人体生物学

人体生物学 第一章 第一节 概述 一 生理学 概念 生理学(physiology):是研究生物体机能活动规律及机理的科学，是生物学的一个分支。 二 人体构造的各个层次 化学层次:指组成机体的各种有机、无机化合物 细胞层次:人体最基本构造及功能单位 组织层次:有上皮、肌肉、神经、结缔四种组织 器官层次:心脏、胃、肾脏等 (F) 系统层次: 11个主要系统 肌肉、骨骼、血液、循环、呼吸、消化、泌尿、感官、内分泌、神经、生殖+ 细胞的基功 能 + 能量代谢和体温 三 生理学的研究对象和任务 四 学习生理学的目的 五 学习 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 第二节 生命的基本 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 现 一 新陈代谢(metabolism):是指机体主动地与环境进行物质和能量交换的过程，同时体 内物质和能量也在进行转变。 二 兴奋性:有机体对内外环境变化发生反应的能力。 三 生殖 第三节 机体的内环境 一. 机体的内环境与稳态 (一)体液和内环境 1(内环境:体内细胞生活的环境，即细胞外液 2(内环境稳态 1)定义:内环境的化学成分和理化特性 保持相对恒定(F) (水、无机盐、有机物) (渗透压、pH、温度等) 2)意义:维持人的正常生命活动和新陈代谢的进行 二. 生物节律 生物节律(boirhythm):生物体的各种功能活动经常按照一定的时间顺序发生周期性变化， 周而复始地重复出现，这种变化的节律称之。 第四节 人体生理功能的调节 一. 神经调节(neuroregulation)1 方式:反射(reflex):指在中枢神经系统的参与下，机体对内外环境的刺激发生的规律性 反应。 2 结构基础:反射弧(reflex arc): 感受器,传入神经,反射中枢,传出神经,效应器 3 类型:非条件反射和条件反射 4 特点:迅速、局限、短暂(短、快、准) 二. 体液调节 1(定义:通过体液中化学物质作用进行的调节. 2(分类:内分泌(全身性调节)、 旁分泌(局部性调节)。 3(特点:缓慢、广泛、持久(慢、广、久) 三. 自身调节 1(定义:不依赖神经和体液而由自身对刺激产生的适应 性反应。 2(分类:局部代谢产物性自身调节、肌原性自身调节 3(特点:局限、不灵敏、幅度小 四. 生理功能调节的反馈控制系统 1 反馈调节 负反馈:反馈信息与控制信息作用相反，使控制信息效应减弱或抑制的方式。 正反馈: 2 前馈(feed-foorward):干扰信息对控制部分的直接 作用称为 前馈。 第二章 第一节 细胞的结构与物质转运功能 一. 细胞的结构 (一). 形态:圆形、梭形、扁平形 或不规则形。 (二). 结构:由细胞膜、细胞质、细胞核组成 (三). 细胞膜的结构 二. 细胞膜的功能: ( 一)细胞膜的物质转运功能 1 概述 A(物质转运的两个必备条件 1)细胞膜对物质有通透性 2)转运动力:如浓度差、电位差、渗透压差 B(细胞膜转运的物质有 1)小分子物质气体:CO2、O2 H2O 无机盐:Na、K、Cl、Ca等 有机物:GS、AA等 2)大分子物质;如酶、激素、吞噬的细菌等 2 小分子物质的跨膜转运形式 被动转运(passive transport):顺浓度(动力)，不耗能 1)单纯扩散(diffusion):溶液中的溶质或溶剂分子(小分子及脂溶性物质)由浓度高处通 过细胞膜向浓度低处扩散称之。 (气体(O2，CO2)，P高,P低) 扩散的量及速度:主要决定于膜两侧物质的浓度差和膜的通透性。 特点:扩散速率大。 2)易化扩散(simple diffusion):指某些非脂溶性或脂溶性较小的物质，在特殊蛋白(镶嵌在脂质双分子层中的蛋白质)的“帮助”下，由膜的高浓度一侧向低浓度一侧扩散的过程。 扩散的量:与被转运物质的浓度差和细胞膜对物质的通透性有关;如为电解质溶液还取决被转运的带电荷物质所受的电场力的大小，物质的净移动取决于这种物质自身的电位差与浓度差的代数和(电-化学梯度) (需膜蛋白参与) 参与易化扩散的蛋白质:载体蛋白(载体); 通道蛋 白(通道)。 易化扩散的方式: a:载体转运(运输):载体蛋白在膜的高浓度一侧与被转运物质结合，然后通过蛋白构形变化，将被转运的物质移往膜的另一侧，并与被转运物分离的扩散过程。 (象船，eg:GS，AA ) 特点:高度特异性;饱和现象;竟争抑制。 转运物:小分子有机物(如葡萄糖和氨基酸等)。 b: 通道转运(运输):在一定条件下，通道蛋白发生构形变化，其内部形成“孔道”(通道)，被转运物质顺浓度差或电位差通过细胞膜的扩散过程。 (机制:可能是由于细胞膜上的特殊蛋白质分子构成了具有高度选择性的亲水孔道，允许适当大小和带有适当电荷的离子通过 各种离子(K、Na、 Ga) 转运物:离子(K+ Na+ Ca2+等。K+ 离 子通道，Na+离子通道，Ca2+离子通道。) 通道运输 电压依赖性离子通道----电压门控通道 化学依赖性离子通道---化学门控通道 门控:通道的开闭现象。 方式:*化学门控通道:决定通道开闭的主要因素是化学物质，该通道称之。 *电压门控通道:决定通道开闭的主要因素是膜两侧的电位差，则该通道称之。 特点:特异性、饱和性、竞争性 3)渗透作用: H2O进出细胞的方式，P渗低,P渗高 主动转运(active transport)逆梯度，耗能(动力) (1) 概念:指细胞通过本身的耗能过程，依靠镶嵌在细胞膜上的具有特殊转运作用的蛋白质(泵蛋白)的帮助下，将某些物质分子或离子经细胞膜逆浓度梯度或电位梯度转运的过程。 泵蛋白具有特异性，按其所转运的物质种类可分为:钠泵，钾泵，钙泵，氯泵，和碘泵等，分别转运Na+ K+ Cl+ Ca2+等物质。 钠泵:是细胞上普遍存在的一种被称为Na+- K+依赖式ATP酶(简称Na+- K+- ATP酶)的蛋白质，具有酶的活性。其作用是当细胞内Na+浓度增高或细胞外K+浓度增高时，此酶被缴活，分解ATP获得能量，驱动Na+和K+逆浓度梯度和电位梯度把细胞内的Na+泵出膜外，同时把细胞外的K+泵入膜内，保持了膜内高K+膜外高Na+的正常分布，从而建立一种势能储备。故Na+泵也称Na+- K+泵。 3 大分子物质的跨膜转运形式 胞吐和胞饮作用 概念:细胞对于一些大分子或团块物质通过细胞的吞吐活动进行转运的方式称之。 A. 入胞:吞噬(固体)，吞饮(液体) B. 出胞:神经末梢分泌递质，腺体分泌激素 二 细胞膜的受体功能 细胞膜上有一类特殊蛋白质，它们能选择性地与某些化学物质(如激素 神经递质 药物)相结合，从而使细胞的功能活动发生改变。这种蛋白质称为该化学物质的受体。受体具有识别和传递信息的特性。受体与特异性化学物质结合后，能将该物质所携带的信息传递入细胞，引起一系列酶的变化，从而调控细胞的代谢活动和生理活动。 第二节 细胞的兴奋性和生物电现象 一(细胞的兴奋性 1(概念:兴奋性(excitability):是指有机体对内外环境变化发生反应的能力 (或指活组织或细胞对外界刺激发生反应的能力或特性)。 2(引起兴奋的条件: (1) 对刺激的感受 (2) 信号的传递 (3) 效应器的反应 3. 刺激 (1)刺激:是指能引起组织(细胞)兴奋的内外环境因素。 A.种类: 按性质分:机械性、化学性、生物性、精神性等 按强度分:阈刺激、阈上刺激、阈下刺激 B.刺激的三要素 a.刺激的强度 阈强度:最低限度的可以引起反应的刺激强度。(阈值) b.时间:(刺激需达到一定时间才能引起反应) 基强度:组织(或细胞)能否产生兴奋与刺激的强度和时间有关，刺激时间越长则阈强度越小，但刺激时间超过一定限度后，阈强度不再随着刺激时间的增长而进一步减少，这个最小的阈强度称之。 利用时:用基强度的刺激引起兴奋所需要的最短刺激时间。 c.强度的变化率:(只有达到一定强度的快速刺激，才能引起兴奋。) 4(兴奋性的指标与兴奋性的变化 (1)兴奋性的指标 A.阈强度: 阈强度越低，意味着组织越容易被兴奋，既兴奋性越高;反之。兴奋性与阈强度成反比。 B.时值:用两倍基强度的刺激引起组织兴 奋所需的最短的刺激作用时间。 兴奋性与时值成反比，时值越小表示兴奋性越高，反之。 (2)兴奋性的变化 A.绝对不应期 B.相对不应期 C.超常期 D.低常期 二(细胞的生物电现象及其产生机制 (一)生物电 1.概念:生物体在生命活动过程中所表现的电现象。 (可兴奋细胞膜内外两侧存在的跨膜电变化 ) 2.发现 3.记录: (1) 细胞外记录:双向动作电位 (2) 细胞内记录: 单向动作电位 (二) 损伤电位 1.概念:存在于组织(细胞)的损伤部和完整部位之间的电位差。 2.原因:由细胞膜两侧的离子浓度差造成。 (三)静息电位(Rp) 1.概念:指细胞未受刺激时，即“静息”状态下膜两侧所存在的电位差。(静息膜电位) 2. 特点:内负外正，相对恒定 几个概念: 1.极化:静息膜两侧所保持的内负外正状态。 2.去极化: 当静息电位的数值向膜内负值减少(绝对值减少)的方向变化时。 3.超极化:当静息电位的数值向膜内负值加大(绝对值加大)的方向变化时。 4.复极化:当细胞膜从静息到活动时，先发生去极化，然后向正常安静时膜内所处的负值恢复。 (四)动作电位(Ap) 1.概念:细胞受到有效刺激作用时，在静息电位的基础上产生一次短暂的 可扩布性的电位变化。 2.动作电位的组成及动作电位发生时，膜内外动作电位的变化 (1)上升相 去极化 -70~90 0mv 反极化 0 +20~+40mv (反极化:指膜内正电位逐渐增加而负电位逐渐减少，由原来的内负外正，转变为内正外负，这一极化状态的倒转称之。)(超射) (2)下降相:复极化 +20 ~ +40 -70~-90mv 3.动作电位的特征 (1)全或无:如果刺激未达到阈值，则不引起动作电位(无)，而动作电位一经引起，其幅度便具有最大(全)，不受继续增强刺激的影响。 (2)传导性:动作电位一经产生，即可在同一细胞内沿细胞膜传到远处，并且电位幅度不会随传导距离的增加而衰减，即非递减性传导或称不衰减扩布。 (3)脉冲式:因绝对不应期的存在，动作电位不可能融合。 (五)生物电产生的机制 1. 生物电产生的离子基础 生物电产生的离子学说:细胞生物电的各种表现，主要是由于某些带电离子在细胞两侧不均衡分布以及膜在不同情况下对这些离子的通透性发生改变展出的。这种离子的不均衡分布是膜结构中某些离子泵活动的结果，而对于各种离子的选择性通透则与膜的各种离子通道的功能状态有关。 2. 静息膜电位的产生机制 膜内外K浓度比约30:1 (动力) 浓度差(动力) K 外流 K 平衡电位 安静时K通道开放 ( 通透性) 电位差(阻力) 即静息电位、跨膜电位、膜电位 ？ Rp的产生:安静时，细胞膜上K通道开放，K外流，形成内负外正的Rp 3 动作电位产生的机制 1)去极化:细胞受刺激时, Na通道开放，Na快速内 流 (内正外负) 膜内外Na浓度比约1:10 (动力) 浓度差(动力) Na内流 Na平衡电位 受刺激时Na通道开放 ( 通透性) 电位差(阻力) 2)复极化:细胞去极化至一定程度, Na通道关闭，K通道开放，在细胞内外,K 的作用 下,K外流，形成复极化。 3)后电位:钠泵,排钠摄钾,形成微小的电位波动 三. 动作电位的传导 (一)传导:细胞的任何一处受到刺激而兴奋时，不但在受刺激部位产生动作电位，而且动 作电位会沿细胞膜由近及远地扩布到整个细胞。(常把神经纤维上传导的动作电位称为神经 冲动) (二)机制:局部电流学说: (三)特征: 1 完整性; 2 双向性; 3 不衰减性; 4 “全”或“无”现象; 5 相对不疲劳性。 第三节 细胞的跨膜信号传递功能 细胞内主要的跨膜信号传导途径: 膜通道跨膜信号传递途径，受体-G蛋白-第二信使跨 膜信号传递途径和酪氨酸蛋白激酶跨膜信号传递途径。 一 膜通道跨膜信号传递系统 (一)化学门控通道 (二)电压门控通道 (三)机械门控通道 二 受体蛋白，G-蛋白和第二信使跨膜信号传递系统 三 酪氨酸蛋白激酶(TK)信号传导系统 第四节 骨骼肌细胞的收缩功能 一 兴奋由神经向肌肉的传递 (一)神经--肌肉接点的结构---突触 接头前膜: 突触囊泡(含Ach)、 (神经末梢) 膜上有 Ca通道 突触间隙: 粘多糖 突触后膜(终板膜):有皱褶、Ach,R、 Na +K+通道等 (二)神经--肌肉接点处的兴奋传递过程及特点 1(传递过程 电(神经纤维上Ap)—化学(Ach)—电(骨骼肌上Ap)传递 (神经纤维上Ap ,前膜,前膜上Ca通道开放，Ca内流,大量Ach释放至间隙,形成 Ach-R,终板膜上Na、K通道开放,Na内流, 终板电位(局部电流),总和,相近肌膜产 生Ap) 2 讨论: (1). Ca2+内流: 起因:膜去极化 突触前膜Ca2+通道开放 细胞 外液 Ca2+内流。 作用: (2). 乙酰胆碱(Ach)的释放:量子释放(1个量子约 含1000~10000个分子) (3). Na +内流及终板电位的形成 (4).乙酰胆碱的降解 3 神经--肌肉接点传递的特点 (1)单向传递; (2)时间延搁; (3)易受环境因速和药物的影响 Ach被胆碱酯酶失活 : 有机磷,使胆碱酯酶失活,大量Ach堆积,肌肉震颤 肉毒杆菌、美洲箭毒,抑制Ach作用,肌肉松弛 二 骨骼肌的结构 (一)肌原纤维的结构 暗带(粗肌丝)-A带:M线连接，中间较明的为H区 明带(细肌丝)-I带:Z线 肌小节:相邻两Z线之间的区域，是肌肉收缩和舒张的最基本单位，它包含一个位于中间 部分的暗带和两侧各1/2的明带。其长度为1.5~3.5μm。 肌丝(蛋白微丝) A 粗肌丝:存在于A带，由肌球蛋白组成。结构为: 头部:呈双球形，具有ATP酶活性，能与肌动蛋白结合。横桥。 颈部: 尾部: B 细肌丝:由Z线伸出，纵贯I带全长，并伸长至A带部位，与粗丝呈交错对插。其组成为: (1)肌动蛋白:为细肌丝的主要成分。 单体为球形——G-肌动蛋白 双体为两条单体链铰合成双螺旋结构——F形肌动蛋白。 (2)原肌球蛋白:呈双螺旋结构，缠绕在肌动蛋白双螺旋的“沟壁”，并与之平行，安静时其正好在肌球蛋白与肌动蛋白之间，阻碍横桥与肌动蛋白的结合。 (3) 肌钙蛋白:在细丝上不直接与肌动蛋白分子连接，而以一定的间隔定位于原肌球蛋白的双螺旋结构上。由C.T.I三个亚基组成。C---Ca2+的结合位点;T ---把肌钙蛋白结合于肌球蛋白上;I---在C与Ca2+结合时，把信息传给原肌动蛋白，引起后者分子构向改变，解除它对肌动蛋白和横桥相互结合的阻碍作用。 (二)肌管系统 1 概念:指环绕在每一条肌原纤维周围的膜状微管结构。 2 横管系统(T管):由肌膜从表面横向伸入肌纤维内 部的膜小管系统。 作用:是将肌细胞兴奋时出现在肌膜上的电变化传到肌细胞内部。 3 纵管系统:(肌质网系统):指细胞内肌质网常围绕每条肌原纤维形成花边样的网。 终(末)池:纵管贼横管处管腔变宽并相互吻合，形成特殊的膨大。 作用:通过对Ca2+贮存、释放和再摄取，触发肌小节的收缩和舒张。 4 三联体 :分属两个肌节的相邻两个终池，其间隔以横管的复合体。 作用:它把横管膜上的电变化和细胞内收缩过程藕联起来的关键部位。 三 兴奋—收缩藕联 1 概念:肌膜的电变化和肌节的机缩短之间存在的中介性过程 2 Ca2+在耦联中的作用 3 步骤: (1)兴奋通过横管传导到肌细胞深部 (2)三联体把横管的电变化转变为终末池释放Ca2+ (3)肌肉收缩后Ca2+被回摄入纵管系统 肌膜Ap ,至横管膜,三联体(关键部位),终池Ca通道开放,Ca外流 , 肌浆中Ca,,(关键耦连物),肌丝滑行收缩 四 肌肉收缩的机制——肌丝滑行学说 1 学说的内容:肌肉的缩短是由于肌小节中细肌丝在粗肌丝之间的滑行，即当肌肉收缩时，由Z线发出的细肌丝在某种力量的作用下主动向暗带中央滑动，结果相邻的Z线互相靠近，肌小节长度变短，从而导致肌原纤维和整块肌肉的缩短。 2 肌丝滑行学说的证据 3 肌丝滑行过程 (1)肌肉收缩的分子机制 (2)肌肉舒张 肌浆中Ca,Ca与,亚基结合,，亚基传递信息,原肌凝蛋白变构,暴露横桥与肌动蛋白结合位点,横桥与肌动蛋白结合,拖动细肌丝滑行,肌肉收缩