生理学 第一章绪论 基本要求 掌握:生理学的任务,内环境和稳态的概念,正反馈和负反馈概念。 熟悉:神经调节,体液调节,正、负反馈控制系统, 了解:生理学研究的三个水平,自身调节,前馈控制系统 二.基本概念 生理学( physiology),内环境( internal environment),稳态( homeostasis), 神经调节( nervous regulation),体液调节( humoral regulation),自身调节 ( autoregulation),激素( hormone),旁分泌( paracrine),神经分泌 ( neurosecretion),负反馈( negative feedback),正反馈( positive feedback), 前馈控制(feed- forward control) 三.重点与难点提示 (一)生理学的任务 生理学是生物学的一个主要分支,是研究生物机体正常生命活动规律和机体各组成 部分功能的一门科学。本课程主要研究人体各系统的器官和细胞的正常活动规律, 即呼吸、消化、循环、肌肉运动等生命活动的发生机制、相互关系以及内外环境的 各种变化对这些生命活动的影响,称人体生理学。人体生理学是一门重要的基础医 学理论科学。医学生在学习过程中,必须首先了解正常人体各组成部分功能,才能 理解在疾病状态下身体某系统和器官结构和功能的病理变化,以及药物治疗对其的 影响 (二)生理学研究的三个水平 人体最基本的结构和功能单位是细胞,许多功能相近的细胞构成组织、器官,由功 能上密切联系的一些器官构成系统,各个器官系统相互联系、相互影响构成了人体 复杂的整体。因此,生理学研究从下列层次进行:1)细胞和分子水平的研究研究 构成某器官各种细胞的生理特性和构成细胞的各个分子,特别是生物大分子的物理
1 生理学 第一章 绪论 一．基本要求 掌握：生理学的任务，内环境和稳态的概念，正反馈和负反馈概念。 熟悉：神经调节，体液调节，正、负反馈控制系统， 了解：生理学研究的三个水平，自身调节，前馈控制系统 二．基本概念 生理学（physiology），内环境（internal environment），稳态（homeostasis）， 神经调节（nervous regulation），体液调节（humoral regulation），自身调节 （ autoregulation ），激素 (hormone) ， 旁 分 泌 （ paracrine ），神经分泌 （neurosecretion），负反馈（negative feedback），正反馈（positive feedback）， 前馈控制（feed-forward control）。 三．重点与难点提示 （一）生理学的任务 生理学是生物学的一个主要分支，是研究生物机体正常生命活动规律和机体各组成 部分功能的一门科学。本课程主要研究人体各系统的器官和细胞的正常活动规律， 即呼吸、消化、循环、肌肉运动等生命活动的发生机制、相互关系以及内外环境的 各种变化对这些生命活动的影响，称人体生理学。人体生理学是一门重要的基础医 学理论科学。医学生在学习过程中，必须首先了解正常人体各组成部分功能，才能 理解在疾病状态下身体某系统和器官结构和功能的病理变化，以及药物治疗对其的 影响。 （二）生理学研究的三个水平 人体最基本的结构和功能单位是细胞，许多功能相近的细胞构成组织、器官，由功 能上密切联系的一些器官构成系统，各个器官系统相互联系、相互影响构成了人体 复杂的整体。因此，生理学研究从下列层次进行：1）细胞和分子水平的研究 研究 构成某器官各种细胞的生理特性和构成细胞的各个分子，特别是生物大分子的物理
学和化学特性。针对细胞和生物大分子的功能进行研究所获得的知识称为细胞生理 学。2)器官和系统水平的研究研究各器官和系统的功能,及其在机体整个生命活 动中所起的作用。例如心脏如何射血、肾脏如何产生尿液、消化系统如何从食物中 获取营养物质。3)整体水平的硏究研究人体整体情况下,各器官、系统间的相互 联系,相互作用和相互协调,以及整个机体在变化的环境中是如何维持正常的生命 活动的。以上三个水平的研究不可分割,互相联系和补充 (三)内环境和稳态 机体所有的细胞生存的环境细胞外液,称为机体的内环境。细胞外液包括血浆 和组织间液。在正常情况下,细胞外液的理化性质,如O2和CO2分压、渗透压、 pH等是处在一种相对稳定的状态,称为稳态。稳态是细胞行使正常生理功能和机体 维持正常生命活动的必要条件。而细胞、组织、器官和系统的正常功能又是内环境 稳态的重要保证 (四)生理功能的调节 正常情况下,机体内环境保持相对稳定是由于各组织器官的功能,能随内、外环 境的变化做相应而及时的调节。当内、外环境发生改变时,机体各种功能活动发生 相应变化的过程叫生理功能的调节。它包括:1)神经调节由神经系统参与对机体 生理功能进行调节的方式。此调节的基本方式是反射( reflex),反射活动的结构基 础是反射弧( reflex arc),这种调节具有反应快、作用部位精确、作用持续时间短的特 点2)体液调节指由机体内分泌腺和内分泌细胞分泌的某些特殊化学物质,经体 液运输到全身组织细胞,发挥其生理活动调节的方式。这些由内分泌细胞分泌,携 带生物学信息,能对组织细胞功能进行调节的化学物质称为激素。激素作用的细胞 为靶细胞。根据激素运输途径及作用范围的不同,体液调节分为全身体液调节和局 部体液调节。激素分泌的方式有长距离分泌、旁分泌和神经分泌。体液调节具有作 用缓慢、广泛、持久的特点;3)自身调节指机体许多组织细胞在不依赖于神经、 体液因素作用下,自身对周围环境的变化发生的适应性反应。例如,血管壁的平滑 肌受到一定程度的牵拉会发生收缩。此种调节只在受刺激的局部发生作用,其调节 幅度小,灵敏度低 (五).体内的控制系统 以上人体生理功能在各种调节形式可以用工程技术领域的自动控制理论加以解释。控
2 学和化学特性。针对细胞和生物大分子的功能进行研究所获得的知识称为细胞生理 学。2）器官和系统水平的研究 研究各器官和系统的功能，及其在机体整个生命活 动中所起的作用。例如心脏如何射血、肾脏如何产生尿液、消化系统如何从食物中 获取营养物质。3）整体水平的研究 研究人体整体情况下，各器官、系统间的相互 联系，相互作用和相互协调，以及整个机体在变化的环境中是如何维持正常的生命 活动的。以上三个水平的研究不可分割，互相联系和补充。 （三）内环境和稳态 机体所有的细胞生存的环境-细胞外液，称为机体的内环境。细胞外液包括血浆 和组织间液 。在正常情况下，细胞外液的理化性质，如 O2 和 CO2 分压、渗透压、 pH 等是处在一种相对稳定的状态，称为稳态。稳态是细胞行使正常生理功能和机体 维持正常生命活动的必要条件。而细胞、组织、器官和系统的正常功能又是内环境 稳态的重要保证。 （四）生理功能的调节 正常情况下，机体内环境保持相对稳定是由于各组织器官的功能，能随内、外环 境的变化做相应而及时的调节。当内、外环境发生改变时，机体各种功能活动发生 相应变化的过程叫生理功能的调节。它包括：1) 神经调节 由神经系统参与对机体 生理功能进行调节的方式。此调节的基本方式是反射（reflex），反射活动的结构基 础是反射弧(reflex arc)，这种调节具有反应快、作用部位精确、作用持续时间短的特 点 2）体液调节 指由机体内分泌腺和内分泌细胞分泌的某些特殊化学物质，经体 液运输到全身组织细胞，发挥其生理活动调节的方式。这些由内分泌细胞分泌，携 带生物学信息，能对组织细胞功能进行调节的化学物质称为激素。激素作用的细胞 为靶细胞。根据激素运输途径及作用范围的不同，体液调节分为全身体液调节和局 部体液调节。激素分泌的方式有长距离分泌、旁分泌和神经分泌。体液调节具有作 用缓慢、广泛、持久的特点；3）自身调节 指机体许多组织细胞在不依赖于神经、 体液因素作用下，自身对周围环境的变化发生的适应性反应。例如，血管壁的平滑 肌受到一定程度的牵拉会发生收缩。此种调节只在受刺激的局部发生作用，其调节 幅度小，灵敏度低。 （五）．体内的控制系统 以上人体生理功能在各种调节形式可以用工程技术领域的自动控制理论加以解释。控
制系统的基本组成包括控制部分、受控部分和监测装置。根据控制部分、受控部分 的相互关系,控制系统分为反馈控制系统、非反馈控制系统和前馈控制系统。 反馈控制系统的特点是一个闭环系统,即在控制部分和非控制部分之间存在着双向 信息联系,即控制部分发出控制信号支配受控部分的活动,同时受控部分的功能状 态经监测装置检测后发出反馈信号改变控制部分的活动。受控部分发出反馈信号影 响控制部分活动的过程称为反愦( feedback)。如果反馈信号作用的结果是减弱控制 部分的活动则为负反馈,其意义在于使机体的某项生理功能保持稳定。:如果作用的 结果是增强控制部分的活动则为正反馈,其意义在于使机体的某项生理功能在同 方向上不断加强,以致使这一功能得以迅速完成。 非自动控制系统的特点是在控制部分和受控部分之间只存在单向联系,即只有控制 部分向受控部分发出控制信息,是一开环系统。 前馈控制系统是指在干扰信号作用于受控部分,引起其功能改变之前,监测装 置提前检测到干扰信号并发岀信号作用于控制部分,及时调整控制部分发出的信号 以对抗干扰信号对受控部分的影响,从而保持受控部分功能状态的稳定。 四.学时分布:2学时 第二章细胞的基本功能 基本要求 掌握:1.膜蛋白介导的跨膜转运:经载体的易化扩散,经通道的易化扩散,主动转 2.细胞静息电位和动作电位的产生原理; 3.动作电位的引起及兴奋在同一细胞上的传导机制,局部兴奋和它向锋电位 的转变 4.神经-肌肉接头处的兴奋传递,骨骼肌的兴奋一收缩耦联: 熟悉:1.膜的化学组成和分子结构:脂质双分子层,细胞膜蛋白,细胞膜糖类 2.细胞膜的跨膜物质转运功能的单纯扩散,继发性主动转运; 3.跨膜信号转导的概念; 4.静息电位和动作电位的特点,兴奋性及兴奋性的变化规律:
3 制系统的基本组成包括控制部分、受控部分和监测装置。根据控制部分、受控部分 的相互关系，控制系统分为反馈控制系统、非反馈控制系统和前馈控制系统。 反馈控制系统的特点是一个闭环系统，即在控制部分和非控制部分之间存在着双向 信息联系，即控制部分发出控制信号支配受控部分的活动，同时受控部分的功能状 态经监测装置检测后发出反馈信号改变控制部分的活动。受控部分发出反馈信号影 响控制部分活动的过程称为反馈（feedback）。如果反馈信号作用的结果是减弱控制 部分的活动则为负反馈，其意义在于使机体的某项生理功能保持稳定。；如果作用的 结果是增强控制部分的活动则为正反馈，其意义在于使机体的某项生理功能在同一 方向上不断加强，以致使这一功能得以迅速完成。 非自动控制系统的特点是在控制部分和受控部分之间只存在单向联系，即只有控制 部分向受控部分发出控制信息，是一开环系统。 前馈控制系统是指在干扰信号作用于受控部分，引起其功能改变之前，监测装 置提前检测到干扰信号并发出信号作用于控制部分，及时调整控制部分发出的信号 以对抗干扰信号对受控部分的影响，从而保持受控部分功能状态的稳定。 四．学时分布：2 学时 第二章 细胞的基本功能 一．基本要求 掌握: 1.膜蛋白介导的跨膜转运:经载体的易化扩散, 经通道的易化扩散, 主动转 运; 2. 细胞静息电位和动作电位的产生原理； 3. 动作电位的引起及兴奋在同一细胞上的传导机制，局部兴奋和它向锋电位 的转变； 4. 神经-肌肉接头处的兴奋传递，骨骼肌的兴奋一收缩耦联； 熟悉: 1. 膜的化学组成和分子结构:脂质双分子层,细胞膜蛋白,细胞膜糖类. 2. 细胞膜的跨膜物质转运功能的单纯扩散, 继发性主动转运; 3. 跨膜信号转导的概念; 4. 静息电位和动作电位的特点，兴奋性及兴奋性的变化规律；
5.骨骼肌细胞中与兴奋和收缩活动有关的结构和功能 6.负荷与肌肉收缩能力的改变对肌肉收缩的影响 了解;1.细胞膜的跨膜物质转运功能的入胞和出胞. 2.离子通道蛋白、G蛋白偶联受体、氨酸激酶受体介导的跨膜信号转导。 3.生物电现象的观察和记录方法; 4.骨骼肌的收缩机制 5.平滑肌的结构和生理特性 基本概念 流体镶嵌模型( fluid mosaic model),单纯扩散( simple diffusion),通透性 ( permeability),易化扩散( facilitated diffusion),离子通道( ion channe) 化学门控通道( chemically- gated channel),电压门控通道( voltage- gated channel),机械性门控通道( mechanically- gated channel),主动转运( active transport),钠-钾泵( sodium- potassium pump),继发性主动转运( secondary active transport),出胞( exocy tosIs),入胞( endocytosis),跨膜信号转导( transmembrane signal transduction),促离子型受体( Ionotropic receptor),促代谢性受体 ( metabotropic receptor),兴奋性( excitability)、兴奋( excitation)、静息电 位( resting potentia1)、极化( polarization)、超极化( hyperpolarization)、去 极化或除极化( depolarization)、复极化( repolarization)、动作电位( action potential)、绝对不应期( absolute refractory period、相对不应期( relative refractory period)、阈电位( threshold membrane potential)、阈强度( threshold Intensity)、局部兴奋( local excitation)、量子式释放( quantal release)、终 板电位( endplate potential)、肌原纤维( myofibril)、肌小节( sarcomere)、肌管 系统( sarcotubular system)、兴奋-收缩藕联( excitation- contraction coupling) 三.重点与难点提示 (一)细胞膜的基本结构和跨膜物质转运功能 膜的化学组成和分子结构 一切动物细胞都有一层薄膜所包被,称为细胞膜。它把细胞内容物与细胞的周围环 境分隔开来,使细胞能相对地孤立于环境而存在。电子显微镜观察各种细胞都具有类
4 5. 骨骼肌细胞中与兴奋和收缩活动有关的结构和功能； 6. 负荷与肌肉收缩能力的改变对肌肉收缩的影响； 了解; 1. 细胞膜的跨膜物质转运功能的入胞和出胞. 2. 离子通道蛋白、G 蛋白偶联受体、 氨酸激酶受体介导的跨膜信号转导。 3. 生物电现象的观察和记录方法； 4. 骨骼肌的收缩机制； 5. 平滑肌的结构和生理特性； 二. 基本概念 流体镶嵌模型（fluid mosaic model）,单纯扩散（simple diffusion）,通透性 (permeability),易化扩散（facilitated diffusion）,离子通道(ion channel), 化 学 门 控 通 道 (chemically-gated channel), 电 压 门 控 通 道 (voltage-gated channel),机械性门控通道(mechanically-gated channel)，主动转运(active transport),钠-钾泵(sodium-potassium pump)，继发性主动转运（secondary active transport），出胞（exocytosis），入胞（endocytosis）,跨膜信号转导(transmembrane signal transduction),促离子型受体(ionotropic receptor)，促代谢性受体 （metabotropic receptor）, 兴奋性(excitability)、兴奋(excitation)、静息电 位(resting potential)、极化(polarization)、超极化(hyperpolarization)、去 极化或除极化(depolarization)、复极化(repolarization)、动作电位(action potential)、绝对不应期(absolute refractory period)、相对不应期(relative refractory period)、阈电位(threshold membrane potential)、阈强度(threshold intensity)、局部兴奋（local excitation）、量子式释放(quantal release)、终 板电位(endplate potential)、肌原纤维(myofifbril)、肌小节(sarcomere)、肌管 系统（sarcotubular system）、兴奋-收缩藕联(excitation-contraction coupling) 三.重点与难点提示 （一）细胞膜的基本结构和跨膜物质转运功能 1. 膜的化学组成和分子结构 一切动物细胞都有一层薄膜所包被，称为细胞膜。它把细胞内容物与细胞的周围环 境分隔开来,使细胞能相对地孤立于环境而存在。电子显微镜观察各种细胞都具有类
似的细胞膜结构,分为三层:在膜的内外两侧各有一层厚约2.5nm的电子致密带,中 间夹有一层厚约2.5m的透明带,总厚度为7.5m左右。这种结构是细胞中普遍存在的 种膜性基本结构形式。各种膜性结构的化学分析表明,膜主要由脂质、蛋白质和糖 类等物质组成。有关膜分子结构的假说用流体镶嵌模型解释,其基本内容是:膜是以 液态的脂质双分子层为基架,其中镶嵌着具有不同分子结构和不同生理功能的蛋白 质,后者主要以α-螺旋或球形蛋白质的形式存在 脂质双分子层在膜的脂质中以磷脂类为主,约占脂质总量的70%以上;其次是 胆固醇,一般低于30%;还有少量属鞠脂类的脂质。脂质以双分子层的形式包被在细 胞表面的。这种定向而整齐的排列,是由脂质分子本身的理化特性和热力学定律所决 定的。从热力学角度分析,这样组成的系统自由能最低,因而最稳定,可以自动形成 和维持。脂质的熔点较低,这决定了膜中脂质分子在一般体温条件下是液态的,即膜 具有某种程度的流动性。脂质双分子层在热力学上的稳定性和它的流动性,能够说 明细胞可以承受相当大的张力和外形改变而不致破裂;而且即使膜结构有时发生 些较小的断裂,也可以自动融合而修复,仍保持连续的双分子层的形式 2.细胞膜蛋白质膜结构中含有的蛋白质以α-螺旋或球形结构分散镶嵌在膜的 脂质双分子层之中。膜蛋白质主要以两种方式存在于膜脂质层中:有些蛋白质以其肤 链中带电的氨基酸或基团,与膜两侧表面的脂质极性基因相互吸引,使蛋白质分子像 是附着在膜的表面,称为表面蛋白质;有些蛋白质分子的肤链则可以一次或反复多次 贯穿整个脂质双分子层,这称为整合蛋白质。膜结构中的蛋白质,具有不同的分子构 象或构型,这决定了它们的不同功能。生物膜所具有的各种功能,在很大程度上决定 于膜的蛋白质;如,细胞和周围环境之间的物质、能量和信息交换。由于脂质双分子 层是液态的,镶嵌在脂质层中的蛋白质是可移动的。膜内侧的细胞骨架可能对某种蛋 白质分子″锚靠″在膜的某一特殊部分起着重要作用 (三)细胞膜糖类 细胞膜所含糖类甚少,主要是一些寡糖和多糖链,它们都以共价键的形式和膜脂质或 蛋白质结合,形成糖脂或糖蛋白。细胞膜糖链的功能意义之一,是以其中单糖排列 顺序上的特异性,作为它们所在细胞或它们所结合的蛋白质的特异性的”标志"。例如, 有些糖链可以作为抗原决定簇,表示某种免疫信息;有些是作为膜受体的”可识别"部 分,能特异地与某种递质、激素或其他化学信号分子相结合 2.细胞膜的跨膜物质转运功能 细胞膜主要由脂质双分子层构成的。在细胞膜的跨膜物质转运方面,除了极少数脂
5 似的细胞膜结构,分为三层: 在膜的内外两侧各有一层厚约 2.5nm 的电子致密带,中 间夹有一层厚约 2.5m 的透明带,总厚度为 7.5m 左右。这种结构是细胞中普遍存在的 一种膜性基本结构形式。各种膜性结构的化学分析表明,膜主要由脂质、蛋白质和糖 类等物质组成。有关膜分子结构的假说用流体镶嵌模型解释，其基本内容是:膜是以 液态的脂质双分子层为基架,其中镶嵌着具有不同分子结构和不同生理功能的蛋白 质,后者主要以α-螺旋或球形蛋白质的形式存在。 1．脂质双分子层 在膜的脂质中以磷脂类为主,约占脂质总量的 70%以上；其次是 胆固醇,一般低于 30%;还有少量属鞠脂类的脂质。脂质以双分子层的形式包被在细 胞表面的。这种定向而整齐的排列,是由脂质分子本身的理化特性和热力学定律所决 定的。从热力学角度分析,这样组成的系统自由能最低，因而最稳定，可以自动形成 和维持。脂质的熔点较低,这决定了膜中脂质分子在一般体温条件下是液态的,即膜 具有某种程度的流动性。脂质双分子层在热力学上的稳定性和它的流动性，能够说 明细胞可以承受相当大的张力和外形改变而不致破裂;而且即使膜结构有时发生一 些较小的断裂,也可以自动融合而修复,仍保持连续的双分子层的形式。 2．细胞膜蛋白质 膜结构中含有的蛋白质以α-螺旋或球形结构分散镶嵌在膜的 脂质双分子层之中。膜蛋白质主要以两种方式存在于膜脂质层中:有些蛋白质以其肤 链中带电的氨基酸或基团,与膜两侧表面的脂质极性基因相互吸引,使蛋白质分子像 是附着在膜的表面,称为表面蛋白质;有些蛋白质分子的肤链则可以一次或反复多次 贯穿整个脂质双分子层,这称为整合蛋白质。膜结构中的蛋白质,具有不同的分子构 象或构型,这决定了它们的不同功能。生物膜所具有的各种功能,在很大程度上决定 于膜的蛋白质;如，细胞和周围环境之间的物质、能量和信息交换。由于脂质双分子 层是液态的,镶嵌在脂质层中的蛋白质是可移动的。膜内侧的细胞骨架可能对某种蛋 白质分子"锚靠"在膜的某一特殊部分起着重要作用。 (三)细胞膜糖类 细胞膜所含糖类甚少,主要是一些寡糖和多糖链,它们都以共价键的形式和膜脂质或 蛋白质结合,形成糖脂或糖蛋白。细胞膜糖链的功能意义之一,是以其中单糖排列 顺序上的特异性,作为它们所在细胞或它们所结合的蛋白质的特异性的"标志"。例如, 有些糖链可以作为抗原决定簇,表示某种免疫信息;有些是作为膜受体的"可识别"部 分,能特异地与某种递质、激素或其他化学信号分子相结合。 2. 细胞膜的跨膜物质转运功能 细胞膜主要由脂质双分子层构成的。在细胞膜的跨膜物质转运方面，除了极少数脂