动物生理学 绪论

2023/10/18《动物生理学》ANIMALPHYSIOLOGY2023/10/182课前概述1.本课程的介绍\课时计划与安排2.考试成绩的评定方法3.教材、参考书2023/10/183目录第一章绪论（2）第二章细胞的基本功能（2）第三章血液（2）第四章血液循环（3）第五章呼吸（3）第六章消化与吸收（3）第七章能量代谢与体温（2）32学时第八章排泄与渗透压调节（3）第九章神经系统（6）第十章内分泌（4）第十一章生殖与泌乳（2）第十二章神经内分泌免疫调节（自学）2023/10/184本课程考核办法：

期末考试卷面成绩占70分，平时成绩占30分。课程平时成绩考核办法：出勤、提问、平时作业。2023/10/185教材杨秀平等.动物生理学.北京：高等教育出版社，2009，第二版1.《动物生理学》，欧阳五庆主编，高等农业院校协编教材，科学出版社，2006年.2.《动物生理学》，张玉生等主编，吉林出版社，2000年.3.《动物生理学》，傅伟龙等主编，中国农业科技出版社，2001主要参考书目2023/10/186其它参考资料教学相关网站：中国农业信息网（/）中国农业大学（/）南京农业大学（/）沈阳农业大学（/

）中国牧业网（/）等2023/10/187生理学(physiology)是生物学的一个分支学科，是研究生物机体各种生命活动现象（机能）及机体各个组成部分的功能及其规律的一门科学。生理学植物生理学人体生理学动物生理学家畜生理学家禽生理学鱼类生理学昆虫生理学比较生理学特殊生理学航天生理学潜水生理学生态生理学行为生理学微生物生理学2023/10/1881、古代和中世纪生理学—以经验和假设为特征。公元前2世纪我国黄帝《内经》问世，书中表达了较完整的我国中医思想体系。认为经络是人体气血运行联系的通路；还认为“心主血脉”，最早提出血液循环的概念。古代希腊名医盖伦(公元130－200)对人体生理学体系提出“气质”学说，认为生命的基本要素是元气。16世纪比利时学者维萨利创立解剖生理学派。生理学的发展简史2023/10/1892、近代生理学——以实验为特征，始于17世纪。1628年英国威廉.哈维首次用活体解剖研究血液循环，提供了血液循环的基本规律，发表了著名的《心血运动论》一书。奠定了现代实验生理学的基础。1661年意大利马尔皮基用显微镜发现了毛细血管，真正完成了全部血液循环的线路，即血液由心脏射入动脉→静脉→心脏→不断循环。在17世纪法国哲学家笛卡儿首先将反射概念应用于生理学。直至19世纪初期发现脊髓背根感觉和腹根运动功能，才获得结构与功能的依据。2023/10/1810到18世纪，法国化学家拉瓦锡首先发现O2和燃烧原理，指出呼吸过程似燃烧，都消耗O2和产生CO2，从而为机体新陈代谢的研究奠定了基础。意大利物理学家伽尔瓦尼发现动物肌肉收缩可产生电流，开始了生物电学这一新的生理研究领域。19世纪，法国著名生理学家贝尔纳提出了内环境概念，指出血浆和其他细胞外液是动物机体的内环境，是细胞直接生活的环境，内环境理化因素如温度、酸碱度和渗透压等的恒定是保持生命活动的必要条件。2023/10/1811德国路德维希对泌尿及循环的神经调节作出重要贡献。同海登海首次用海氏小胃研究胃液分泌机制；并被俄国著名生理学家巴甫洛夫改良为巴氏小胃，证明了胃液分泌的神经-体液调节机制。20世纪初，生理学研究在各领域取得了丰硕成果。1903年英国谢灵顿研究了脊髓反射的规律，出版了《神经系统的整合作用》名著。巴甫洛夫研究唾液分泌调节，提出著名条件反射概念和高级神经活动学说。1929年美国坎农提出稳态概念，认为内环境稳态有赖于自主神经系统和内分泌激素的经常性调节。20世纪40年代控制论提出，认识到机体从细胞到器官系统的活动依靠自身负反馈调节机制保持相对稳定状态。2023/10/1812近30年，基础科学和新技术发展及相关学科间交叉渗透，使生理学研究迅猛发展。生理学逐渐从器官生理学向细胞生理学与分子生理学方向发展。细胞分子水平研究：细胞内部环境的稳态及其调节机制、细胞跨膜信息传递机制、基因水平的功能调控机制等方面。1990年，美国生理学会指出，整合生理学将是未来生理学的主要内容，其中阐明人脑高级功能的研究将是对生理学家最后的挑战。第33届IUPS大会提出“整合生物学－从分子到人体”，就是倡导要从现代分子生物学的技术水平来深入地探讨人体功能的各个方面。2023/10/1813一、动物生理学的研究内容二、动物生理学的研究方法三、生命活动的基本特征四、内环境与稳态五、生理功能的调节六、动物生理功能的控制系统第一章绪论2023/10/1814一、动物生理学的研究内容细胞器官系统整体1.动物生理学是研究动物体生命活动及其规律的学科研究对象：活体～即有生命的物体二个内容

三个层次

2023/10/1815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。2.动物生理学的研究内容2023/10/1816绪论1、细胞和分子水平研究细胞生命现象的基本物理化学过程。2、器官和系统水平研究各器官及系统的功能。3、整体水平研究各器官功能联系；整体与环境互作。2023/10/1817细胞和分子水平：

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。2023/10/1818器官和系统水平：

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。2023/10/1819整体水平：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。

2023/10/1820二、动物生理学的研究方法1、急性实验2、慢性实验离体实验（invitro）在体实验（invivo）2023/10/1821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。

离体实验方法：2023/10/1822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。在体实验方法：2023/10/1823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。慢性动物实验方法：2023/10/18242023/10/1825三、生命活动的基本特征3、适应性——

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。

1、新陈代谢同化作用；异化作用2、兴奋性刺激；兴奋；抑制2023/10/18261.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。

2023/10/18272.兴奋性（excitability）：在内、外环境因素作用下，活的细胞或组织具有产生动作电位或发生反应的能力或特性。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。2023/10/1828四、内环境与稳态1、体液（BodyFluid）2、内环境（InternalEnvironment）3、内环境稳态（Homeostasis）

由细胞外液构成的机体细胞的直接生活环境，称为机体的内环境。2023/10/1829体液（60-70%）（bodyfluid）

细胞内液2/3体重的40%（intracellularfluid）细胞外液血浆（plasma）组织液（tissuefluid）淋巴液（lymphfluid）脑脊液（cerebrospinalfluid）（extracellularfluid）2023/10/1830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，称为内环境稳态。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。内环境稳态并非静止不动，而是处在一种动态平衡状态。2023/10/1831五、生理功能的调节绪论1、神经调节2、体液调节3、自身调节2023/10/1832结构基础：反射弧（reflexarc）

绪论类型：

特点：

反应迅速、准确；作用部位局限、作用时间短暂这与神经传导速度快、传出纤维与效应器呈对应性联系有关。（1）非条件反射（2）条件反射

在中枢神经系统参与下，机体对内、外环境的变化所产生的适应性反应称为反射（reflex）。1、神经调节（Neuroregulation）：2023/10/18332023/10/1834类型：非条件反射：是指先天的、生来就具有的反射，它的反射弧是固定的、早已建立的、人与动物所共有的反射活动。如吸吮反射、吞咽反射、瞳孔对光反射、屈肌反射等。（遗传）条件反射：是个体出生后，在生活过程中，在一定条件下，在非条件反射的基础上新建立的反射弧所完成的反射称为条件反射，如望梅止渴即是。（训练）2023/10/1835绪论体内某些组织细胞分泌的特殊化学物质（内分泌腺细胞分泌的激素），通过体液到达全身有相应受体的组织、细胞，影响并调节其生理功能的调节方式。特点：范围广、反应缓慢、持续时间长。2、体液调节（Humoralregulation）：2023/10/1836体液调节的分类（全身性体液调节）（局部性体液调节）2、旁分泌调节(paracrine)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3、神经分泌调节(neurosecretion)1、远距分泌调节(telecrine)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4、自分泌调节(autocrine)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2023/10/18372023/10/1838绪论

局部组织或细胞不依赖外来神经或体液调节，自身对刺激而产生的适应性反应。（血管平滑肌牵拉—收缩：脑血管自动调节管径大小，调节脑血流量）特点：范围小，不够灵活，是神经和体液调节的补充。维持组织（心、脑、肾）局部血流量相对恒定3、自身调节（Auto-regulation）：2023/10/18392023/10/1840六、动物体内的控制系统绪论2023/10/1841人体生理功能的调节工程技术的控制控制系统控制部分受控部分一、非自动控制系统二、反馈控制系统三、前馈控制系统2023/10/1842一、非自动控制系统控制部分受控部分刺激控制信号控制方式控制特点无自动控制能力；刺激的大小决定反应的强弱。单向控制（开环系统）反应2023/10/18432023/10/1844二、反馈控制系统双向控制（闭环系统）控制部分受控部分控制信号反馈信号控制方式控制特点具自动控制的能力感受装置2023/10/1845反馈信号的影响形式1、负反馈（negativefeedback)——反馈信号能减低控制部分的活动2、正反馈(positivefeedback)——反馈信号能加强控制部分的活动（－）（＋）2023/10/1846（一）负反馈控制系统

意义是体内最重要的控制系统，是维持内环境稳态的机制。控制部分受控部分

控制过程控制信号（-）反馈信号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稳定状态。2023/10/1847血压控制信号（-）反馈信号心血管中枢心脏、血管某种因素（+）2023/10/18482023/10/1849（二）正反馈控制系统意义控制过程控制部分受控部分控制信号（+）反馈信号只要有控制信号作用于受控部分，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，而使受控部分的活动更加强。系统处于再生状态，不可能维持稳态。（体内的正反馈很少见）2023/10/1850小结:

反馈控制系统:闭环系统，即受控部分的活动会反过来影响控制部分的活动。

控制方式：双向性（分：正反馈、负反馈）受控部分指令机能活动正反馈信息指令受控部分机能活动负反馈信息

①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；②正常机体中有大量的负反馈机制，正反馈机制则很少。控制部分控制部分特点：2023/10/1851反馈控制系统的缺点:*有一定的波动*时间滞后2023/10/1852三、前馈控制(feed-forwardcontrol)系统控制部分受控部分控制信号活动前馈信号（快捷途径）控制方式控制特点快速控制活动，有预见性；及时作出适应性反应。超前控制2023/10/1853

三、前馈控制系统

作用:有更好的预见性和适应性;在避免负反馈调节的波动和滞后方面起了重要作用。

缺点:有可能失误。

2023/10/1854整合生理学整合(integration)

对生命个体来说：时间和空间的整合（“联系”和“发展”）对生态系统来说：动物、环境和人的协调共存和可持续发展整合生理研究的实质就是将整体研究与细胞、分子生物学研究有机地结合起来，用分子生物学现象解释其在整体功能调节中的作用,同时探讨整体调节机制在细胞、分子水平的变化。2023/10/18551.概念：动物生理学、兴奋性、内环境、稳态、神经调节、体液调节、自身调节、反馈、正反馈、负反馈；2.动物生理学的研究内容及研究方法分别是什么？3.机体机能活动的调节方式有哪些，各有何特点？4.机体功能的调控模式。本章重点

2023/10/1856第二章细胞的基本功能

（CellPhysiology）2023/10/1857第一节细胞膜物质转运功能功能第二节细胞的跨膜信号转导第三节细胞的兴奋性和生物电现象

2023/10/1858第一节细胞膜的物质转运功能一、膜的化学组成和分子结构二、膜物质转运功能——半透膜1.单纯扩散（Simplediffusion）2.易化扩散（Faciliateddiffusion）3.主动转运（Activetransport）4.

胞吐和胞吞作用（EndocytosisandExocytosis）被动转运2023/10/18591.细胞膜的结构——“液态镶嵌模型”（Fluidmosaicmodel）膜以液态的脂质双分子层为支架，其中镶嵌的不同结构和功能的蛋白质（Singer&Nicolson1972）2023/10/1860膜脂：磷脂、胆固醇膜蛋白：镶嵌于脂质双层（介导细胞功能的实现）膜糖：糖脂、糖蛋白（起细胞标识的作用）（构成膜的骨架）2.细胞膜的化学组成2023/10/1861半透膜模式图2023/10/18621.单纯扩散（Simplediffusion）：

靠这种方式进行转运的物质较少，例如：二氧化碳、氧气条件

（1）细胞膜两侧存在物质的浓度差或电位差；指一些小的脂溶性物质依靠分子运动从浓度高的一侧通过细胞膜的脂质双分子层向浓度低的一侧扩散的方式。（2）细胞膜对该物质有通透性。

2023/10/18632.易化扩散（Facilitateddiffusion）：

某些物质能够依靠细胞膜上的特殊蛋白的帮助，顺电-化学梯度通过细胞膜的转运方式。分类：

（1）载体介导的易化扩散；特点：

（1）顺电-化学梯度进行转运，转运过程不消耗ATP；（2）转运过程中必须有膜蛋白的帮助（介导）。（2）离子通道介导的易化扩散。2023/10/18642023/10/1865特点：

3.主动转运（Activetransport）：在细胞膜上载体的帮助下，通过消耗ATP，将某种物质逆浓度梯度进行转运的过程。（1）逆浓度梯度转运；（2）耗能（ATP）。

2023/10/1866

是指某些物质与细胞膜接触，导致接触部位的质膜内陷以包被该物质，然后出现膜结构融合和断裂，使该物质连同包被它的质膜一起进入胞浆的过程，含胞饮（Pinocytosis）和吞噬（Phagocytosis）。胞吐作用：出胞（Exocytosis）出胞与入胞相反，指某些大分子物质或颗粒从细胞排出的过程，主要见于细胞的分泌活动等。胞吞作用：入胞（Endocytosis）4.胞吞作用（Endocytosis）和胞吐作用（Exocytosis）：2023/10/18672023/10/18682023/10/1869第二节细胞的跨膜信号转导

动物体各种器官之间的功能协调以及整体统一性的维持主要依靠组织与组织之间、细胞与细胞之间的信息传递来完成的。一、跨膜信号转导（信息传递）的概念（transmembranesignalingtransmission）概念：指激素、神经递质、细胞因子等细胞外液的化学信号以及其他性质的刺激信号通过细胞膜表面的特殊结构（受体）传入胞内并引起细胞产生相应的生物学效应的过程。[外界信号（第一信使）膜蛋白变构膜内信号（第二信使）细胞功能改变]2023/10/1870三种跨膜信号转导类型G蛋白偶联受体介导的信号转导离子通道受体介导的信号转导酶耦联受体介导的信号转导2023/10/1871一、

G蛋白偶联受体介导的信号转导（一）参与G蛋白偶联受体跨膜信号转导的信号分子1.

G蛋白偶联受体（也称促代谢型受体）：包括α、β受体等,7次跨膜2.

G蛋白(鸟苷酸结合蛋白)概念:鸟苷酸结合蛋白的简称。是同时具有结合GTP或GDP的能力和GTP酶活性作用的一类蛋白质。通常由α、β、γ三个亚单位组成，G蛋白结合GTP时有活性，G蛋白结合GDP时无活性，并能相互转化。2023/10/18723.

G蛋白效应器酶：主要是指催化生成（或分解）第二信使的酶。主要有腺苷酸环化酶(AC)、磷脂酶C(PLC）、鸟苷酸环化酶(GC)等。4.

第二信使

概念:是指激素、递质、细胞因子等信号分子（第一信使）作用于细胞膜后产生的细胞内信号分子，它们可把细胞外信号分子携带的信息转入细胞内。如：cAMP，cGMP，IP3（三磷酸肌醇），DG(二酰甘油)2023/10/1873（二）G蛋白偶联受体信号转导的主要途径1.受体-G蛋白-腺苷酸环化酶(AC)途径（见23页）2.受体-G蛋白-磷脂酶C(PLC)途径（见23页）2023/10/1874二、离子通道受体介导的信号转导

离子通道受体也称促离子型受体，受体蛋白本身就是离子通道。各种细胞外刺激信号作用于细胞膜受体蛋白后导致膜受体自身构象变化及通道的开放（或关闭），引起离子的跨膜流动变化，从而实现跨膜信号转导。大致可分为：（一）化学门控通道（二）电压门控通道（三）机械门控通道

2023/10/1875三、酶耦联受体介导的信号转导酶耦联受体分子胞质侧自身具有酶活性，或可直接结合并激活胞质中的酶而不需要G蛋白参与。重要的有：（一）酪氨酸激酶受体（二）鸟苷酸环化酶受体

2023/10/1876谢谢！2023/10/1877一、细胞的兴奋性二、细胞的生物电现象第三节