生理学：绪论及细胞

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1、生理学Physiology60学时教学安排学时教学安排 期期 中中绪论绪论 1+1+细胞细胞 6-6-血液血液 3 3循环循环 1414呼吸呼吸 4 4合计合计 2828 期期 末末消化能代消化能代 6 6泌尿泌尿 4 4神经神经 1212感官感官 4 4内分泌内分泌 6 6合计合计 3232第一章第一章 绪绪 论论 生理学的研究内容和方法生理学的研究内容和方法生命的几个基本特征生命的几个基本特征机体的内环境和稳态机体的内环境和稳态机体生理功能的调节机体生理功能的调节第一节第一节 生理学的研究内容和方法生理学的研究内容和方法一、生理学及其任务一、生理学及其任务 概念：概念：阐述机体及阐述机体及

2、正常功能活动规正常功能活动规律律 和调控机制的一门学科和调控机制的一门学科 任务：任务：承前启后承前启后（一）整体水平（一）整体水平各器官、系统之间、机体与环境之间的相互联各器官、系统之间、机体与环境之间的相互联系和影响系和影响例：运动例：运动 心率心率呼吸呼吸三、生理学的研究水平三、生理学的研究水平细胞：构成机体的最基本的结构和功能单位细胞：构成机体的最基本的结构和功能单位细胞细胞 组织、器官、系统组织、器官、系统 整体整体（二）器官和系统水平（二）器官和系统水平某个器官或系统的作用、怎样活动、受哪些因素控制等某个器官或系统的作用、怎样活动、受哪些因素控制等器官生理学器官生理学(organ

3、physiology)例：心脏例：心脏 ( (心室，心脏瓣膜）的射血心室，心脏瓣膜）的射血三、生理学的研究水平三、生理学的研究水平（三）细胞和分子水平（三）细胞和分子水平细胞和分子生理学（细胞和分子生理学（cell and molecular physiology）或普通生理学（或普通生理学（general physiology）例：细胞兴奋时膜通道的开放例：细胞兴奋时膜通道的开放四、生理学的研究方法四、生理学的研究方法实验性科学实验性科学William Harvey1578-165716281628年年心与血的运动心与血的运动 标志着现代生理学开始四、生理学的研究方法四、生理学的研究方法（一

4、）在体实验和离体实验（一）在体实验和离体实验 离体实验：离体组织、器官实验法离体实验：离体组织、器官实验法 在体实验：暴露研究部位在体实验：暴露研究部位（二）急性实验和慢性实验（二）急性实验和慢性实验（三）人体实验和动物实验（三）人体实验和动物实验 人群资料调查：人群资料调查：BP、HR等等第二节第二节 生命的几个基本特征生命的几个基本特征一、新陈代谢（一、新陈代谢（metabolism）生物体不断进行自我更新的过程，包括同化生物体不断进行自我更新的过程，包括同化作用和异化作用，最重要的特征作用和异化作用，最重要的特征二、兴奋性（二、兴奋性（excitability）兴奋性（兴奋性（excit

5、ability）：）：生物体、组织或生物体、组织或细胞接受刺激后发生反应的能力或特性细胞接受刺激后发生反应的能力或特性刺激刺激（stimulus）：生物体）：生物体、组织或细胞所、组织或细胞所处环境因素的变化处环境因素的变化二、兴奋性（二、兴奋性（excitability） 兴奋（兴奋（excitation）受到刺激后，由相对静止）受到刺激后，由相对静止变为活动，或由活动较弱变为较强变为活动，或由活动较弱变为较强 抑制（抑制（inhibition）：与上相反）：与上相反阈值（阈值（ threshold value）：能够引起组织活动）：能够引起组织活动改变所需的最小刺激值改变所需的最小刺激值阈

6、值越低，其兴奋性越高阈值越低，其兴奋性越高三、生殖（三、生殖（reproduction） 生物体生长发育到一定阶段后，能够产生生物体生长发育到一定阶段后，能够产生与自与自 己相似的子代个体己相似的子代个体体液组成：成人体重的体液组成：成人体重的60细胞内液细胞内液(intracellular fluid)：40体重体重细胞外液细胞外液 (extracellular fluid)： 20体重体重 1/4 (5 体重）在心血管系统内体重）在心血管系统内: 血浆（血浆（plasma） 3/4 (15 体重）在各种组织间隙中体重）在各种组织间隙中: 组织液组织液 第三节第三节 机体的内环境和稳态机体的

7、内环境和稳态（interstitial fluid）体液分隔和相互沟通体液分隔和相互沟通细胞内液细胞内液40%40%细胞外液细胞外液20%20%组织液、组织液、淋巴液、淋巴液、脑脊液脑脊液15%15%血浆血浆5%5%血细胞血细胞内环境内环境(internal environment) :细胞外液是细胞在体内直接所处的环境细胞外液是细胞在体内直接所处的环境 最活跃最活跃稳态稳态( (homeostasis)：内环境的各种理化性质保持相对恒定：内环境的各种理化性质保持相对恒定的状态，动态平衡的状态，动态平衡意义：维持细胞正常生理功能和机体生命活动的必要条件意义：维持细胞正常生理功能和机体生命活动的

8、必要条件代谢产物代谢产物养料养料细胞外液：内环境细胞外液：内环境 机体机体 细胞细胞外环境外环境: : 机体整体直接接触和机体整体直接接触和生活的环境生活的环境 ( (外界、大气环境外界、大气环境) )Homeostasis：现在，泛指体内各个水平上的生理活现在，泛指体内各个水平上的生理活动在神经、体液等因素调节下保持相对稳定的状态动在神经、体液等因素调节下保持相对稳定的状态 第四节第四节 机体生理功能的调节机体生理功能的调节一、生理功能的调节方式一、生理功能的调节方式（一）神经调节（一）神经调节(nervous regulation)：最重要：最重要通过反射影响机体生理功能通过反射影响机体生

9、理功能反射反射(reflex) ：神经系统活动的基本方式：神经系统活动的基本方式 定义：定义：在中枢神经系统参与下，机体对环境变在中枢神经系统参与下，机体对环境变 化作出化作出的规律性应答的规律性应答 结构基础：反射弧（结构基础：反射弧（reflex arc) 感受器感受器 传入神经纤维传入神经纤维 神经神经中枢中枢 传出神经纤维传出神经纤维 效应器效应器膝反射膝反射神经调节特点：迅速、短暂、局限神经调节特点：迅速、短暂、局限一、生理功能的调节方式一、生理功能的调节方式（二）体液调节体液调节(humoral regulation) 体内某些细胞合成和并分泌的特殊的化学物质体内某些细胞合成和并分

10、泌的特殊的化学物质( (激激素素) )，通过体液途径影响生理功能的一种调节方式通过体液途径影响生理功能的一种调节方式 1. 远距离分泌远距离分泌(telecrine) 2. 旁分泌旁分泌(paracrine) 3. 自分泌自分泌（autocrine） 4. 神经分泌神经分泌(neurocrine) 特点：作用缓慢、持久、广泛特点：作用缓慢、持久、广泛Humoral regulationNeurocrineTelecrine Paracrine Autocrine神经神经- -体液调节体液调节（neurohumoral regulation）神经系统神经系统调节内分泌腺调节内分泌腺或内分泌细胞或

11、内分泌细胞如剧烈运动时：如剧烈运动时：肾上腺髓质肾上腺髓质 交感神经交感神经肾上腺素、肾上腺素、去甲肾上腺素去甲肾上腺素器官或组织不依赖于神经或体液因素，自身器官或组织不依赖于神经或体液因素，自身对环境变化发生的适应性反应对环境变化发生的适应性反应（三）（三） 自身调节自身调节（autoregulation）特点：调节范围较小，调控能力有限特点：调节范围较小，调控能力有限 骨骼肌或心肌的初长骨骼肌或心肌的初长 （在一定范围内）（在一定范围内） 收缩力量收缩力量二、体内的控制系统二、体内的控制系统开环系统：开环系统：受控部分没有信受控部分没有信息可以反馈到控息可以反馈到控制部分制部分闭环系统：闭

12、环系统：又称反馈控制系又称反馈控制系统或自动控制系统或自动控制系统统二、体内的控制系统二、体内的控制系统（一）反馈调节系统（一）反馈调节系统1、负反馈、负反馈(negative feedback) 受控部分发出的反馈信息能减低控制部分的活动，受控部分发出的反馈信息能减低控制部分的活动， 最终使受控部分的活动朝着它原先活动相反的方向改变最终使受控部分的活动朝着它原先活动相反的方向改变 生理意义：生理意义：维持机体各种生理功能相对稳定维持机体各种生理功能相对稳定抑制抑制心血管中枢心血管中枢BP 心脏，血管心脏，血管压力感受器压力感受器（一）反馈控制系统（一）反馈控制系统2 2、正反馈、正反馈 (p

13、ositive feedback) 受控部分发出的受控部分发出的反馈信息加强控制部分的活动，反馈信息加强控制部分的活动，最终使受最终使受控部分的活动朝着它原先活动相同的方向改变，控部分的活动朝着它原先活动相同的方向改变，使生理活使生理活动很快完成动很快完成子宫收缩子宫收缩胎儿头部牵胎儿头部牵张子宫颈部张子宫颈部催产素分泌催产素分泌“恶性循环恶性循环”也是正反馈也是正反馈（二）前馈（二）前馈 (feed-forward)控制系统控制系统前馈：控制部分在反馈信息未到达前，已收到前馈：控制部分在反馈信息未到达前，已收到前馈信息，预先做出适应性反应前馈信息，预先做出适应性反应条件反射是一种前馈控制条件

14、反射是一种前馈控制但前馈控制引致的反应可能失误但前馈控制引致的反应可能失误二、二、 体内的控制系统体内的控制系统第二章第二章 细胞的基本功能细胞的基本功能 细胞膜的物质转运功能细胞膜的物质转运功能 体内信息传递体内信息传递 细胞的生物电活动细胞的生物电活动 肌细胞的收缩肌细胞的收缩第一节第一节 细胞膜的物质转运功能细胞膜的物质转运功能细胞膜细胞膜脂质双分子层：脂质双分子层：特殊蛋白质：特殊蛋白质：屏障屏障作用作用与物质与物质跨膜转运跨膜转运和信息和信息的的转换转换有关有关细胞膜的糖类：抗原或受体的可细胞膜的糖类：抗原或受体的可识别识别部分部分一、细胞膜的分子结构一、细胞膜的分子结构fluid

15、mosaic model( (一一) ) 细胞膜的脂质细胞膜的脂质碱基碱基O-O-COCO磷酸磷酸脂肪酸烃链：脂肪酸烃链：疏水基团疏水基团脂质熔点较低，正常脂质熔点较低，正常体温下呈溶胶态体温下呈溶胶态磷脂头端：磷脂头端：亲水性基团亲水性基团双嗜性双嗜性：( (一一) ) 细胞膜的脂质细胞膜的脂质脂质双分子层脂质双分子层（lipid bilayer）蛋白质蛋白质疏水性基团疏水性基团亲水性基团亲水性基团包括磷脂（包括磷脂（70%70%）和胆固醇（）和胆固醇（30%30%）膜有流动性膜有流动性红细胞通过毛细血管内皮细胞红细胞通过毛细血管内皮细胞血管腔血管腔变形通过变形通过烃链长、饱和脂肪酸多、胆固

16、醇增加，膜烃链长、饱和脂肪酸多、胆固醇增加，膜的流动性降低的流动性降低红细胞红细胞（二）细胞膜的蛋白（二）细胞膜的蛋白以以-螺旋或球形结构分散镶嵌在双分子层中螺旋或球形结构分散镶嵌在双分子层中表面蛋白表面蛋白25%25%整合蛋白整合蛋白75%75%细胞膜功能主要通过膜蛋白质来实现的细胞膜功能主要通过膜蛋白质来实现的根据功能，膜蛋白可分为蛋白酶、转运蛋白、根据功能，膜蛋白可分为蛋白酶、转运蛋白、受体蛋白等受体蛋白等与物质跨膜转运功能有关的功能蛋白又分为与物质跨膜转运功能有关的功能蛋白又分为载体、通道和离子泵等载体、通道和离子泵等（三）细胞膜的糖类（三）细胞膜的糖类主要是寡糖和多糖链，糖与膜蛋白或

17、脂质共价结主要是寡糖和多糖链，糖与膜蛋白或脂质共价结合形成糖蛋白合形成糖蛋白(9/10)，或糖脂，或糖脂(1/10) ，上面的糖链，上面的糖链仅存在于细胞膜的外侧仅存在于细胞膜的外侧功能特点：功能特点：可能成为抗原或受体的可识别部分（特异性标志）可能成为抗原或受体的可识别部分（特异性标志）35二、跨细胞膜的物质转运二、跨细胞膜的物质转运（一）（一）单纯扩散单纯扩散 (simple diffusion)物质由膜的高浓度一侧向低浓度一侧移动的过程物质由膜的高浓度一侧向低浓度一侧移动的过程影响因素：物质在膜两侧的浓度差和膜的通透性影响因素：物质在膜两侧的浓度差和膜的通透性扩散物质：脂溶性高的小分子物

18、质或扩散物质：脂溶性高的小分子物质或少数不带电荷的极性小分子少数不带电荷的极性小分子,带电离子带电离子不能通透不能通透O2, CO2, N2快，快， 乙醇、尿素、乙醇、尿素、H2O、类固醇激素慢、类固醇激素慢36 （一）单纯扩散（一）单纯扩散 (simple diffusion)二、跨细胞膜的物质转运二、跨细胞膜的物质转运（二）（二）易化扩散（易化扩散（facilitated diffusion） 非脂溶性的小分子物质或带电离子，在膜特非脂溶性的小分子物质或带电离子，在膜特殊蛋白的帮助下，顺浓度梯度和殊蛋白的帮助下，顺浓度梯度和( (或）电梯度或）电梯度进行的跨膜转运进行的跨膜转运被动转运被动

19、转运(passive transport)：单纯，易化扩散：单纯，易化扩散主动转运主动转运(active transport)：原发性、继发性：原发性、继发性（二）易化扩散（二）易化扩散1、经载体、经载体易化扩散（易化扩散（facilitated diffusion via carrier）载体（载体（carrier）又称又称转运体（转运体（transporter）：）：跨膜转运葡萄糖、氨基酸、核苷酸等水溶性跨膜转运葡萄糖、氨基酸、核苷酸等水溶性小分子物质的特殊蛋白小分子物质的特殊蛋白转运特点：转运特点： 转运的方向顺浓度梯度进行转运的方向顺浓度梯度进行 结构结构特异性：对右旋葡萄糖转运强特异

20、性：对右旋葡萄糖转运强 饱和现象：载体数量和转运速率有限饱和现象：载体数量和转运速率有限 竞争性抑制：竞争性抑制：结构相似的溶质能与同一载体结合结构相似的溶质能与同一载体结合经载体易化扩散经载体易化扩散经载体易化扩散及其饱和现象经载体易化扩散及其饱和现象经载体易化扩散经载体易化扩散转运的物质：葡萄糖、氨基酸等小分子亲水物质转运的物质：葡萄糖、氨基酸等小分子亲水物质（二）易化扩散（二）易化扩散2、经通道、经通道的易化扩散（的易化扩散（facilitated diffusion via ion channel） 通道通道（channel）：又称：又称离子离子通道（通道（ion channel），顺

21、），顺浓度梯度和（或）顺电位梯度浓度梯度和（或）顺电位梯度跨膜转运跨膜转运Na+、K+、Ca2+、 Cl-等带电离子的蛋白等带电离子的蛋白带有亲水性孔道带有亲水性孔道：速度极快速度极快呈现不同构象、功能状态呈现不同构象、功能状态门控性：门控性：“闸门闸门”可引起通道可引起通道 开发或关闭开发或关闭43经通道的易化扩散经通道的易化扩散转运的物质转运的物质: :各种带电离子各种带电离子不同门控机制的离子通道不同门控机制的离子通道B:B:化学门控通道：化学门控通道：由某些化学物质控制由某些化学物质控制C:C:机械门控通道：机械门控通道：由机械刺激所控制由机械刺激所控制A:电压门控通道：电压门控通道：受膜两侧电位差控制受膜两侧电位差控制