中枢→呼吸加深快），对O₂不敏感。外周化学感受器：颈动脉体、主动脉体，感受动脉血PO₂↓、PCO₂↑、H⁺↑→反射性兴奋呼吸中枢。低O₂对中枢是抑制，对外周是兴奋，严重低O₂时外周兴奋不足以抵消中枢抑制。四、消化与吸收：营养物质的获取与转化消化是将食物分解为小分子的过程，吸收是小分子进入血液/淋巴的过程，不同动物（单胃、反刍）消化特点迥异。（一）消化方式与消化液消化方式：机械性消化：咀嚼、吞咽、胃肠运动（容受性舒张：胃接纳食物；蠕动：推进；分节运动：小肠混合）。化学性消化：酶的催化（唾液淀粉酶、胃蛋白酶、胰酶等）。微生物消化：反刍动物瘤胃（细菌、纤毛虫分解纤维素、合成VFA、蛋白）、单胃动物盲肠（次要）。消化液：唾液：湿润、清洁，唾液淀粉酶（分解淀粉为麦芽糖），犬、猫唾液无淀粉酶。胃液：盐酸（激活胃蛋白酶原、杀菌、促铁吸收）、胃蛋白酶（分解蛋白为胨）、黏液（保护胃黏膜）、内因子（促维生素B₁₂吸收，缺乏致巨幼贫）。胰液：“最强消化液”，含胰淀粉酶（淀粉→麦芽糖）、胰脂肪酶（脂肪→甘油+脂肪酸）、胰蛋白酶原（肠激酶激活→胰蛋白酶，激活其他酶原）、糜蛋白酶原等，呈碱性（中和胃酸）。胆汁：肝分泌，胆囊储存，无消化酶，含胆盐（乳化脂肪、促脂溶性维生素吸收）、胆色素（代谢产物），弱碱性。小肠液：多种消化酶（肠激酶、氨基肽酶等），黏液保护黏膜。（二）不同动物的消化特点单胃动物（猪、犬）：胃消化为主，小肠是吸收主要部位。反刍动物（牛、羊）：具瘤胃、网胃、瓣胃、皱胃（真胃），瘤胃微生物发酵是核心：饲料→瘤胃→微生物分解纤维素为VFA（乙酸、丙酸、丁酸，供能），合成菌体蛋白（过瘤胃后被真胃消化），利用非蛋白氮（尿素）合成蛋白。反刍（逆呕再咀嚼）、嗳气（排出瘤胃发酵气体）是重要生理过程。马属动物：盲肠发达，微生物消化纤维，粪中含未消化纤维（与反刍动物“瘤胃-真胃”消化后利用不同）。（三）营养物质的吸收吸收部位：小肠（主要，面积大、时间长、酶多），胃（少量水、酒精），大肠（水、无机盐、维生素K）。吸收机制：糖：单糖（葡萄糖、半乳糖）以继发性主动