《生理学基础》是研究、揭示人体正常生命活动规律及其调节机制的科学,其在医学中具有促进基础研究与临床应用之间相互转化的重要作用。按照***对中等职业教育教学的基本要求,在编写中,力求所编写的教材符合现代职业教育对高素质技术技能型职业教育人才的需求;力求所编写的内容有趣,有重点,删繁就简,容易理解。 本书的每章开头有引言,相关理论设置了情境案例、临床链接及知识拓展,重点知识设置了考点。为了方便学生复习,还配有自测题及参考答案。
更多科学出版社服务,请扫码获取。
第1章 绪论(1)
第1节 生命活动的基本特征(1)
第2节 人体内环境(3)
第3节 人体功能的调节(4)
第2章 细胞的基本功能(7)
第1节 细胞膜的结构和功能(7)
第2节 细胞的生物电现象(9)
第3节 肌细胞的收缩功能(12)
第3章 血液(17)
第1节 概述(17)
第2节 血浆(18)
第3节 血细胞(20)
第4节 血液凝固与纤维蛋白溶解(24)
第5节 血型与输血(26)
第4章 血液循环(30)
第1节 心脏的泵血功能(30)
第2节 心脏细胞的生物电现象和生理特性(34)
第3节 血管生理(40)
第4节 心血管活动的调节(44)
第5节 重要器官的循环特点(48)
第5章 呼吸(52)
第1节 肺通气(52)
第2节 肺换气和组织换气(58)
第3节 气体在血液中的运输(60)
第4节 呼吸运动的调节(61)
第6章 消化与吸收(65)
第1节 口腔内消化(65)
第2节 胃内消化(66)
第3节 小肠内消化(68)
第4节 大肠的功能(70)
第5节 吸收(71)
第6节 消化器官功能活动的调节(73)
第7章 能量代谢和体温(76)
第1节 能量代谢(76)
第2节 体温(78)
第8章 肾脏的排泄(84)第1节肾单位与集合管(84)
第2节 尿生成的过程(85)
第3节 肾泌尿功能的调节(91)
第4节 尿液的理化性质及排尿反射(93)
第9章 感觉器官(96)
第1节 概述(96)
第2节 视觉器官(97)
第3节 位听器官(102)
第10章 神经系统(106)
第1节 神经元和突触(106)
第2节 反射活动的一般规律(110)
第3节 神经系统的感觉分析功能(III)
第4节 神经系统对躯体运动的调节(113)
第5节 神经系统对内脏功能的调节(118)
第6节 脑的高级功能(121)
第11章 内分泌(126)
第1节 概述(126)
第2节 下丘脑与垂体(128)
第3节 甲状腺(131)
第4节 肾上腺(134)
第5节 胰岛(137)
第6节 调节钙、磷代谢的激素(138)
第12章 生殖(141)
第1节 男性生殖(141)
第2节 女性生殖(143)
第3节 妊娠与分娩(146)
实验指导(150)
实验一 ABO血型鉴定(150)
实验二 心率和心音的听诊(151)
实验三 人体心电图的描记(151)
实验四 动脉血压的测量(152)
实验五 哺乳动物动脉血压的调节(153)
实验六 视力的测定(155)
实验七 色觉检查(155)
实验八 瞳孔检查(156)
参考文献(157)
自测题选择题参考答案(157)
生理学基础教学大纲(158)
第1章
绪论
大家都知道,从身体条件来看,人类力气不如牛、马,速度不及鹿、狗,灵敏不如猫,在听、嗅这些感觉能力方面也不如许多种动物。人也不像鱼那样会游,不像鸟那样会飞,不像昆虫那样繁殖力旺盛……但“万物之灵”却是人类,这是因为人类拥有其他任何动物都比不了的高度进化的大脑。
人既是大白然的骄子,又是改造大自然的斗士。人脑和人的劳动器官——手,在人体各器官的协作之下,可以完成数不胜数的丰功伟绩。
生理学是生物科学的一个分支,是研究生物体正常生命活动及其规律的科学。生物体也称机体,是自然界中所有生命物体的总称,包括一切植物、动物和微生物。本书主要介绍人体生理学的基本内容,它是一门重要的基础医学科学。
生理学的发展与医学密切相关。在人类漫长的发展史上,人们在与疾病作斗争的过程中,积累了大量的人体功能活动的知识和经验,当然也在不断地探索更多人体正常功能的知识,以寻求了解许多疾病产生的机制。《黄帝内经》中就有对经络、脏腑、气血等生理学理论的记载。17世纪,英国医生哈维用活体动物实验科学地阐明了血液循环的途径和规律。20世纪初,俄国生理学家巴甫洛夫研究了大脑的功能,创建了高级神经活动学说等。因此,生理学的知识,是在医学实践、科学研究和技术发展的过程中不断积累的。
人体生理学是研究构成人体各个系统的器官和细胞的正常活动过程,特别是各个器官、细胞功能表现的内部机制,不同细胞、器官、系统之间的相互联系和相互作用,并阐明人体作为一个整体,其各部分的功能活动是如何相互协调、相互制约,从而能在复杂多变的环境中维持正常的生命活动过程。在机体内进行的各种活动,如循环、呼吸、消化、吸收、排泄等,均属于生命活动。人们只有掌握了正常的生命活动及其规律,才能更好地去区别和认识异常的生命活动,探索疾病产生的机制。
细胞是构成机体*基本的结构和功能单位,且许多不同的细胞构成器官。行使某种生理功能的不同器官相互联系,构成一个系统。例如,心脏、动脉、毛细血管和静脉构成循环系统;鼻腔、咽喉、气管、支气管和肺构成呼吸系统等。人体是由各个系统相互联系、相互作用而构成的一个复杂的整体。因此,为研究生命活动变化规律,探讨生理作用及发生机制,了解环境条件对机体功能的影响,生理学的研究可在细胞分子水平、器官系统水平和整体水平上进行。把不同水平上研究所得到的知识综合起来,才能对人体的功能有全面、完整的认识。
第1节 生命活动的基本特征
各种生物体虽然具有千姿百态的生命现象,但从生理学的角度分析和研究,其基本特征主要包括以下几个方面。
一、新陈代谢
新陈代谢是指机体与外界环境之间不断地进行物质交换和能量转换的过程,它包括合成代谢和分解代谢这两个相辅相成的过程。合成代谢是指机体不断从外界环境中摄取营养物质来合成自身成分,并储存能量的过程;分解代谢是指机体分解其自身成分,释放能量供给生命活动需要,并将分解产物排出体外的过程。物质合成需要摄取和利用能量,而物质分解又需要将蕴藏在化学键内的能量释放出来,是维持体温和机体各种生命活动的能量来源。新陈代谢是一切生物体的*基本特征,新陈代谢一旦停止,生命也就结束了。
一、兴奋性
兴奋性是指机体的组织或细胞感受刺激并产生反应的能力或特性。它是在新陈代谢的基础上产生的,也是生命的一个基本特征。机体赖以生存的环境无时无刻不在变化。凡是能被机体感受的环境变化称为刺激,按刺激性质的不同可分为物理性刺激、化学性刺激、生物性刺激和社会心理性刺激等。机体的反应又有两种表现形式,即兴奋和抑制。兴奋是指机体、器官、组织或细胞受到刺激时,其功能活动的出现或增强:抑制则是指机体、器官、组织或细胞受到刺激时,其功能活动的停止或减弱。
下列哪些活动变化属于抑制A乙酰胆碱作用于心脏B吸入过多CO。,引起呼吸暂停C疼痛目起血压升高 D肾上腺素作用于血管 E剧痛引起意识暂时丧失
点评:乙酰胆碱对心脏的作用是抑制;吸入过多CO2会抑制呼吸;剧痛会引起疼痛性休克,也属于抑制作用。
刺激与反应之间具有因果关系。环境中的任何一个变化都必须具备一定的刺激强度、足够的作用时间及强度一时间变化率3个基本条件,才能成力机体的有效刺激。强度一时间变化率越大,刺激作用越强:反之,则越弱。
“两快一慢”是临床上护士在进行肌内注射时的操作要领,即进针要快,出针要快,注药要慢。进针、出针快,可缩短刺激的持续时间;而注药慢,可降低刺激的强度一时间变化率,从而减轻患者在接受注射时的疼痛感觉。
通常使用一定条件下的刺激强度来作为衡量组织兴奋性高低的客观指标。在刺激时间足够,而强度一时间变化率不变的前提下,引起组织发生反应的*小刺激强度称为阈强度,又称阈值。强度相当于阈强度的刺激称为阈刺激,大于阈强度的刺激称为阈上刺激,小于阈强度的刺激称为阈下刺激。不同组织或同一组织在不同的功能状态下,会有不同的阈值。单个刺激要引起组织兴奋,其强度必须大于或等于该组织的阈值。
组织兴奋性的高低与阈值的大小呈反比关系,即兴奋性c l/阈值。说明阈值愈小,组织的兴奋性愈高,对刺激的反应愈灵敏:反之,阈值愈大,该组织的兴奋性愈低,对刺激的反应愈迟钝。神经组织、肌肉组织和腺体组织的兴奋性较高,受刺激产生兴奋的反应迅速而明显,在生理学中将这些组织称为可兴奋组织。
考点:兴奋性、阈强度的概念
三、生殖
生殖是指生物体生长发育到一定阶段后,能产生与自己相似的子代个体以延续种系的功能,人类的生殖活动是指人体发育到一定阶段后,男性和女性发育成熟的生殖细胞相互结合,产生子代个体的正常功能活动。虽然生殖功能对于生物体生存的维持并非绝对需要,但每一生命个体终究会死亡,生、老、病、死是生物体的白然规律,为了物种的延续,只有通过生殖过程进行白我繁殖。
四、适应性
机体随内、外环境的变化而相应地调整其白身活动水平的功能特征称为适应性。适应性是生物体得以正常生存的基本条件。任何一个生物体,都只能生存于适合其生存的环境之中。例如,鱼类生活于水中,而人类则只能生活于含有大气的白然环境之中。但是,任何生物体赖以生存的内、外环境并不是一成不变的。因此,生物体必须与不断变化的生存条件之间保持动态平衡。人类大脑高度发达,因此,人类不但能适应环境条件变化,还能对环境变化预知,主动地改变环境条件,创造更优越的生存环境。
第2节 人体内环境
环境有外环境和内环境之分。外环境是指人体生存的不断变化的环境,包括自然环境和社会环境。一般情况下,不论外环境如何变化,人体都能保持生理功能的相对稳定,这主要是由于人体存在着相对稳定的内环境。
一、体液与内环境
人体内的液体称为体液。正常成人的体液量约占体重的60%,其中约2/3分布于细胞内,称为细胞内液:其余约1/3分布于细胞外,称为细胞外液。细胞外液中约3/4分布于细胞间隙内,称为组织间液或组织液;其余约1/4在心血管系统中不断地循环流动,即血浆。此外,还有少量的淋巴液和脑脊液等。
机体的绝大多数细胞是不与外环境直接接触的,直接与其接触的是细胞外液,即细胞外液是体内细胞直接接触和生活的环境,因此,将细胞外液称为机体的内环境,包括血浆和组织液等。
二、内环境稳态
稳态是指内环境的理化性质,如温度、pH、渗透压和各种液体成分等在一定范围内保持相对稳定的状态。内环境理化性质的相对稳定是一种动态平衡,它可在一定范围内变动但又保持相对稳定。例如,正常体温可在36. 0- 37. OOC波动,其波动范围小于l℃;血浆pH可在7.35 -7.45波动;血浆中各种离子浓度可在较小的范围内波动。
正常情况下,通过细胞的新陈代谢活动,机体将不断地消耗0,和营养物质,并不断地产生CO,和H+等代谢产物。机体可通过多个系统和器官的活动,使内环境的各种理化性质维持相对稳定。例如,肺可从外界环境摄取0,、排出CO:;胃肠道通过消化、吸收可补充细胞代谢所消耗的各种营养物质:肾可将多种代谢产物排出体外。实际上,稳态的维持是机体白我调节的结果,它需要全身各系统和器官的共同参与和相互协调。
稳态是维持机体正常生命活动的必要条件,因为机体细胞的各种活动几乎都是在酶促反应下进行的,而酶促反应又必须在一定的温度、酸碱度、离子浓度和渗透压等理化条件下进行,它还要求细胞外液要有充足的0,、水分和营养物质。稳态的破坏,即内环境的各种理化性质的变动超出一定的范围,将影响细胞功能活动的正常进行,如高热、酸中毒、缺氧、水与电解质平衡紊乱等都将导致细胞功能的严重损害,引起疾病,甚至危及生命。在临床上,若患者的某些血液检查指标明显偏离正常值.即表明稳态已遭受破坏,提示机体可能已患病。
关于稳态
内环境的稳态是法国生理学家C.Bernard提出的。他写道:“所有生命机制尽管多种多样,但只有一个目标,就是保持内环境中生活条件的稳定。”
在现代生物学和医学中,稳态概念不仅指血液、组织液等内环境的稳定状态,还包括了使有机体大多数稳定状态得以保持的那些协调的生理过程.稳态并不意味着没有变化,稳态的根本特性在于一些因素的相互作用,使在特定的时间内保持特定的状态。其实,稳态不仅是生理学中的概念,在控制论、细胞生物学、遗传学、生态学、临床医学等学科中也是广泛应用的重要概念。
第3节 人体功能的调节
随着内、外环境的变化,机体各个系统、器官的功能活动能及时调整,以维持内环境的相对稳定。活动的完整统一是通过人体功能的调节而实现的。
一、人体功能的调节方式
人体功能的调节主要有神经调节、体液调节和白身调节3种调节方式。
(一)神经调节
神经调节是神经系统以反射的方式调节人体功能活动的过程。机体的许多生理功能都是通过神经系统的活动来进行调节的,因此,神经调节是体内*重要、*普遍的调节。反射是指在中枢神经系统的参与下,机体对刺激所产生的规律性反应,如角膜反射、膝跳反射等。反射活动的结构基础是反射弧。反射弧由感受器、传人神经、中枢、传出神经和效应器5个部分组成(图1-1)。感受器是指接受某种刺激的特殊装置:效应器则为产生效应的器官。中枢是指位于脑和脊髓灰质内调节某一特定功能的神经元群。传人神经是从感受器到中枢的神经通路:而传出神经则为从中枢到效应器的神经通路。反射活动的完成有赖于反射弧结构和功能的完整,如果反射弧的任何一个部分遭受破坏,反射活动将不能完成。
神经调节的特点是反应迅速、准确而精细、作用时间短暂设作用范围局限。
(二)体液调节
体液调节是体液中的某些特殊化学物质,经血液循环或体液的运输,到达各自的靶组织或靶细胞,影响组织或细胞的功能。参与体液调节的化学物质主要是激素和局部代谢产物。
激素是指内分泌腺或内分泌细胞所分泌的一些生物活性物质,它主要通过血液循环运输至靶细胞并产生一定的作用,这种方式称为远距分泌。有些细胞产生的生物活性物质可不经过血液循环,而是在组织液中扩散,作用于邻近旁细胞,这种方式称为旁分泌。一些神经元将其合成的某些化学物质释放人血,然后经血液运输到远处,作用于靶细胞,这些化学物质称为神经激素。神经激素分泌的方式称为神经分泌。
体液调节的特点是作用缓慢、广泛及持续时间较长。
神经调节和体液调节在体内密切配合,共同完成生理功能调节。人体内多数内分泌腺或内分泌细胞受神经系统支配,因此,神经调节和体液调节是不能截然分开的。体液调节实际上是神经调节反射弧的延续部分,这种以神经调节为主,又有体液调节参与的复合调节方式,称为神经-体液调节
(图1-2)。例如,交感神经兴奋时,可引起肾上腺髓质释放肾上腺素和去甲肾上腺素,从而使神经和体液因素共同参与机体的调节活动。
(三)自身调节
白身调节是指组织细胞不依赖于神经或体液因素,白身对环境刺激产生的一种适应性反应。例如,血管平滑肌在受到牵拉刺激时,会发生收缩反应。这种自身调节对于维持局部组织血流量的稳定刺激起一定作用,保证体内一些重要器官的血液供应。例如,当动脉血压在80 - 180mmHg变动时,肾小动脉通过白身的舒缩来改变血流阻力,使肾血流量保持相对稳定,因此,肾小动脉有明显的白身调节能力。图1-2神经-体液调节示意图
自身调节的特点是调节幅度较小、灵敏度低及影响范围局限。
二、人体功能的反馈控制
运用控制论来研究、分析人体功能的调节,发现人体内从分子、细胞水平到系统、整体功能调节都存在着数以千计的控制系统。在这类控制系统中,控制部分发出指令控制受控部分的活动,而控制部分自身的活动又接受来自受控部分返回信息的影响。
受控部分发出的信息反过来影响控制部分的活动,称为反馈。反馈控制系统是一个闭环系统,具有自动控制的能力。由于反馈的存在,机体活动的调节更为精确。反馈有负反馈和正反馈两种类型 图1-3负反馈(左)与正反馈(有)示意图
(一)负反馈
负反馈是指受控部分发出的反馈信息与控制部分发出的信息相反的调节,使原控制部分的活动减弱。负反馈的意义在于使机体的生理功能维持在一定水平并保持相对稳定。调节动脉血压的压力感受性反射就是一个负反馈调节(详见第4章)。当动脉血压升高时,可通过反馈调节抑制心脏和血管的活动,使心脏活动减弱,血管舒张,*终使血压回降;反之,当动脉血压下降时,也可通过反馈调节增强心脏和血管的活动,使血压回升,从而维持血压的相对稳定。在神经调节、体液调节和自身调节中有许多环节都可通过负反馈而实现自我控制。人体内的负反馈极为常见。
(二)正反馈
正反馈是指受控部分发出的反馈信息与控制部分信息一致的反馈,即反馈作用与原来的效应一致,起到加强或促进的作用。正反馈的意义是促使某种生理功能,一旦发动起来就迅速加强加快直至全部完成,是不可逆的过程。例如,在排尿反射过程中,尿液通过尿道时,对尿道感受器的刺激信息返回排尿中枢,后者发出信息使膀胱平滑肌进一步收缩,直至将尿液全部排出体外。在正常人体功能调节过程中,正反馈还见于血液凝固和分娩等,远不如负反馈常见。(黄莉军)
自测题
一、名词解释
1.刺激
2.兴奋性
3.抑制
4.负反馈
二、填空题
1.机体内环境是指_____,它是体内细胞直接_____的环境。
2.内环境稳态是指内环境的____保持相对恒定_____的状态,它是细胞进行正常_____的必备条件。
3.要使环境变化成为机体的有效刺激,必须具备____、_____、和_____ 3个基本条件。
4.机体功能调节的基本方式有_____、______和_____。
5.神经调节的基本方式是_____,其结构基础是_____。
三、单项选择题
1.生命活动*基本的特征是
A.有心跳和呼吸功能
B.能量的储存和释放
C.同化作用和异化作用
D.内环境稳态
E.体温为37C
2.衡量兴奋性高低的指标是
A.阈电位 B.动作电位
C.局部电位 D.阈强度
E.强度一时间变化率
3.*能反映内环境状况的体液部分是
A.组织液 B.血浆
C.淋巴液 D.脑脊液
C.血浆 D.细胞外液
E.细胞内液
4.下列不属于内环境的体液是
A.组织液 B.淋巴液
C.血浆 D.细胞外液
E.细胞内液
5.内环境稳态是指其中的
A.化学组成恒定不变
B.化学组成相对稳定
C.理化性质恒定不变
D.理化性质相对稳定
E.理化性质绝对稳定
6.寒冷引起甲状腺激素分泌增多,机体新陈代谢增
高,是属于
A.神经调节 B.体液调节
C.自身调节 D.神经-体液调节
E.正反馈调节
7.血压在一定范围内发生变动,脑血流量仍然能保持相对稳定,这属于
A.神经调节 B.体液调节
C.自身调节 D.正反馈
E.负反馈
8.维持机体内环境稳态的重要调节方式是
A.正反馈调节 B.负反馈调节
C.神经调节 D.体液调节
E.自身调节
1.何谓机体的内环境?内环境的相对稳定有何生理意义?
2.神经调节和体液调节有何区别?