精品课程生理学教案 第一章绪论 [目的要求]: 1.掌握机体的内环境和稳态的定义; 2.掌握神经调节的概念及其特点; 3.掌握体液调节的概念及其特点 4.掌握自身调节的概念 5.掌握反馈调节定义、特点及意义、前馈控制系统 6.熟悉生命的基本特征:新陈代谢、兴奋性、生殖 7.了解生理学任务、研究水平、研究方法 [重点] 生理学的任务及其与临床关系 2.生命的基本特征 3.内环境与稳态 4.生理功能的调节 5.生理功能的自动控制 [难点]: 1.可兴奋组织与兴奋性 2.生理功能的调节 3.正、负反馈与前馈 [基本概念]: 生理学@ physiology);慢性实验( chronic experiment);急性实验( acute experiment); 新陈代谢( metabolism);兴奋性( excitability):兴奋( excitation);刺激( stimulus) 反应( response);抑制( inhibition);阈强度( threshold intensity);阈值( threshold) 适应性( adaptability);生殖( reproduction):自我复制(self- replication);内环境 ( internal environment):稳态( homeostasis);体液调节( humoral regulation);自身 调节( autoregulation);旁分泌( paracrine);自分泌( autocrine);神经内分泌 ( neuroendocrine);神经调节( nervous regulation);反射( reflex);反射弧( reflex arc) 反馈( feedback);正反馈φ positive feedback);负反馈( negative feedback);前馈 (feed-forward) [授课学时]:2学时 使用教材]:王庭槐主编.生理学,第1版,高等教育出版社,2004北京 、生理学的研究对象和任务 1.概念 Levels of Biological Organiza 生理学( physiology)是研究生命活动规律的科学 2.生理学研究的三个水平 organs (1)细胞、分子水平 Organismic Level 研究细胞生命现象的基本物理化学过程,如研究色 神经细胞的动作电位及其产生的离子机制 图1-1生理学研究的三个水平
精品课程生理学教案 第一章 绪 论 [目的要求]： 1.掌握机体的内环境和稳态的定义； 2.掌握神经调节的概念及其特点； 3.掌握体液调节的概念及其特点； 4.掌握自身调节的概念； 5.掌握反馈调节定义、特点及意义、前馈控制系统； 6.熟悉生命的基本特征：新陈代谢、兴奋性、生殖； 7.了解生理学任务、研究水平、研究方法 [重点]： 1.生理学的任务及其与临床关系 2.生命的基本特征 3.内环境与稳态 4.生理功能的调节 5.生理功能的自动控制 [难点]： 1.可兴奋组织与兴奋性 2.生理功能的调节 3.正、负反馈与前馈 [基本概念]： 生理学(physiology)；慢性实验(chronic experiment)；急性实验(acute experiment)； 新陈代谢(metabolism)；兴奋性(excitability)；兴奋(excitabition)；刺激(stimulus)； 反应(response)；抑制(inhibition)；阈强度(threshold intensity)；阈值(threshold)； 适应性(adaptability)；生殖(reproduction)；自我复制(self-replication)；内环境 (internal environment)；稳态（homeostasis）；体液调节(humoral regulation) ；自身 调节(autoregulation)；旁分泌(paracrine)；自分泌(autocrine)；神经内分泌 (neuroendocrine)；神经调节(nervous regulation)；反射(reflex)；反射弧(reflex arc)； 反馈(feedback)；正反馈(positive feedback) ；负反馈(negative feedback)；前馈 (feed-forward) [授课学时]：2 学时 [使用教材]：王庭槐主编. 生理学，第 1 版，高等教育出版社，2004 北京 一、生理学的研究对象和任务 1．概念 生理学（physiology）是研究生命活动规律的科学 2.生理学研究的三个水平 （1）细胞、分子水平 研究细胞生命现象的基本物理化学过程， 如研究 神经细胞的动作电位及其产生的离子机制。 图 1-1 生理学研究的三个水平 1
(2)器官、系统水平 研究各器官及系统的功能,如研究心脏的泵血功能、呼吸节律的形成机制。 (3)整体水平 研究器官系统之间的功能联系以及机体与环境之间的相互关系,如研究环境温度对人 体的影响 3.生理学与医学的关系 人体生理学是人类与疾病斗争的长期实践中形成和发展来的学科,它与医学有着不可分 割密切联系。医务工作者必须学习和熟悉人体生理学,掌握健康人体的生命活动规律,才能 更好认识、诊断和防治疾病。因此,人体生理学不仅仅帮助医生用生理学知识理解疾病,还 能为医生认识和处理在临床实践中所遇到的新问题提供理论基础和方法。生理学是医学科学 的主干课程,将为后续医学课程的学习奠定基础 生理学并不完全归属于医学科学,它也是独立于医学的重要学科。 图1-2生理学与医学的关系示意图 4.如何学好生理学 深刻理解前后联系 比较思维设问学习 逻辑推理逆向思维 重视实验写好报告 生命的基本特征 1.新陈代谢( metabolism) 机体与环境之间不断进行物质交换和能量交换,以实现自我更新的过程,称为新陈代谢。 新陈代谢是生命活动最基本的特征。它包括合成代谢和分解代谢两个方面。机体从环境中摄 取营养物质,合成为自身物质的过程称为合成代谢。机体分解其自身成分并将分解产物排出 体外的过程称为分解代谢。生物体的基本结构单位细胞只有通过新陈代谢才能不断地获得更 新。新陈代谢一旦停止,生命便结束。 2.兴奋性( excitability) 是指生活的机体或组织细胞对刺激发生反应的能力。这种特性不仅完整机体有,组成机 体的每一种生活的组织或细胞也具有这种特性。生理学将能引起反应的内外环境条件的变化 称为刺激,刺激引起的机体或组织细胞活动的变化称为反应。反应是刺激引起的,反应又是 生命活动的特性 (1)刺激( stimulus)
（2）器官、系统水平 研究各器官及系统的功能，如研究心脏的泵血功能、呼吸节律的形成机制。 （3）整体水平 研究器官系统之间的功能联系以及机体与环境之间的相互关系, 如研究环境温度对人 体的影响。 3. 生理学与医学的关系 人体生理学是人类与疾病斗争的长期实践中形成和发展来的学科，它与医学有着不可分 割密切联系。医务工作者必须学习和熟悉人体生理学，掌握健康人体的生命活动规律，才能 更好认识、诊断和防治疾病。因此，人体生理学不仅仅帮助医生用生理学知识理解疾病，还 能为医生认识和处理在临床实践中所遇到的新问题提供理论基础和方法。生理学是医学科学 的主干课程，将为后续医学课程的学习奠定基础。 生理学并不完全归属于医学科学，它也是独立于医学的重要学科。 图 1-2 生理学与医学的关系示意图 4. 如何学好生理学 深刻理解 前后联系 比较思维 设问学习 逻辑推理 逆向思维 重视实验 写好报告 二、生命的基本特征 1.新陈代谢(metabolism) 机体与环境之间不断进行物质交换和能量交换,以实现自我更新的过程,称为新陈代谢。 新陈代谢是生命活动最基本的特征。它包括合成代谢和分解代谢两个方面。机体从环境中摄 取营养物质，合成为自身物质的过程称为合成代谢。机体分解其自身成分并将分解产物排出 体外的过程称为分解代谢。生物体的基本结构单位细胞只有通过新陈代谢才能不断地获得更 新。新陈代谢一旦停止，生命便结束。 2.兴奋性(excitability) 是指生活的机体或组织细胞对刺激发生反应的能力。这种特性不仅完整机体有，组成机 体的每一种生活的组织或细胞也具有这种特性。生理学将能引起反应的内外环境条件的变化 称为刺激，刺激引起的机体或组织细胞活动的变化称为反应。反应是刺激引起的，反应又是 生命活动的特性。 (1)刺 激(stimulus) 2
机体所感受的内外环境条件任何改变称为刺激。包括:机械(如振动、扩张、压力)、 化学、温度、电、声、光,生物、放射性等等。这些因素要引起机体或组织细胞发生反应, 除能被机体或组织细胞感受外,还必须具备以下条件: ①足够的强度任何性质的刺激没有足够的强度,就不会引起机体或组织细胞的反应 刚刚能引起反应的最小强度刺激称为阈刺激,其强度称为阈强度,或称阈值( threshold), 阈值与兴奋性成反比关系。不同组织或同一组织处于不同的机能状态时阈值是不同的。小于 阈值的刺激称为阈下刺激,不引起反应;大于阈值的刺激称为阈上刺激,阈上的任何强度均 可引起反应。 ②足够的作用时间阈刺激没有对刺激的作用时间予以限制,即刺激作用的时间足够 长。假若将刺激强度固定,则作用时间的长短将决定该刺激能否引起反应,时间过短不能引 起反应。事实上,在每一个刺激强度条件下,都存在时间的阈值 ③强度的时间变化率一种性质的刺激单纯有足够强度和作用时间,还不能成为有效 刺激,还必须具备适宜的强度时间变化率。强度时间变化率是指作用到组织的刺激需多长时 间其强度由零达到阈值而成为有效刺激。变化速率过慢或过快,也不能成为有效刺激 (2)反应( response) 机体对刺激所产生反应多种多样,但都属于各器官或组织细胞的特有功能的表现,如肌 肉收缩、神经传导、腺体分泌、纤毛运动等等。这些功能表现若在感受有效刺激后明显加强 生理学中称为兴奋( excitation);感受有效刺激后功能表现明显减弱,则称为抑制(inhi bition)。抑制并不是无反应,而是与兴奋过程相对立的另一种主动过程。如在动物实验中, 以电刺激家兔颈部交感神经,动物的心跳加快加强(兴奋):若刺激颈部迷走神经,心跳减 慢、减弱,甚至停止(抑制)。神经、肌肉、腺体三种组织在接受有效刺激后,在表现功能变 化之前,首先出现的是受刺激部位的电位变化,并迅速沿神经纤维或肌肉纤维扩布,生理学 将这种可扩布的电位变化称为动作电位。此电位变化可用特殊的仪器检测出来。 神经、肌肉、腺体三种组织均能在接受刺激后迅速产生特殊生物电反应,因此三者被称 为可兴奋组织( excitable tissue)。机体或组织对刺激有无反应,反应程度大小,一方面取 决于刺激的条件(已如前述),另一方面取决于机体或组织是否具有兴奋性。死亡了的机体或 组织没有兴奋性,因此,任何强度的刺激均不能引起反应。不同的生活组织兴奋性不同,同 一组织中的不同细胞兴奋性不同,同一组织或细胞处于不同状态时兴奋性亦不同。衡量兴奋 性高低的指标是阈值。阈值的大小与兴奋性高低呈反变关系,阈值小表明兴奋性高,阈值大 表明兴奋性低。 3.适应性 机体具有根据外环境变化调整机体内部功能活动,保持体内各生理参数相对恒定的能 力,称为适应性( adaptability)。根据反应可将适应分为行为适应和生理适应。行为适应常 有躯体活动的改变,如机体遇到伤害性刺激时会出现躲避活动。这种适应在生物界普遍存在, 属于本能性行为适应。在人类,由于大脑皮层的发达,使行为适应更具有主动性,通过意识 活动和社会劳动来改造世界,创造更有利于自身生存的条件。生理适应系指身体内部的协调 性反应。生理适应则以体内各器官、系统活动的改变为主。如人处在低气压的环境中,血液 中的红细胞数量会明显增加,以适应氧稀少的环境变化。又如在低温环境中,甲状腺激素分 泌增多,使新陈代谢增强,增加热量,以保持体温。 4.生殖 生殖是生命的特征之一,通过生殖人类和生物才能得以延续。人类和其它生物一样,个 体生长发育到一定阶段后,能够产生与自己相似的子代个体;这种功能称为生殖 ( reproduction)或自我复制(self- replication)。所不同的是人类及高等动物己经分化为雄 性与雌性两种个体,各自发育雄性生殖细胞和雌性生殖细胞,由这两种生殖细胞结合以后才
机体所感受的内外环境条件任何改变称为刺激。包括：机械 (如振动、扩张、压力)、 化学、温度、电、声、光，生物、放射性等等。这些因素要引起机体或组织细胞发生反应， 除能被机体或组织细胞感受外，还必须具备以下条件： ①足够的强度 任何性质的刺激没有足够的强度，就不会引起机体或组织细胞的反应。 刚刚能引起反应的最小强度刺激称为阈刺激，其强度称为阈强度，或称阈值(threshold)， 阈值与兴奋性成反比关系。不同组织或同一组织处于不同的机能状态时阈值是不同的。小于 阈值的刺激称为阈下刺激，不引起反应；大于阈值的刺激称为阈上刺激，阈上的任何强度均 可引起反应。 ②足够的作用时间 阈刺激没有对刺激的作用时间予以限制，即刺激作用的时间足够 长。假若将刺激强度固定，则作用时间的长短将决定该刺激能否引起反应，时间过短不能引 起反应。事实上，在每一个刺激强度条件下，都存在时间的阈值。 ③强度的时间变化率 一种性质的刺激单纯有足够强度和作用时间，还不能成为有效 刺激，还必须具备适宜的强度时间变化率。强度时间变化率是指作用到组织的刺激需多长时 间其强度由零达到阈值而成为有效刺激。变化速率过慢或过快，也不能成为有效刺激 (2)反 应（response） 机体对刺激所产生反应多种多样，但都属于各器官或组织细胞的特有功能的表现，如肌 肉收缩、神经传导、腺体分泌、纤毛运动等等。这些功能表现若在感受有效刺激后明显加强， 生理学中称为兴奋(excitation)；感受有效刺激后功能表现明显减弱，则称为抑制(inhibition)。抑制并不是无反应，而是与兴奋过程相对立的另一种主动过程。如在动物实验中， 以电刺激家兔颈部交感神经，动物的心跳加快加强（兴奋）；若刺激颈部迷走神经，心跳减 慢、减弱，甚至停止(抑制)。神经、肌肉、腺体三种组织在接受有效刺激后，在表现功能变 化之前，首先出现的是受刺激部位的电位变化，并迅速沿神经纤维或肌肉纤维扩布，生理学 将这种可扩布的电位变化称为动作电位。此电位变化可用特殊的仪器检测出来。 神经、肌肉、腺体三种组织均能在接受刺激后迅速产生特殊生物电反应，因此三者被称 为可兴奋组织(excitable tissue)。机体或组织对刺激有无反应，反应程度大小，一方面取 决于刺激的条件(已如前述)，另一方面取决于机体或组织是否具有兴奋性。死亡了的机体或 组织没有兴奋性，因此，任何强度的刺激均不能引起反应。不同的生活组织兴奋性不同，同 一组织中的不同细胞兴奋性不同，同一组织或细胞处于不同状态时兴奋性亦不同。衡量兴奋 性高低的指标是阈值。阈值的大小与兴奋性高低呈反变关系，阈值小表明兴奋性高，阈值大 表明兴奋性低。 3.适应性 机体具有根据外环境变化调整机体内部功能活动，保持体内各生理参数相对恒定的能 力，称为适应性(adaptability)。根据反应可将适应分为行为适应和生理适应。行为适应常 有躯体活动的改变，如机体遇到伤害性刺激时会出现躲避活动。这种适应在生物界普遍存在， 属于本能性行为适应。在人类，由于大脑皮层的发达，使行为适应更具有主动性，通过意识 活动和社会劳动来改造世界，创造更有利于自身生存的条件。生理适应系指身体内部的协调 性反应。生理适应则以体内各器官、系统活动的改变为主。如人处在低气压的环境中，血液 中的红细胞数量会明显增加，以适应氧稀少的环境变化。又如在低温环境中，甲状腺激素分 泌增多，使新陈代谢增强，增加热量，以保持体温。 4.生殖 生殖是生命的特征之一，通过生殖人类和生物才能得以延续。人类和其它生物一样，个 体生长发育到一定阶段后，能够产生与自己相似的子代个体；这种功能称为生殖 (reproduction)或自我复制(self-replication)。所不同的是人类及高等动物已经分化为雄 性与雌性两种个体，各自发育雄性生殖细胞和雌性生殖细胞，由这两种生殖细胞结合以后才 3
能产生子代个体。 三、内环境和稳态 *体液机体内的液体60% 细胞内液( intracellular fluid)40% 细胞外液( extracellular fluid)20%:包括血浆( plasma)5%、组织液( interstitial fluid)14%、脑脊液和淋巴液19 内环境( internal environment):细胞生活的体液环境,即细胞外液 6t21Pressure Blood 图1-3内环境(血浆)示意图 *稳态( homeostasis)内环境理化性质(温度、PH、渗透压、化学组成等)的相对 恒定。目前,稳态的概念扩展到其他的生命现象。泛指凡是通过机体自身的调节机制使某个 生理过程保持相对恒定的状态,如体温的相对稳定。 Body system Is essen 图1-4内环境稳态示意图 四、生理功能的调节 (一)人体功能活动的调节方式 人体为了在不断变化的环境中稳定生存,必须不断地对环境变化作出适应性反应,以协 调人体与环境的关系。要实现人体与环境的协调,人体内部各器官、系统活动必须协调。体 内务器官各司其职,但却并不孤立,每个器官的活动既受其它器官的影响,又影响其它器官, 器官间互相协调,互相配合。人体这两种协调的实现和维持主要依赖神经调节、体液调节和 自身调节。 1、神经调节( nervous regulation) 反射是神经调节的基本形式。在中枢神经系统参与下,机体对内、外环境变化发生有适 应意义的规律性应答反应,称为反射 反射的结构基础是反射弧:感受器、传入神经、中枢、传出神经、效应器。反射弧是 种开放回路,但效应器内存在感受器,能将效应器的活动信息反馈地回输到中枢,及时调整 中枢的活动。所以整体内的神经调节实际上是闭合回路
能产生子代个体。 三、内环境和稳态 * 体液 机体内的液体 60% 细胞内液（intracellular fluid）40% 细胞外液（extracellular fluid）20%：包括血浆（plasma）5%、组织液（interstitial fluid）14%、脑脊液和淋巴液 1%。 * 内环境（internal environment ）：细胞生活的体液环境，即细胞外液 图 1-3 内环境（血浆）示意图 * 稳态 （ homeostasis） 内环境理化性质（温度、PH、渗透压、化学组成等）的相对 恒定。目前，稳态的概念扩展到其他的生命现象。泛指凡是通过机体自身的调节机制使某个 生理过程保持相对恒定的状态，如体温的相对稳定。 图 1-4 内环境稳态示意图 四、生理功能的调节 （一）人体功能活动的调节方式 人体为了在不断变化的环境中稳定生存，必须不断地对环境变化作出适应性反应，以协 调人体与环境的关系。要实现人体与环境的协调，人体内部各器官、系统活动必须协调。体 内务器官各司其职，但却并不孤立，每个器官的活动既受其它器官的影响，又影响其它器官， 器官间互相协调，互相配合。人体这两种协调的实现和维持主要依赖神经调节、体液调节和 自身调节。 1、神经调节 （nervous regulation） 反射是神经调节的基本形式。在中枢神经系统参与下，机体对内、外环境变化发生有适 应意义的规律性应答反应，称为反射。 反射的结构基础是反射弧：感受器、传入神经、中枢、传出神经、效应器。反射弧是一 种开放回路，但效应器内存在感受器，能将效应器的活动信息反馈地回输到中枢，及时调整 中枢的活动。所以整体内的神经调节实际上是闭合回路。 4
0皮券感受器 THE REFLEX ARC RECEPTOR AFFERENT FIBER CENTRAL NEURONS 0效应器(肌肉) 反射弧的基本组 EFFECTOR-EFFERENTFBER 图1-5反射弧的基本组成 神经调节的特点:反应迅速、精确、局限、短暂。 反射分类:可分为非条件反射和条件反射两大类。条件反射是后天获得的,建立在非条 件反射基础上,其建立过程需要大脑皮层参与。 *体液调节( humoral regulation) 是体液因素通过血液循环或其他体液途径送到全身各处,对机体的各种生理功能活动进 行调节的方式。包括由内分泌的激素参与的全身性体液调节,以及由某些组织细胞产生的乳 酸、组织胺等化学物质参与的局部体液因素调节两类。体液调节的特点是反应比较缓慢、持 久而弥散。化学物质体液运输 *自身调节( autoregulation) 是指器官、组织、细胞在不依赖于神经或体液调节的情况下自身对刺激产生的适应性反 应不依赖神经、体液因素。例如,平均动脉压在一定范围内变动时,脑血管可通过自身调节 机制改变其管径,使脑血流量保持相对恒定。 (二)人体功能的反馈性控制 运用控制论的原理,用数学和物理学的理论分析研究人体功能的整体性调节,发现人 体功能调节具有控制论的特征。人体内的各种调控系统可分为三类。分别为非自动控制系统 反馈控制系统和前馈控制系统。 控制系统控制信息受控制系统 输出变量 效应器 生理效应 控制系统 受控制系统 输出变 反馈(负反馈或正反愤) 前愤信息 控制系统 受控制系统 输出变量 图1-6人体功能的反馈性控制 1、非自动控制系统非自动控制系统是一个开环系统(open- loop system),其控制部 分不受被控制部分的影响。这种控制方式是单向的,在人体正常生理功能调节中,这种方式 极为少见。 2、反馈控制系统反馈控制系统是一个闭环系统。即控制部分在发出指示被控部分活动
图 1-5 反射弧的基本组成 神经调节的特点：反应迅速、精确、局限、短暂。 反射分类：可分为非条件反射和条件反射两大类。条件反射是后天获得的，建立在非条 件反射基础上，其建立过程需要大脑皮层参与。 * 体液调节 （humoral regulation） 是体液因素通过血液循环或其他体液途径送到全身各处，对机体的各种生理功能活动进 行调节的方式。包括由内分泌的激素参与的全身性体液调节，以及由某些组织细胞产生的乳 酸、组织胺等化学物质参与的局部体液因素调节两类。体液调节的特点是反应比较缓慢、持 久而弥散。化学物质 体液运输 * 自身调节 （ autoregulation） 是指器官、组织、细胞在不依赖于神经或体液调节的情况下自身对刺激产生的适应性反 应不依赖神经、体液因素。例如，平均动脉压在一定范围内变动时，脑血管可通过自身调节 机制改变其管径，使脑血流量保持相对恒定。 （二）人体功能的反馈性控制 运用控制论的原理， 用数学和物理学的理论分析研究人体功能的整体性调节，发现人 体功能调节具有控制论的特征。人体内的各种调控系统可分为三类。分别为非自动控制系统、 反馈控制系统和前馈控制系统。 控制系统 受控制系统 输出变量 控制信息 CNS 传出神经 效应器 生理效应 控制系统 受控制系统 输出变量 + - 反馈 控制系统 受控制系统 输出变量 前馈信息 （负反馈或正反馈) 图 1-6 人体功能的反馈性控制 1、 非自动控制系统非自动控制系统是一个开环系统（open-loop system），其控制部 分不受被控制部分的影响。这种控制方式是单向的，在人体正常生理功能调节中，这种方式 极为少见。 2、反馈控制系统反馈控制系统是一个闭环系统。即控制部分在发出指示被控部分活动 5