第一章绪论(2学时) 主要内容 1、生理学概述:生理学研究的内容、对象及方法;生理学研究与水产养殖的关系;生理学研究的动 态及其进展 2、生理机能的调节及其控制:神经调节、体液调节及其与神经调节的关系、自身调节:非自动控制 系统:反馈控制系统;前馈控制系统;稳态的概念。 自学内容 1、生理学研究的动态及其进展 基本要求 1、要求学生明确学习动物生理学的目的和应有的态度 2、了解生理学研究的内容、对象、方法及其研究的不同水平 3、了解动物生理学与水产养殖的关系。 4、初步了解机体机能调节方式、调节控制及稳态的概念 重点、难点 1、生理功能的调节 2、生理功能调节的控制及稳态的概念 第一节动物生理学研究对象、任务和方法 动物生理学的研究对象 生理学( physiology):是生物学的一个分支,是研究生物体生命活动及其规律的科学。 什么是生命活动:肌肉运动、呼吸、消化、循环活动等。 维持这种活动的前提:活着的有机体,生命一旦停止,生物体功能活动不存在。所以生物体这 些机能活动的正常进行才能维持生物体生命的存在和延续,(这也是研究生理学的意义所在) 生理学 活着有机体一一生命活动 不仅如此,生理学还要描述这些生命活动的规律和作用机制。比如,氧和二氧化碳的气体交换 (要了解氧和二氧化碳是如何吸入体内,又如何排出体外等作用机制)。 机制:(原是指机器的构造和工作原理),在生理学上表示功能的内在活动方式,包括有关功能 与结构的相互关系、功能的变化过程以及这些变化过程的理化性质等
- 1 - 第一章 绪 论(2 学时) 主要内容 1、生理学概述：生理学研究的内容、对象及方法；生理学研究与水产养殖的关系；生理学研究的动 态及其进展 2、生理机能的调节及其控制：神经调节、体液调节及其与神经调节的关系、自身调节；非自动控制 系统；反馈控制系统；前馈控制系统；稳态的概念。 自学内容 l、生理学研究的动态及其进展 基本要求 l、要求学生明确学习动物生理学的目的和应有的态度。 2、了解生理学研究的内容、对象、方法及其研究的不同水平。 3、了解动物生理学与水产养殖的关系。 4、初步了解机体机能调节方式、调节控制及稳态的概念。 重点、难点 1、生理功能的调节 2、生理功能调节的控制及稳态的概念 第一节 动物生理学研究对象、任务和方法 一、动物生理学的研究对象 生理学（physiology）：是生物学的一个分支，是研究生物体生命活动及其规律的科学。 什么是生命活动：肌肉运动、呼吸、消化、循环活动等。 维持这种活动的前提：活着的有机体，生命一旦停止，生物体功能活动不存在。所以生物体这 些机能活动的正常进行才能维持生物体生命的存在和延续，（这也是研究生理学的意义所在） 生理学 ——活着有机体——生命活动 不仅如此，生理学还要描述这些生命活动的规律和作用机制。比如，氧和二氧化碳的气体交换。 （要了解氧和二氧化碳是如何吸入体内，又如何排出体外等作用机制）。 机制：（原是指机器的构造和工作原理），在生理学上表示功能的内在活动方式，包括有关功能 与结构的相互关系、功能的变化过程以及这些变化过程的理化性质等
生理学的发展是与医学实践的发展与需要密切联系的,17世纪,威廉·哈维( William Harvey) 对心血管系统的研究,首先奠定了器官生理学的基础,并使生理学成为一门独立的科学,后随着生 产的发展与社会,生理学有了很大发展,形成若干分支 1.研究对象不同分为 [A]植物生理学, [B]动物生理学:人体生理学、家畜生理学、家禽生理学、昆虫生理学、鱼类生理学、贝类生 理学等 按运动情况与生活环境不同 运动生理学、潜水生理学、高空、高山生理学 3.正常与病态:病理生理学 、动物生理学的三个研究水平 无论何种动物,生理功能及机制需从三个水平(细胞和分子水平、器官和系统水平、整体水平)进行 研究,三个水平的研究是相互联系、相互补充的。 1.整体水平的研究 主要研究机体与环境统一。第一:各器官活动都是围绕整体的生命活动,相互影响,相互协调。 因为有机体是以整体形式生存。 第二:完整机体对环境变化的反应和适应。 ex.剧烈运动时,心脏、呼吸、四肢肌肉兴奋、消化活动抑制 εx.有些鱼类生活在缺氧缺水,呼吸器官改变,常以鳃上器官(胡子鲶)或肠上皮(泥鳅)等作为 辅助呼吸器官 2.器官系统水平研究 机体每一局部与整体统一,但每一局部(器官系统)有其特殊功能,例如:心脏泵血,怎样泵 还要研究器官系统功能受何因素制约。 3.细胞和分子水平的研究 近年来发展很快领域,是在国际、国内领先的课题内容。因为每一器官机能特点都与其细胞的生 理活动分不开——细胞水平;而细胞生理特性又决定于构成该细胞的细胞器及组成物质的理化特性
- 2 - 生理学的发展是与医学实践的发展与需要密切联系的，17 世纪，威廉·哈维（William Harvey） 对心血管系统的研究，首先奠定了器官生理学的基础，并使生理学成为一门独立的科学，后随着生 产的发展与社会，生理学有了很大发展，形成若干分支： 1． 研究对象不同分为： ［A］ 植物生理学， ［B］ 动物生理学：人体生理学、家畜生理学、家禽生理学、昆虫生理学、鱼类生理学、贝类生 理学等。 2． 按运动情况与生活环境不同： 运动生理学、潜水生理学、高空、高山生理学。 3． 正常与病态：病理生理学。 二、动物生理学的三个研究水平 无论何种动物，生理功能及机制需从三个水平（细胞和分子水平、器官和系统水平、整体水平）进行 研究，三个水平的研究是相互联系、相互补充的。 1． 整体水平的研究 主要研究机体与环境统一。第一：各器官活动都是围绕整体的生命活动，相互影响，相互协调。 因为有机体是以整体形式生存。 第二：完整机体对环境变化的反应和适应。 ex.剧烈运动时，心脏、呼吸、四肢肌肉兴奋、消化活动抑制 ex.有些鱼类生活在缺氧缺水，呼吸器官改变，常以鳃上器官（胡子鲶）或肠上皮（泥鳅）等作为 辅助呼吸器官。 2． 器官系统水平研究 机体每一局部与整体统一，但每一局部（器官系统）有其特殊功能，例如：心脏泵血，怎样泵 血。 还要研究器官系统功能受何因素制约。 3．细胞和分子水平的研究 近年来发展很快领域，是在国际、国内领先的课题内容。因为每一器官机能特点都与其细胞的生 理活动分不开——细胞水平；而细胞生理特性又决定于构成该细胞的细胞器及组成物质的理化特性
细胞的生理特性还取决于特殊的基因,在不同条件下基因的表达也可发生改变,因此,生理学研究又 进一步深入到细胞的超微结构和分子水平, 细胞分子水平研究与电子显微镜技术,电子工业技术(电生理学)生物化学技术的发展密切相关 例如:细胞内外离子运动——细胞生物电——细胞兴奋和抑制等 三、动物生理学研究方法。 动物生理学是一门实验性很强的科学,其理论根据来自实验和实际观察。这种观察不仅对生命活动 的表面现象做客观记录,得出结论,同时人工地创造条件,使平时不能从外表观察到的生理活动观察 并记录。 使用手段包括:解剖,处理,控制条件,配合使用生理仪器。 1急性实验法一一分析法 离体实验法:从活的或刚死去的动物身上取下欲研究的器官,置于人工环境中,使之在较短时 间内保持正常生理功能,以便进行实验和观察。 活体解剖法:使动物处于麻醉状态进行活体解剖,暴露欲观察器官,以进行实验观察。 例如:蛙心灌流:蛙心脏可存活8小时。期前收缩与代偿间歇 优点:急性实验法有利于排除其它因素,专对某种器官组织的基本功能及生理特性进行较细的研究。 缺点:①具有片面性,缺乏与整体的联系,所以结论要进行分析 ②对动物的损害大,往往实验完后不能存活。所以要用低等动物。 2慢性实验法一一综合法 以完整、健康有机体为观察对象,并且冋外界环境保持比较自然的关系情况下进行实验,如消化、 营养、生殖等实验 持点:能较长时间维持动物生命,进行较长时间的实验和观察,所以,也称慢性实验法。 四、学习动物生理学与水产养殖的关系 现在看来有这么三个结合点: 第一:内分泌、生殖生理学与鱼、虾、贝育苗、人工繁殖。苗种培育 我国在四大家鱼人工繁殖方面达到国内国际领先水平。首先,五十年代为了解决养殖生产中家鱼 苗的来源,用注射鲤鱼垂体方法获得繁殖成功,以后改用注射人绒毛膜促性腺激素,获得家鱼繁殖
- 3 - 细胞的生理特性还取决于特殊的基因，在不同条件下基因的表达也可发生改变，因此，生理学研究又 进一步深入到细胞的超微结构和分子水平， 细胞分子水平研究与电子显微镜技术，电子工业技术（电生理学）生物化学技术的发展密切相关， 例如：细胞内外离子运动 ——细胞生物电——细胞兴奋和抑制等。 三、动物生理学研究方法。 动物生理学是一门实验性很强的科学，其理论根据来自实验和实际观察。这种观察不仅对生命活动 的表面现象做客观记录，得出结论，同时人工地创造条件，使平时不能从外表观察到的生理活动观察 并记录。 使用手段包括：解剖，处理，控制条件，配合使用生理仪器。 ⒈急性实验法——分析法 离体实验法：从活的或刚死去的动物身上取下欲研究的器官，置于人工环境中，使之在较短时 间内保持正常生理功能，以便进行实验和观察。 活体解剖法：使动物处于麻醉状态进行活体解剖，暴露欲观察器官，以进行实验观察。 例如：蛙心灌流：蛙心脏可存活 8 小时。期前收缩与代偿间歇。 优点：急性实验法有利于排除其它因素，专对某种器官组织的基本功能及生理特性进行较细的研究。 缺点：①具有片面性，缺乏与整体的联系，所以结论要进行分析。 ②对动物的损害大，往往实验完后不能存活。所以要用低等动物。 2.慢性实验法——综合法 以完整、健康有机体为观察对象，并且同外界环境保持比较自然的关系情况下进行实验，如消化、 营养、生殖等实验。 特点：能较长时间维持动物生命，进行较长时间的实验和观察，所以，也称慢性实验法。 四、学习动物生理学与水产养殖的关系 现在看来有这么三个结合点： 第一：内分泌、生殖生理学与鱼、虾、贝育苗、人工繁殖。苗种培育。 我国在四大家鱼人工繁殖方面达到国内国际领先水平。首先，五十年代为了解决养殖生产中家鱼 苗的来源，用注射鲤鱼垂体方法获得繁殖成功，以后改用注射人绒毛膜促性腺激素，获得家鱼繁殖
成功,一一结束了完全依靠天然的历史。70年代,运用自行全人工合成的促黄体素释放激素(LRH) 及其类似物(LRH-A)进行家鱼催产获得成功。 第二:消化、营养、代谢与繁殖、饵料配作、营养价值分析、消化酶的测定、消化吸收率测定。能 第三、血液学与鱼虾疾病防治 化验血液可诊断病。 第四:内分泌行为,神经感觉与捕捞。 第二节生命的基本特征 新陈代谢、兴奋性、生长和生殖是生命的基本特征 ※三个概念,解词。 新陈代谢 活着的有机体与外界时刻进行着物质与能量的交换。 新陈代谢概念:机体与环境进行的物质交换与能量交换过程。 包括两部分合成代谢:物质合成、能量贮存。 分解代谢:衰老物质排出,能量释放 、兴奋、应激性和适应性 1应激性:生物体对内外环境变化有一种反应能力 2兴奋性:一切活组织和细胞当其周围环境条件迅速改变时,有发生反应的能力或特性 两者区别:应激性是生物学中广泛的概念; 兴奋性是生理学概念,有点区别,电位变化 3刺激:引起机体或活组织发生反应的环境条件变化的因素称为刺激 不同组织在接受刺激发生反应时其表现有两种形式:兴奋和抑制 (1)兴奋:由相对静止状态转变为显著活动状态或由活动弱变为活动强,称为兴奋。 (2)抑制:由显著活动状态转变为相对静止状态或由活动强变为活动弱,称为抑制。 兴奋与抑制是生理学上重要概念。它们是相互联系,相互制约,它们都是活组织具有兴奋性的标 4适应性:
- 4 - 成功，——结束了完全依靠天然的历史。70 年代，运用自行全人工合成的促黄体素释放激素（LRH） 及其类似物（LRH—A）进行家鱼催产获得成功。 第二：消化、营养、代谢与繁殖、饵料配作、营养价值分析、消化酶的测定、消化吸收率测定。能 量平衡。 第三、血液学与鱼虾疾病防治 化验血液可诊断病。 第四：内分泌行为，神经感觉与捕捞。 第二节 生命的基本特征 新陈代谢、兴奋性、生长和生殖是生命的基本特征。 ※三个概念，解词。 一、 新陈代谢 活着的有机体与外界时刻进行着物质与能量的交换。 新陈代谢概念：机体与环境进行的物质交换与能量交换过程。 包括两部分 合成代谢：物质合成、能量贮存。 分解代谢：衰老物质排出，能量释放 二、兴奋、应激性和适应性 ⒈应激性：生物体对内外环境变化有一种反应能力 ⒉兴奋性：一切活组织和细胞当其周围环境条件迅速改变时，有发生反应的能力或特性。 两者区别：应激性是生物学中广泛的概念； 兴奋性是生理学概念，有点区别，电位变化。 ⒊刺激：引起机体或活组织发生反应的环境条件变化的因素称为刺激。 不同组织在接受刺激发生反应时其表现有两种形式：兴奋和抑制 ⑴兴奋：由相对静止状态转变为显著活动状态或由活动弱变为活动强，称为兴奋。 ⑵抑制：由显著活动状态转变为相对静止状态或由活动强变为活动弱，称为抑制。 兴奋与抑制是生理学上重要概念。它们是相互联系，相互制约，它们都是活组织具有兴奋性的标 志。 ⒋适应性：
当外界环境改变时,生物体的结构与机能发生改变,以维持机体的生存,这就是适应性 例如:低等动物体色随周围环境颜色的改变而改变,鱼类长期生活于缺水的沼泽形成了辅助呼吸系 生长与生殖 生长(体积增加)→合成代谢>分界代谢 当机体发育到一定阶段产生与自己相似的子代个体→生殖,或称为自我复制,这是种族延续的一种方 第三节生理功能的调节 一机体的内环境与稳态 动物体直接接触的外界环境称为外环境,外环境的各种条件是不断变化的。而动物体细胞直接生存 于细胞外液中,不与外界环境发生直接接触,因此,细胞外液被称为机体的内环境( internal environment),它主要由组织液和血浆组成 内环境具有相对恒定性,这是指内环境的理化性质并不是绝对静止不变的,各种物质在不断变 换中达到相对平衡状态,即动态平衡状态,这种平衡状态称为稳态( homeostasis。虽然机体外环境经 常外于变动中,但其内环境的理化因素,却是经常保持相对恒定的,这是机体维持正常生命活动的重 要条件。为什么能达到稳态,这与机体的调节活动密切相关 二生理功能的调节方式 (一)神经调节( Nervous regulation 神经调节:通过神经系统的活动对机体机能的调节。 神经调节的基本过程是反射。 1反射:在中枢神经系统参与下,机体对内外环境刺激所产生的有规律的应答 2反射的结构基础是反射弧:包括五部分 传入神经元 传入纤维 中间神经元 感受器 传出神经元 传出纤维 效应器 图8-6反射弧
- 5 - 当外界环境改变时，生物体的结构与机能发生改变，以维持机体的生存，这就是适应性。 例如：低等动物体色随周围环境颜色的改变而改变,鱼类长期生活于缺水的沼泽形成了辅助呼吸系 统。 三、 生长与生殖 生长（体积增加）→合成代谢﹥分界代谢 当机体发育到一定阶段产生与自己相似的子代个体→生殖，或称为自我复制，这是种族延续的一种方 式。 第三节 生理功能的调节 一 机体的内环境与稳态 动物体直接接触的外界环境称为外环境，外环境的各种条件是不断变化的。而动物体细胞直接生存 于细胞外液中，不与外界环境发生直接接触，因此，细胞外液被称为机体的内环境 (internal environment)，它主要由组织液和血浆组成。 内环境具有相对恒定性，这是指内环境的理化性质并不是绝对静止不变的，各种物质在不断变 换中达到相对平衡状态，即动态平衡状态，这种平衡状态称为稳态(homeostasis)。虽然机体外环境经 常外于变动中，但其内环境的理化因素，却是经常保持相对恒定的，这是机体维持正常生命活动的重 要条件。为什么能达到稳态，这与机体的调节活动密切相关。 二 生理功能的调节方式 （一） 神经调节（Nervous regulation） 神经调节：通过神经系统的活动对机体机能的调节。 神经调节的基本过程是反射。 ⒈反射：在中枢神经系统参与下，机体对内外环境刺激所产生的有规律的应答。 ⒉反射的结构基础是反射弧：包括五部分
(1)感受器:接受刺激的结构;是一种能量转换器,可把各种能量形式的刺激转化为生物电信号 (2)效应器:产生反应的结构 (3)神经中枢:在脑和脊髓中,它能对传入的神经冲动进行加工处理并发出冲动 (4)传入、传出神经:将感受器和效应器与神经中枢系统联系起来的通路 神经调节的基本形式为条件反射与非条件反射 非条件反射:是动物的基本反射活动,它具有固定的反射途径,是先天的(生来具有),不 变的 条件反射:是后天获得的(训练获得)暂时可以消失。 例如:铃声与摄食 前者:初级的、简单的、固有的 后者:高级的、复杂的、暂时的,后者以前者为基础 (二)体液调节( humoral regulation) 概念:机体内某些组织或器官分泌化学物质经体液运输到达全身的组织细胞或体内某些特殊的组织 细胞(靶组织)实现的调节 分泌物质:大部分激素一血液循环 某些激素和化学物质(CQ2乳酸、组、缓激肽等 通过组织液扩散作用于邻近的细胞,这种调节是局部性体液调节,称为旁分泌。 如果说体液调节走水路,则神经调节走公路 神经——体液调节:有些内分泌腺直接或间接地受神经系统的调节,此时,体液调节是神经调节的 个传出环节,是反射传出通路的延伸,这种调节称为神经一一体液调节 交感神经→肾上腺髓质→肾上腺素和去甲肾上腺素 (三)自身调节( autoregulation) 是指内外环境变化时,细胞不依赖于神经和体液调节而产生的适应性反应。ex:脑、肾血流量的 控制,不随血压(在一定范围内)的升降而改变血管舒缩状态以调节血流阻力,使血流量保持恒定。 三生理功能的调控机制 根据近代控制论观点,生理功能调节属于“自动控制系统”,任何控制系统都包括控制部分和受控 部分。 运用控制论原理分析动物机体的调节活动时,发现体内存在着三类控制系统:非自动控制系统
- 6 - （1） 感受器；接受刺激的结构；是一种能量转换器，可把各种能量形式的刺激转化为生物电信号； （2） 效应器：产生反应的结构； （3） 神经中枢：在脑和脊髓中，它能对传入的神经冲动进行加工处理并发出冲动。 （4） 传入、传出神经：将感受器和效应器与神经中枢系统联系起来的通路 神经调节的基本形式为条件反射与非条件反射 非条件反射：是动物的基本反射活动，它具有固定的反射途径，是先天的（生来具有），不 变的 条件反射：是后天获得的（训练获得）暂时可以消失。 例如：铃声与摄食 前者：初级的、简单的、固有的 后者：高级的、复杂的、暂时的，后者以前者为基础。 （二） 体液调节（humoral regulation） 概念：机体内某些组织或器官分泌化学物质经体液运输到达全身的组织细胞或体内某些特殊的组织 细胞（靶组织）实现的调节。 分泌物质：大部分激素—血液循环， 某些激素和化学物质（CO2、 乳酸、组胺、缓激肽等） 通过组织液扩散作用于邻近的细胞，这种调节是局部性体液调节，称为旁分泌。 如果说体液调节走水路，则神经调节走公路。 神经——体液调节：有些内分泌腺直接或间接地受神经系统的调节，此时，体液调节是神经调节的 一个传出环节，是反射传出通路的延伸，这种调节称为神经——体液调节 交感神经→肾上腺髓质→肾上腺素和去甲肾上腺素 （三） 自身调节（autoregulation） 是指内外环境变化时，细胞不依赖于神经和体液调节而产生的适应性反应。ex：脑、肾血流量的 控制，不随血压（在一定范围内）的升降而改变血管舒缩状态以调节血流阻力，使血流量保持恒定。 三 生理功能的调控机制 根据近代控制论观点，生理功能调节属于“自动控制系统”，任何控制系统都包括控制部分和受控 部分。 运用控制论原理分析动物机体的调节活动时，发现体内存在着三类控制系统：非自动控制系统
反馈控制系统、前馈控制系统。 (一)非自动控制系统 是一个开环系统(open- cloop system)。特点:仅由控制系统发出指令一一受控系统,而受控系统的 活动不会反过来影响控制部分,控制是单方向的 非自动控制系统的活动在体内不多见。 (二)自动控制系统(反馈控制系统 是一个闭环系统( closed- cloop system)。 控制部分不断对受控部分发出指令,令其活动:而受控部分则能不断地将其活动状况作为反馈信 息送回给控制部分,使控制部分能根据反馈信号来改变或调整自己的活动,使这一活动不断进行,从 而对受控部分的活动实行自动控制。 特点:控制部分与受控部分之间存在着往返的双向联系。 由控制系统发出指令(控制信息)一→受控系统; 反馈性调节:自动控制系统中,受控部分的信息,不断地返回控制部分,对控制部分进行纠正和 调整,使整个调节恰到好处。 信息 控制部分 受控部分 反馈 根据反馈信息的作用效果,分为正反馈和负反馈。 负反馈:如果反馈信息的作用与控制信息的作用相反,即降低控制部分的活动,称为负反馈。 正反馈:如果反馈信息的作用与控制信息的作用相同,即加强控制部分的活动,称为正反馈。 例如:血压调节 血压→刺激压力感受器→传入N→中枢→效应器→输出→血压↓ 负反馈:使原来信息减弱或终止 正反馈:原来效应加强:ex排尿反射加强一一直到排尿结束 还有分娩,血液凝固 (三)前馈控制系统 这类控制系统是指由控制部分发出信号,指令受控部分活动,同时通过另一快速途径向受控部分发 出前馈信号,及时调整受控部分的活动
- 7 - 反馈控制系统、前馈控制系统。 （一） 非自动控制系统 是一个开环系统(open-loop system)。特点： 仅由控制系统发出指令—→受控系统，而受控系统的 活动不会反过来影响控制部分，控制是单方向的。 非自动控制系统的活动在体内不多见。 （二） 自动控制系统（反馈控制系统） 是一个闭环系统（closed-loop system）。 控制部分不断对受控部分发出指令，令其活动；而受控部分则能不断地将其活动状况作为反馈信 息送回给控制部分，使控制部分能根据反馈信号来改变或调整自己的活动，使这一活动不断进行，从 而对受控部分的活动实行自动控制。 特点：控制部分与受控部分之间存在着往返的双向联系。 由控制系统发出指令（控制信息）—→受控系统； 反馈性调节：自动控制系统中，受控部分的信息，不断地返回控制部分，对控制部分进行纠正和 调整，使整个调节恰到好处。 信息 控制部分 受控部分 ↑ ∣ 反馈 根据反馈信息的作用效果，分为正反馈和负反馈。 负反馈：如果反馈信息的作用与控制信息的作用相反，即降低控制部分的活动，称为负反馈。 正反馈：如果反馈信息的作用与控制信息的作用相同，即加强控制部分的活动，称为正反馈。 例如：血压调节 血压→刺激压力感受器→传入 N →中枢→效应器→输出→血压↓ 负反馈：使原来信息减弱或终止 正反馈：原来效应加强：ex 排尿反射加强——直到排尿结束 还有分娩，血液凝固。 （三） 前馈控制系统 这类控制系统是指由控制部分发出信号，指令受控部分活动，同时通过另一快速途径向受控部分发 出前馈信号，及时调整受控部分的活动