动物生理学考研生理学复习资料.pdf
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1、绪 论 0.1绪 论0.1本章重点、难点及学习建议0.1.1 动物生理学是研究健康动物机体生命活动及其规律的学科。1.它是从动物的整体水平、器官系统水平、细胞分子水平来阐明一个生命活动的起因、进程、发 展(的路径和走向)、结 果(效应)以及效应的反馈性作用。2.动物生理学是阐述机体在不同水平上与(内、外)环境间以及各组成部分之间的相互作用、协调的过程与结果。3.动物生理学常用 机制二字来概述自己的研究任务和所要回答的问题。所谓XX机制即是对、xx生命活动”从形态变化到结构与功能的关系、功能变化过程、变化过程中的理化特性等作一个实质性说明。4.生命是物质,生命活动也是物质的,因此生命活动具有物质
2、的属性,可用说明物质一般规律的数学、物理化学及生物学理论加以分析、说明、解释;但它又是高级组织起来的物质,因此在(各种水平上的)生命组成的过程中会丢失一些它原有的特征和产生一些新的特征,所以要完整的阐明生命活动必须从不同水平、不同侧面(即学科)去研究,通过分析加以振合才能得出较为客观地说明。5.生命活动是物质的也就是说生命是在不断的运动的,所以学习和研究生命活动必需在运动中去理解和研究。6.综上所述,学 习 动物生理学必备的思想观念是,机 体(功能)和环境相统一,结构和功能相统一。要形成这种自觉的联想意识。0.1.2动物的生理功能调节1.内环境是生命活动最基本的环境。除单细胞动物外,大多数动物
3、都属于多细胞生物,细胞生存的直接环境就是内环境。动物从发生、发展到繁衍成新的个体,都是一个不断的新陈代谢过程。新陈代谢需要一个稳定的内环境,内环境的轻微变化都会影响新陈代谢的进行和质量。2.动物进行生理功能调行的目的在于维持内环境的稳定。动物无时无刻不与外环境进行物质和能量交换,因此外环境也无时无刻不在影响着内环境的稳定,新陈代谢本也又在不断地破坏内环境的稳定,因此动物机体又必须不断调整自己的新陈代谢速度甚至方式来尽量减少这种变化;另外,动物机体也通过调整新陈代谢来适应(内外)环境的变化,达到保证新陈代谢能正常进行,生命得以存在和繁衍下去。3.体内存在着神经、内分泌、免疫三大调节系统,它们各自
4、起着不同程度的调控作用。神经调节:通过神经系统的活动,将内外环境各种变化信息转换成电的信息在神经系统内传递,对包括内分泌、免疫在内的机体各系统功能进行调制或控制。其作用相对集中、迅速灵敏、定位准确。神经调节的形式是反射。反射 是在整体水平上调控(节)生命活动,所以它必需在中枢神经系统的作用下才能进行。反射的结构基础是反射弧。反射活动得以进行,反射弧必须保证在解剖上和生理功能上的完整性。体液调节:包括内分泌腺分泌的激素在内的某些化学物质,通过血液在内的体液传递,达到靶细胞、靶组织而发挥调控作用。其作用广泛、缓慢、影响持久而深远。免疫调节系统:是近十年来提出的理论,而且发展十分迅速的一个领域(将在
5、第11章讲)。它是靠免疫系统对生物性(细菌、病毒、毒素)刺激信息引发抗原的识别和记忆;经体液系统和免疫细胞循环传递,以减少或消除刺激所造成的影响。同样用广泛、缓慢、影响持久而深远。4.三大调节系统之间既各自独立作用,又相互作用,在维持内环境稳定中共同组成了一个复杂的网罗系统。神经系统的下丘脑的某些细胞具有合成和分泌激素的功能,通过轴突将激素分泌到血液中,被称为 神经分泌细胞“。下丘脑、腺垂体间的功能联系被称为神经内分泌系统,该系统包括三个三级管理系统:下丘脑-腺垂体-甲状腺、下丘脑-腺垂体-肾上腺皮质、下丘脑-腺垂体-性腺作用轴。通过 神经分泌细胞 作用将神经系统与内分泌系统的调节作用有机结合
6、在一起,该过程也叫神经-体液调节。广义上可以认为内分泌系统是神经系统中反射弧的一个传出环节。内分泌腺激素也影响着神经系统的功能。许多激素存在于中枢和外周神经系统,调节突触传递的效率,使神经调节功能更加准确和有效。除在脑内许多区域发现激素外,还在脑神经细胞上发现了它们相应的受体。激素对外周神经的作用普遍存在;激素还可通过其允许作用来影响神经调节。大多数神经递质和内分泌激素的受体都可在免疫细胞上找到,儿乎所有免疫细胞上都有不同的神经递质及内分泌激素的受体,这是神经-内分泌系统能够调制免疫系统的前提;免疫细胞可以产生原本是内分泌系统和神经系统合成的信息物质,称为免疫反应性(immunoreactiv
7、ity)激 素(详细的资料见第11章)。5.自身调节(autoregulation)指某些细胞、组织和器官并不依赖于神经或体液因素的作用也能对周围环境变化产生的适应性反应。这种反应是该器官和组织及细胞自身的生理特性。自身调节只能在比较小的范围内维持内环境稳态。0.1.3生理功能调节控制系统1.自动控制系统都是一个闭合的环路:为了促进某个生理功能的进程和更有效地维持内环境稳态,动物机体内存在着大量的自动控制系统。无论是神经调节,还是体液调节,还是免疫调节其自动控制系统都是一个闭合的环路。该环路有一个控制中心(包括反射中枢、内分泌腺等)和一个受控部分(包括效应器、靶细胞、靶组织等)。通过感受器和传
8、入系统,将环境变化的信息传到控制中心,通过传出,控制中心向受控部分发号施令,使受控部分改变自己的活动。而该闭合回路的建立在于或在效应器中具有随时能感受效应器状态的感受器,或在其它器官中存在能感受内环境稳态微小变化的感受器。它们能将所感受到的信息通过传入系统反馈给控制中心,以调整控制中心的控制作用。2.负反馈控制系统:反馈信息是抑制或减弱控制中枢控制作用的闭合系统,称负反馈控制系统。体内存在大量的负反饿控制系统,它是真正维持内环节稳态的控制系统。3.正反馈控制系统:反馈信息是增强控制中枢控制作用的闭合系统,称负反馈控制系统。它的生理意义在于促进、加快一个生理过程的进程的完成。4.前馈系统:也是一
9、个使动物机体更能迅速适应环境变化的自动控制系统,是高级神经系统豁达和反馈控制系统联合起来的结果。多属于条件反射之类的控制系统。0.1.4学习建议刚 接 触 动物生理学有些理论和观点具有抽象性,建议结合生活实例对照着学,以加深理解,并在今后的学习中逐步完善,达到牢固建立。绪论0.2查看【大不中 丁小字】0.2思考题0.2.1基础性知识1.生理学研究对象和任务是什么?根据生理学研究的对象它可以分成几个分支学科?2.为什么说动物生理学是实验性学科?和它关系最为密切的是那些生物学科?为什么?3.生理学中引用的机制(机理)一词的内涵什么?解释肌肉收缩机制,神经传导机制,胃液分泌机制应包括那些研究内容与描
10、述?4.动物生理学是从那几个研究水平入手研究生命活动的?其研究内涵是什么?5.列举几个动物的整体生命活动,器官功能及细胞功能的实例,从中体会它们与生理学的关系.。6.举例说明动物生理学的发展与农牧渔业生产的发展,资源保护密切相关。7.试述机体生理功能调节的意义、方式、特点8.试述神经调节与体液调节的相互关系9.何为负反馈和正反馈性调节,在机体功能性调节中有何意义?举例说明。0.2.2综合分析10.将做过的实验(包括实验设计)内容进行分类,说明它们各属于那一个研究水平?11.举例说明机体总是以整体的形式存在的深刻含义。细 胞 的 基 本 功 能 1.1查看【大:中 三 小.】1.1知识点纲要1.
11、1.1 细 胞的 生 理 功能 物 质 转 运 功 能;、这 些 功 能 的 有 机 跨 膜 信 号 转 导 功 能 细 胞 的 感 觉 功 能)结 合 才 却 1出 组 兴 奋 的 产 生;织、器官及机体 G 蛋白效应器(G p r o t e i n e f f e c t o r)和第二信使(s e c o n dm e s s e n g e r)G蛋 白G蛋 白 效 应 器第 二 信 使生 物 学 效 应即 鸟 苜 酸 结 合 蛋 白(guan i ne nucIeot i deb i nd i ng p r oe i n)o 有 兴 奋(Gs、GO)型和抑 制(G i)型。由a、8
12、和丫 3个亚基组成,被受体激活后,a亚 基 和、Y结合体分离,二者均能催化G蛋白效应器。离子通道,G蛋白可促使其开放:;效应器酶,有位于细 胞 膜 上 的 眼 甘 酸坏 化 酶(AC)、磷脂酶C(PLC)s獭旨酶&(PL Jt);依赖于cGM P的磷酸二酉旨酶(PDE),使胞浆中的第二信使物质噌加。能将由配体(激素第一 信 使)带来的信息传到细胞内的物质.有:cAM P;cG M P;三 磷 酸 甘 油 醇(IP3);二 酷 甘 油(D G)和 Ca2+.通过第二信使激活 或 抑 制 蛋 白 激 萌(PKAs PKC、依赖于C aM de钙 调 蛋 白 激商),进而促进或抑制 细 胞 内 磷
13、酸 化 反应;引起离子通道的开放.4.细胞跨膜信号转导的基木特征多途径、多层次的细胞跨膜信号转导通路具有汇聚或发散的特点。每一种受体都能识别各自的特异配体,来自各非相关受体的信号可以在细胞内汇聚后激活同一个效应器酶而引起细胞的生理生化反应和行为的改变。来自相同配体(如表皮生长因子或胰岛素)的信息可发散激活多种效应器酶,导致多样化的细胞应答。细胞跨膜信号转导既有专一性,又有作用机制的相似性。配体与受体结构上的互补性是细胞跨膜信号转导专性的重要基础,但千变万化的细胞外信号只需通过少数几种第二信使就可介导多种多样的细胞应答反应。细胞跨膜信号转导过程是一多级信号放大过程,但这种放大作用的启动和终止又是
14、并存的,从而使信号转导精确而适度。正常情况下,激 素(配体)本身对受体的数目有上调和下调的影响(见第9章);信号分子的磷酸化和去磷酸化、G蛋白与GDP、GTP结合的可逆变化;Ca2+的释放与回收;第二信使的生成与降解等都是同时发生,对细胞外信号不会产生持续的反应,而是瞬间的反应。一旦破坏了这种正常的正、负反饿机制,细胞就会发生病变。细胞的适应性,如果细胞长期暴露在某种形式的刺激下,细胞对刺激的反应将会降低。细胞对信号的适应方式有多种:一是减少细胞表面的受体数目,从而降低对信号的敏感性;二是加速钝化受体(受体本身脱敏,见第8、9章),从而降低受体对配体的亲和力或对胞外微量配体的敏感性;三是在受体
15、已被激活的情况下,其下游信号蛋白发生变化,使信号转导通路受阻,这是种负反馈性适应,即强刺激引起自身反应关闭的调节机制。细胞内各种信号转导通路不是彼此孤立的,它们构成了一个复杂的信号网络系统(cignal network system)。一种刺激(环境因素变化的信息)可通过不同方式进行跨膜信号转导,如Na+、K+、Cl-、Ca 2+等即可通过非门控离子通道或通过门控通道以扩散的放式进行跨膜信号转导;也可通过相应的泵,以主动转运的方式,进行跨膜信号转导;有的还可通过G蛋白耦联受体,通过第二信使系统进行跨膜信号转导。5.内环境中的各种化学因子传递信息的路径路径定 义 远 距 离 分泌:内分泌腺分泌的
16、激素和其它体液性调节因子,经血液循环运输达到靶细胞;突触传递:由神经末梢释放的神经递质和调质,经突触间隙液扩散到突触后神经或效应器细胞膜h.旁分泌:由细胞分泌的化学物质经细胞外液以扩散的方式到达邻近细胞膜上.自分泌:细胞自身分泌的物质又作用于自身的腰上.1.1.4细胞的兴奋性、兴奋的产生和传导L 兴奋 tt(excitation)与兴奋(excitability):对兴奋性、兴奋可以从动物机体的不同水平上进行描述。兴奋性定 义 或 描 述 古 代 生 理 学 概念 现 代 生 理 学 概念活 组 织 或 细 胞 对 激 发 生 反 应 的 能 力 为 兴 奋 性。细 胞 受 剌 激 时 产 生
17、 动 作 电 位 的 能 力 为 兴 奋 性.兴 奋 的 宏 双 解述由 相 对静 止 状 态 变 为 显 著 活 动 状 态,或 由 活 动 弱 变 为 活 动 强,称为 兴 奋 (exc i t a t i on );由 显 著 活 动 状 态 变 为 相 对 静 止 优 鸾,或 由 活 动 强 变 为 活 动 弱,称为 抑 制(in h ib it io n),头 际 上,抑制乃 亩 的 另 种 表 现 将 式。兴 奋 的 本 质(微 现)性 描 述兴奋贝IJ指 产 生 动 作 电 位 的 过 程 或 是 动 作 电 位 的 同 意 诱。组 织 产 生了 动 作 电 位 就 是 产 生
18、了 兴 奋(简 称 兴 奋).或 更 为 本 有 的 描 述 为:当细 胞 膜 接 受 一 次 有 效 剌 激 时,膜 产 生 去 极 化 的 过 程。细 胞 的 兴 奋 性是 可 变 的神 经 和 骨 骼 肌 超 受 一 次 有 效 刺 激 之 后,其 兴 奋 性 需 经 历 绝 对 不 应期、相 对 不 应 期、超 常 期 和 底 常 期 后 才 恢 复 正 常.心 肌 在 接 一 次 有9U激 之 后,只 经 有 效 时 对 K 应 期、相 对 不 应期、超 常 期 三 个 时 期.才 恢 昊 正 常。各 种 细 胞 的 绝对 不 应 期 的 女 痘不 一 样神 经、骨 骼 肌 细 胞
19、的 绝 对 不 应 期 特 别 短.与 动 作 电 位 的 锋 电 位 时间 相 当;宏 观 上 仅 发 生 在 产 生 肌 肉 收 缩 的 潜 伏 期 中,心 肌 的 绝 对 不 应 期 特 别 长.与 宏 现 的 肌 肉 收 缩 相 对 应,几 乎 占 据了 整 个 心 肌 细 胞 的 收 缩 期 和 舒 张 期 早 期.组 织、器 官 的兴 奋 性 及 反 国 虽度是 组 成 它(门 的 所 有 细 胞 兴 奋 性 的 忌、和.因 其 中 的 细 胞 的 兴 奋 性 德 高 有低,所 以 当 组 织、器 笆 接 受 剌 激 而 产 生 反 应 时,在 一 定 范 围 内 反 应 强度 与
20、 刺 幽 虽 度 有 关.2.刺激(s t i m u l u s):能被生物体所感受并且引起生物体发生反应的环境变化称为刺激。刺激有不同的能量形式的表现,每种器官可对一种或多种刺激最敏感,为该器官的适宜刺激。刺 激 三 要 素任 何 刺 激 要 引 起 绢 织 兴 奋 必 须 在 强 度、持 续 时 间、强 度 对时 间 变 化 瘁 三 个 方 面 达 到 最 力 池.阖 刺 激 和 阈 弓 虽 度(th re s h o 1 ds t i mu 1 a t i on and th re s h o 1di n te n s i ty引 起 组 织 兴 奋 的 最 低 刺 激 强 度 称 为
21、 强 度 颜 值 尚 称 阖 值(th re s h o l d),该 刺 澄 林 为 阈 刺 激阈下(或阖上)刺激s u b th re s h o 1d s tim u lu s o rs u p ra th re s h o 1d s t i mu1 us低 于 阈 强 度 的 刺 激 称 为 阈 下 刺 激.高 于 阈 强 度 的 刺 激称 为 画 上 刺 激.顶 弓 虽 度 和 最 适 刺 激(maxi ma 1i n te n s i ty and o p t i ma 1s t i mu 1 u s)但 当 收 缩 强 度 噌 到 一 定 水 平 后,再 噌 加 刺 激 强 度,
22、肌肉 收 缩 也 不 会 再 噌 大,此 时 的 刺 激 强 度 叫 顶 强 度.该 刺 激为 最 适 刺 激.3.静息电位(r e s t i n g m e m b r a n e p o t e n t i a l)局部电位(l o ca l p o t e n t i a l)阈电位(t h r e s h o l d m e m b r a n ep o t e n t i a l)s 动作电位(a ct i o n p o t e n t i a l)神经冲动(n e r v e i m p u l s e)之间的关系4.解释静息电位、动作电位的产生的“离子学说”有三个基本要点:生
23、 物电定义与生理意义跨 膜电位存在于细胞膜两侧的电位差,静息电位、局部电位、阈电位、动作电位是指细胞不同状态下的跨膜电位(transmembrane p o te n tia l)B静 息电位静息状态,存在于膜期卜两侧外正内负的的电位差称为跨膜静息电位(洵称静息电位或膜电位).静息电位是产生其它各种跨膜电位的基础.局 部电位外加刺激可以庾膜产生局部去极化,此时的跨膜电位为局部电位.局部电位不能触发动作电位的产生,但可以提高细胞的兴奋性.两个或数个局部电位可以 总 和(时间或空间的总和),当达到阈电位水平时即可触发T动作电位.阚 电位外加刺激使膜去极化达到能产生动作电位(或再生性去极化regen
24、erationd e p o la riza tio n或Na的再生性循环)时的跨膜电位称为阈电位。动 作电位只有膜去极化达到阈电位水平时,才能弓1起膜完全去极化(乃至反极化),产生动作电位.动作电位仅是瞬间的跨膜电位变化(具有可逆性),因此动作电位之后经一段时间,若没有第二次靛刺激出现,跨膜电位便,恢复到静息电位.神 经冲动神经冲动包括动作电位(兴奋)的产生和在神经纤维上传播两个逋,也是兴奋的象征.5.神经静息电位和动作电位产生原理要 点内涵与生理意义细胞膜内、外离子分布不均匀细胞膜内寻较多的前有机阴离子;膜外有较多的Na麻C l细胞处于不同状态下,捻寸离子的通透性不同:安静时,膜主要对K+
25、有通透性.K靠 门控通道夕隐,并可达到K*平衡电位的极化扰蕊.受到剌激时,对Na+的通透性增加.电压门控Na慵道开放,Na+外流,瞬间可达到Na+平衡电位.膜内外K*、Na分布不均匀主要是Na*泵活动的结果:维持膜内高忆是细胞保持膜极化忧蕊和兴奋性的基础;维持膜外高N a+,形成的Na+(浓度)势能贮备可保证细胞多次兴奋,不需要再耗氧供能。6.描述膜两侧电荷分布状态的术语(以静息电位为准)电位组成特 性产 生 原 理静息电位稳定的直标电位,呈膜内负膜外正的极化状态膜内高 如 和 膜 有KW较大的通透性造成外流达到Ew动作电位锋电位sp i ke去极相(升支)膜受刺激快速去极化和反极化(形成超射
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