动物生理学 第 1次课件

1、动物生理学翁 强weng313520513739动物界 植物界 真菌界 原生生物 原核生物界生 物 界原生生物后生生物中生动物真后生动物二胚层动物三胚层动物无体腔动物真体腔动物裂体腔动物肠体腔动物棘皮 半索脊索动物生理结构不同生理功能不同结构决定功能（动物）生理学概述一、生理学的研究对象和任务 什么是生理学(physiology)?生生命活动、生命现象、 生命过程、活动规律 理道理、原理、机制、机理生理学机理（mechanism)表示机体内在活动的方式，包括机能与结构的相互关系，机能变化过程及这些过程的物理，化学性质，即是对机能的从现象的描述到较本质的说明。 动物生理学(Animal phys

2、iology)是一门研究动物机体生命活动各种现象及其功能活动规律的科学。即主要研究呼吸、消化、循环、生殖、泌尿及肌肉运动等的发生机理和活动规律。 动物生理学概述 研究构成机体各个系统的器官和细胞的正常活动过程，特别是各个器官、细胞功能表现的内部机制，不同细胞、器官、系统之间的相互联系和相互作用，并阐明机体作为一个整体，其各部分的功能活动是如何互相协调、互相制约，从而能在复杂多变的环境中维持正常的生命活动过程的。生理学的任务生理学研究的三个水平（一）整体水平的研究 （二）器官和系统水平的研究 （三）细胞及分子水平的研究 宏观 微观人体生理学概述生理学是一门实验性科学(2)器官、系统水平的研究 自

3、威廉哈维(William Harvey，1578-1657)在17世纪发现血液循环，创立了器官生理学后，才使生理学真正成为一门独立的实验性科学。只有了解各器官、系统的特殊机能后，才能深入阐明整个机体的机能，因为整体生命活动是建立在体内各器官、各系统机能活动协调配合的基础之上的。William Harvery（1578-1657）应当以实验为依据，而不应当以书籍为依据；应当以自然为老师，而不应当以哲学为老师 (3)细胞、分子水平的研究 每一器官的机能特点都与组成该器官的细胞生理特性分不开的，而细胞生理特性决定于构成细胞的各个物质的物理、化学特性。这个水平研究的对象是细胞和它所含的物质分子的活动规

4、律。这方面的研究内容可称为普通生理学或细胞生理学。离子浓度改变肌细胞内若干特殊蛋白分子的排列方式发生变化肌细胞特性取决于它们所表达的各种基因 一个生命活动问题，往往需要从分子生物学、细胞生物学、形态与组织学、生物化学、生理学和生物物理学等多个学科角度上、运用不同研究技术，进行多水平的观察研究，并将所得的知识和技术进行沟通、整合，达到对动物机体各种功能有一个完整的或整体的认识，这就是整合生理学。靶点/疾病平台: “组学” 生物化学免疫学影像学利用信息技术融合动物生物标记物“指纹” 人生物标志物 “指纹”整合生理学 生理学是从分子到整体的各个水平上研究复杂的生命体的各种功能及其整合的过程;而对功能

5、的研究则包括所有机体在进化，环境，生态和行为等各个方面。现代生理学的定义：急性实验在体(in vivo)实验 离体(in vitro)实验 如：去大脑僵直 如：骨骼肌实验装置图 生理学的常用研究方法 一般是指在麻醉状态下，对动物实施手术，暴露所要观察的器官，也称活体解剖实验。优点：实验条件要求简单，易于控制，有利于观察器官间的相互关系和分析某一器官活动的过程和特点。（1）在体实验生理学科研思维方法：observationinteresting phenomenahypothesisexperimentconclusionretestingpublication卵 巢输卵管输卵管膨大“cance

6、rization”脂肪化调控机制信号转导作用下的细胞分化转录活动作用下基因表达模式转变的转变胚胎干细胞脂肪细胞 组员：李蕊馨指导老师：翁强申请者：王文婷中国林蛙输卵管脂肪化转录机制 内分泌学研究科研论文目的有三： 一、是科学研究结果与大家分享； 二、是要给投资方一个交待； 三、是同行研究的需要。 发表文章应注意两个问题“你回答的问题在10年内还是新颖问题”；“你的方法正确并优秀”。 Lancet 一、生命活动的基本特征新陈代谢 生物体不断与环境进行物质和能量交换，摄取营养物质以合成自身的物质，同时不断分解自身衰老退化物质，并将其分解产物排出体外的自我更新过程称为新陈代谢。 衰老：一般认为成熟机

7、体的结构和机能因年龄而进行性衰退并伴有内环境恒定性下降而导致机体生存能力减弱的综合性进程成为衰老。世界卫生组织规定：65岁以上衰老是一生中DNA损伤累积的结果，而DNA损伤累积也会引发癌症、糖尿病、心血管疾病和阿尔茨海默症等神经退行性疾病。程序衰老说（基因学说） 密码子限制说、DNA修复缺陷说、错误灾难说 自由基说 生物分子自然交联学说免疫机能退化说 神经内分泌学说 等等衰老的学说 抗衰老问题：非药物性抗衰老 节食 适当运动 情绪乐观 合理营养 生活规律 防病治病 改善卫生环境药物性抗衰老 抗氧化剂 免疫增强剂 激素及其制剂 其他 中药制剂衰老速度才是衡量健康的标准 Nature：令人惊叹的衰

8、老多样性Not all species deteriorate with age. Nature, 08 December 2013; doi:10.1038/nature.2013.14322并非所有的物种都会随着年龄增大而变得衰弱，更有可能趋向死亡。一些物种会随着年龄增大变得越来越强壮，且死亡的可能性减小，而另一些根本就不受年龄的影响。随着年龄增长而逐渐衰弱并非自然法则。科学家针对包括哺乳动物、植物、真菌和藻类在内的 46 种极其不同的物种进行了衰老研究，他们惊讶地发现不同的生物体随着年龄增长显示出巨大的多样性。生殖 生殖是生物体繁殖后代、延续种系的一种特征性活动。成熟的个体通过无性或有性

9、繁殖方式产生或形成与本身相似的子代个体。 生命活动的基本特征体细胞克隆技术的应用“多利”羊的诞生 克隆人，我们准备好了吗? 素有“克隆狂人”之称的美国生殖生育专家帕诺斯扎沃斯宣布一条“爆炸性消息”： 他已经成功地从2名死者的身上提取了他们的，并将其制成死者的“克隆胚胎”。如果将这些胚胎植入女性子宫，就可以克隆出一个和死者一模一样的“副本”，从而让他们“起死回生”。 2005年3月，第59届联大以84国赞成、34国反对、37国弃权的结果，批准了联合国禁止人的克隆宣言，由于在这个宣言中“禁止一切形式的人的克隆”含义模糊，可解读为禁止生殖性克隆，也可解读为禁止治疗性克隆。因此，比利时、中国、英国、新

10、加坡等34国投了反对票。中国政府坚决反对克隆人，但支持治疗性克隆研究，因为它有利于人类健康事业，在严格管理和控制下可造福人类。以治疗性克隆为例，该技术并不意图生产克隆人，使用的克隆胚胎在体外发育到约100个细胞数目的囊胚期就终止，这些胚胎在体外生产，其时还没有着床也没有神经系统发育即没有“知觉”，被科学界普遍认为还不是“人”的个体，因而不违反国际通用的不能使用14天以后人胚胎进行研究的惯例。 国际惯例：遗传和变异生命活动的基本特征 遗传是生物繁殖过程中表现的延续性和保守性，这种保守性使物种世代相继仍能保持稳定。然而生物的保守性不是绝对的，同一起源的生物个体间的性状有差异，遗传性也是可变的。环境

11、相同而遗传不同时，会出现变异，遗传相同而环境不同时会产生变异，即遗传变异和环境变异。变异使后代异于亲体，就是生物界发展的源泉。森林中的树木生大象菜花棉羊 转基因动物（transgenic animals）是指基因组中整合有外源基因的一类动物，这些动物的基因组能产生可以遗传的改变。整入动物基因组的外源基因被称为转基因(transgene)。应用转基因技术，人类让老鼠的身上长出了人的耳朵，如果反其道而行之呢？ 转基因人：携带三人基因的试管婴儿通过“3人IVF”技术生育携带三个成年人基因的婴儿，这项生命科学技术在英国向付诸实际操作迈进了一步。线粒体是细胞的一部分，为人体的细胞提供能量。大约每200个

12、婴儿中就有一个人的线粒体有缺陷，其中大部分人不会出现症状。但是，线粒体缺陷可以导致人体细胞缺乏能量。在某些情况下，患者可能出现肌肉无力、失明、心脏病，甚至导致死亡。线粒体的一个重要特点是只能由母亲的卵子遗传，父亲的精子不会产生线粒体遗传作用。技术创新使得科学家们能够把母亲提供的卵子中“坏线粒体”被剔除，与另一名女性捐献的卵子合二为一，然后与父亲提供的精子结合成胚胎。线粒体疾病通常会阻止线粒体将食物转化为能量，是基因异常的结果，线粒体 DNA 变异导致的障碍症会通过母亲传给下一代。应激性 生物接受外来刺激，通过内在的兴奋和调节，发生相应反应的特性，即应激性，这是生物体的基本特性之一。生命活动的基

13、本特征应激性引起的胃溃疡现代人繁忙而又紧张的工作；无规律的作息时间；暴饮暴食等常常能诱发各种疾病的产生胃酸倒流一直困扰着张国荣内环境和稳态 1、外环境： 机体生存的外界环境，包括自然环境和社会环境。2、内环境：即细胞外液体内各种组织细胞直接生存的环境。 二、机体的内环境、稳态和生物节律机体的内环境、稳态和生物节律一、体液及其分布 1、体液：占体重60 2、细胞内液：2/3在细胞内 3、细胞外液：1/3在细胞外，其中：血浆5、组织液14、淋巴液和脑脊液1 稳态 内环境的稳态并不是静止不变的固定状态，而是各种理化因素在变化中达到动态平衡的一种相对恒定状态。简言之，稳态是一种状态，一种可变的，但又是

14、相对恒定的一种状态。 如：血液pH值为7.357.45; T为3637 机体的内环境、稳态和生物节律稳态的重要意义：1）内外环境的变化和各种代谢过程不断地干扰和破坏内环境的稳态。机体的各种调节机制和各种细胞器官的正常活动对恢复和维持内环境稳态起着十分重要的作用。2）稳态是机体在剧烈变化的外界环境中赖以生存及各种细胞/器官维持正常活动功能的必要条件。生物节律 生物体内的各种功能活动按一定的时间顺序发生变化，这种变化能按一定时间规律周而复始的出现，就叫节律性变化，而变化的节律就叫生物节律。机体的内环境、稳态和生物节律机体的内环境、稳态和生物节律日周期、月周期、年周期 生物节律存在的意义: 使机体对

15、环境变化作出前瞻性主动适应。 灰熊在冬眠前会大量进食储存脂肪。熊 类人 类没有症状脂肪肝高血脂症 是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 1、基本方式反射 在中枢神经系统的参与下，机体对体内、外刺激的规律性应答。 （1）结构基础反射弧三、生理功能的调节一、神经调节（2）反射的类型 A、非条件反射：是先天遗传获得的，同类动物都具有的反射活动，是一种初级的神经活动。 B、条件反射：是后天获得的，是大脑的高级神经活动。 生理功能的调节特点：起作用快、反应迅速、 调节精确生理功能的调节二、体液调节 体液调节是指机体的某些组织细胞所分泌的特殊的化学物质，通过体液途径到达

16、并作用于靶器官，调节靶器官生理活动的一种调节方式。 特点：作用缓慢而持久、作用范围广泛、调节方式相对恒定。对机体生命活动的调节和自身稳态的维持起着重要作用。 生理功能的调节 神经系统与内分泌系统在功能上关系密切，有相互调节作用，因此在生理调节中它们的调节又合称为神经-体液调节。生理功能的调节三、自身调节 是指某些细胞或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。 特点：调节强度较弱，影响范围小，且灵敏度较低，调节常局限于某些器官或组织细胞内。GFRRBF0 40 80 120 160 200 240 28060504030201006005004

17、003002001000RENAL ARTERIAL PRESSURE (mmHg)ml per 100g kidney per minGFRRBF(dog)肾血流量的自身调节三种调节的比较表：神经调节、体液调节、自身调节方式的比较神经调节体液调节自身调节主要结构基础神经反射弧体液循环不依赖于其它调节形式反射活动调节物与靶的作用自身局部调节特点迅速、精确、短暂缓慢、广泛、持久灵敏度低 人体功能调节的反馈控制负反馈 受控部分发出的反馈信息对控制部分的活动产生抑制作用 正反馈 受控部分发出的反馈信息加强控制部分的活动控制部分受控部分控制信息刺激反应神经中枢内分泌腺效应器靶细胞反馈：受控部分的信息返

18、回作用于控制部分的过程反馈信息负反馈控制系统 负反馈在闭环控制系统中，受控部分发出的反馈信息抑制控制部分的活动，使其活动减弱，这种反馈称为负反馈。 通过负反馈调节可使系统处于一种稳定状态。 人体内自动控制系统促甲状腺激素释放激素促甲状腺激素甲状腺素甲状腺肿大：食物长期缺碘时由于甲状腺激素合成减少而致TSH分泌增多，出现甲状腺增生肿大。 正反馈控制系统 正反馈在闭环控制系统中，受控部分发出的反馈信号加强控制部分的活动，使其活动增强，这种反馈称为正反馈。 与负反馈相反，正反馈不可能维持系统的稳态或平衡，而是破坏原先的平衡状态。 生体内自动控制系统膀胱内的尿液牵张感受器脊髓膀胱平滑肌收缩尿道括约肌松弛排尿尿道的感受器排尿中枢逼尿肌收缩排尿增加尿道的感受器排尿中枢逼尿肌收缩尿液排空排尿反射：前馈控制系统 当控制部分发出信号，指令受控部分进行某一活动时，受控部分不 发出反馈信号，而是由某一监测装置在受到刺激后发出前馈信号，作用于控制部分，使其及早做出适应性反应，及时地调控受控