&>&&>&2011生物竞赛动物生理学专题知识点整理
2011生物竞赛动物生理学专题知识点整理 投稿：曾洚洛
第二部分 动物解剖和生理 [考点解读] 本章研究动物的形态、结构及其发生、发展规律，动物的各种功能及其原理和活动规律，包括组织和器官的结构和功能、消化和营养、呼吸作用、血液循环、排泄、调节(神经和激素)、生殖和发育、免疫等几大部分。根据IB0考纲细则…
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动物解剖和生理
[考点解读]
本章研究动物的形态、结构及其发生、发展规律，动物的各种功能及其原理和活动规律，包括组织和器官的结构和功能、消化和营养、呼吸作用、血液循环、排泄、调节(神经和激素)、生殖和发育、免疫等几大部分。根据IB0考纲细则和近年来试题的要求，从知识条目和能力要求两方面定出具体目标。
动物组织和器官的结构和功能
组织：是由形态相似、功能相关的细胞和细胞间质所组成的细胞群，在机体内执行一定的功能。
器官：由多种组织构成的能行使一定功能的结构单位。
系统：各种功能、结构相近的器官组合起来共同执行生命的某一完整的生理功能。
一、动物组织的结构和功能
动物组织可分为上皮组织、结缔组织、肌肉组织和神经组织四大基本类型。在这四种组织中，结缔组织包含的种类最多，很难分类。
1．上皮组织
上皮组织中的细胞排列比较紧密，形状规则，具有极性，细胞间质少。上皮组织主要行使保护、分泌、吸收和排泄等功能。
2．结缔组织
由细胞及大量的细胞间质组成，起支持、连接、营养、防御、保护作用。包括液状的血液、淋巴，皮肤的真皮，真皮下面的疏松结缔组织、脂肪组织，肌腱、韧带、软骨和骨等。
3．肌肉组织
由肌细胞(肌纤维)组成，均含有肌原纤维。包括骨骼肌、心肌和平滑肌三种。
含有大量有横纹的肌原纤维和发达的肌管系统，多核。肌细胞由粗肌丝和细肌丝构成，
心肌纤维有分支，单核，有横纹，但不明显。心肌细胞包括组成窦房结（窦房结是心脏搏动的最高“司令部”）、房内束、房室交界部、房室束（即希斯束）和浦肯野纤维等的自律细胞，以及一般的心房肌和心室肌工作细胞。
肌细胞呈梭形，只有一个核，没有横纹。一般构成内脏器官管壁的肌肉层。
4．神经组织
神经组织是神经系统的主要构成部分。它包括神经元和神经胶质两种细胞。神经元是传导兴奋的单位。神经胶质有支持、保护、营养和修补的作用。
神经元分细胞体和突起两部分。神经元外都有神经膜包围，有接受刺激和传导神经冲动的功能。胞体内有细胞质和细胞核，是神经元的中心。
神经元的突起分树突和轴突两种。树突把冲动传向细胞体，轴突把冲动从细胞体传出。 每个神经元有树突1到几个，轴突1个。轴突和长树突总称神经纤维。
二、器官的结构和功能
多细胞生物的器官是由不同的组织经发育分化并按一定的方式相互结合构成的，执行
一定的生理功能，如心、肺、脑等。器官是由不同组织组成的。皮肤是最大的器官。
人体共有运动、消化、循环、呼吸、泌尿、生殖、神经、内分泌八大系统。
消化和营养
一、 消化系统由消化道和消化腺构成。
鱼类、两栖类和爬行类具有小而尖锐的牙齿，牙齿的结构比较简单，其作用仅限于咬住食物不至脱落，并帮助把食物囫囵吞下，牙齿无咀嚼作用。哺乳动物的牙齿，无论是形态还是功能都较为复杂，其特点是出现了异形齿，通常分化为门齿、犬齿和臼齿。脊椎动物的牙齿，就其结构和来源采说，同软骨鱼类(如鲨鱼的楣鳞)基本上是一样的，在胚胎发育过程中都是来自上皮组织，所以牙齿也是皮肤的一种衍生物。
咽后是食道，食物经此入胃。鸟类的食道有一膨大部分叫做嗉囊，有储存和湿润软化食物的作用。鸽在育雏时，嗉囊中还能分泌鸽乳，用以喂饲幼鸽。
胃位于腹腔上方，是一个肌肉质的囊。胃的收缩能力很强，能将食团压碎并进行搅拌。
人的胃可以使部分蛋白质水解成多肽，还能吸收部分的水、无机盐和酒精等。胃是消化道最膨大的部分，前端与食道相接处叫贲门，后端与肠相接处叫幽门。鸟类的胃可分为两部分，肌肉组织集中在后部，形成肌胃。而前部胃壁软薄，有发达的消化腺，叫腺胃。
哺乳类中，肉食性与杂食性动物的胃呈简单的囊状，叫做单胃。草食性动物中反刍类的胃不仅容积大，而且又分为几个部分，叫做复胃。牛、羊等反刍类具有典型的复胃，它们的“胃”分为4室，依次分为瘤胃、网胃、瓣胃和皱胃四部分，如图1-3-3所示。
皱胃是真正的胃，与其他哺乳类的胃同源，有丰富的腺体，能分泌胃液，水解食物，其余三部分是由于食道下端，膨大而形成的。瘤胃最大，瘤胃和网胃中有大量细菌和原生动物，能消化进入瘤胃和网胃的食物，特别重要的是能消化纤维素。在瘤胃中有许多与牛为共生关系的细菌和纤毛虫类的微生物，它们通过发酵的方式分解纤维素，而哺乳动物本身没有消化水解纤维素的酶。食物在瘤胃和网胃中陆续被微生物所消化，没有消化的大块食物又周期性地返回口腔被细细地咀嚼，并掺人唾液消化，消化后的食物连同微生物经瓣胃而进入皱胃和小肠，并被消化吸收。这就是反刍。骆驼只有瘤胃、网胃和皱胃，瓣胃特化成瘤胃周围的水囊(有二三十个)。
食物在胃内化为粥样食糜后即通过幽门而进入小肠。小肠的肌肉发达，能做有节律的蠕动，使食物和消化液混匀。小肠的长度随动物种类而不同。一般说来，草食动物的小肠最长，
肉食动物最短，杂食动物(包括人)介于两者之间。
小肠绒毛上皮细胞吸收营养物质，如水、甘油和胆固醇等，是通过自由扩散作用吸收的；Na+、K+、葡萄糖和氨基酸等，是通过主动运输来吸收的。
小肠通向大肠的部位有回盲瓣控制食物流动的方向。
大肠由盲肠和阑尾、结肠、直肠组成。人的盲肠小，没有用处。草食动物，如马、兔等的盲肠很大，其中有多种细菌和原生动物等，可以帮助消化纤维素。
阑尾是退化器官，无消化食物的功能，有时食物及细菌进入而招致发炎，即阑尾炎。
大肠基本上无消化作用，只吸收水、无机盐、部分维生素和少量剩余营养物质。
二、消化腺
唾液腺分泌唾液，唾液中有麦芽糖酶，能将淀粉消化为麦芽糖。
2．肝脏和胆囊
肝脏是人体中最大的腺体，也是最重要的器官之一。
胆汁是由肝细胞分泌的。肝细胞分泌的胆汁排人相邻肝细胞之间的胆小管内，经小叶间胆管流人左右肝管、肝总管，再经胆总管流人十二指肠。在非消化期，生成的胆汁转入胆囊管，流人胆囊内贮存，当消化时，胆囊收缩，胆汁流人十二指肠。
胆汁是黏稠而味苦的液体。胆汁的主要成分为胆盐、胆色素等。一般认为，胆汁中不含消化酶。胆汁的消化功能主要是通过胆盐的作用而实现的，它可以激活胰脂肪酶，可以和脂肪酸结合形成水溶性复合物，促进脂肪的吸收，还可促进脂溶性维生素A、D、E、K的吸收，胆盐、胆固醇和卵磷脂可以乳化脂肪，使脂肪变成微滴，大大地增加了与酶接触的面积，便于脂肪分解或直接被吸收。
(1)肝脏对体液的调节作用
①对糖类代谢的调节
肝脏把血液中过多的葡萄糖转化为糖原而储存于肝细胞中，使血糖含量恢复正常。肝脏将超量的葡萄糖转化为脂肪，由血液运到各处脂肪组织中储存。反之，肝中糖原就水解成葡萄糖，使血糖的含量恢复正常。
②对脂类代谢的调节
肝脏在脂类代谢中也有重要作用。肝分泌的胆盐直接影响脂肪的消化和吸收；血浆中的磷脂、胆固醇主要是由肝脏合成的；而且，肝脏还是脂肪酸氧化和合成的主要场所。
③对氨基酸代谢的调节
肝脏能将血液中的氨基酸保留下来，然后逐渐地再释放到血液中，由血液运送到身体各处，用以合成各种酶、激素以及新的蛋白质等。肝脏是蛋白质代谢中负责转氨及脱氨的器官。氨基酸只有脱氨之后才能转化为葡萄糖，然后转化成糖原或淀粉储存于细胞中，或作为能源而进入三羧酸循环。
(2)肝脏有合成多种蛋白质及其他物质的功能
肝脏是合成蛋白质的重要器官，如合成血浆蛋白(清蛋白、白蛋白以及某些球蛋白、纤维蛋白原、凝血酶原等)及多种与凝血有关的蛋白质，而且也是蛋白质分解代谢的主要场所。
(3)肝脏的解毒作用
肝脏是人体内主要的解毒器官，这些有毒物质随血液进入肝脏后，在肝内各种酶类的作用下，经过氧化分解或与其他物质结合等方式进行处理，变成无毒、毒性较小或溶解度较大的物质而排出体外。肝脏又是人体合成尿素的器官，蛋白质代谢中产生的有毒性的氨，在肝内变成无毒性的尿素，然后通过肾排出体外。
(4)吞噬功能
肝脏有吞噬、防御作用。肝脏中有吞噬细胞，衰老的红细胞被这种吞噬细胞所吞食。肝血窦壁有枯否氏星形细胞，能吞噬、消化经消化管吸收的微生物、异物等有害物质。
此外，肝脏是人体内重要的产热器官，人体在安静时所产生的热量，约有1／3来自肝脏。
胰为一带状腺体，在胃的后方，胰有许多分泌胰液的腺泡。胰内除有分泌消化液的腺泡外，在腺泡之间尚有分泌激素的内分泌腺组织，称胰岛。因此，胰兼有外分泌和内分泌两种功能。
胰液中含有多种消化酶，如胰淀粉酶、胰脂肪酶、胰蛋白酶和糜蛋白酶等。胰液中还含有大量的碳酸氢盐，它能中和胃酸，使肠内保持弱碱性环境，以利于肠内消化酶的活动。
三、食物的消化
1．消化方式
动物消化食物的方式有两种，即细胞内消化和细胞外消化(图1-3-7)。
(1)细胞内消化
单细胞的原生动物和海绵都是将食物颗粒吞人细胞之内进行消化的，是为细胞内消化。
细胞内消化虽然只是低等动物的消化方式，但内吞作用则是动物界的普遍现象。人体很多细胞如各种白细胞，甚至肠壁上皮细胞都保留了内吞作用的功能。
(2)细胞外消化
腔肠动物是最早出现细胞外消化的动物，但腔肠动物还同时保留着细胞内消化的能力。涡虫的细胞外消化有了进一步的发展。涡虫以细胞外消化为主，同时肠壁细胞也能将未消化食物碎渣吞入，在细胞内消化。
有细胞外消化功能的动物，除化学消化外，常常也发展了机械分解的能力和相应的结构。蚯蚓有砂囊，人、脊椎动物也有类似的(同功而不是同源的)机械分解的器官，如牙齿、鸟类的砂囊等。
2．食物的化学分解(消化腺与化学性消化)
唾液腺分泌唾液，唾液中含有唾液淀粉酶及溶菌酶。
胃腺分泌胃液对食物进行初步消化。胃液为无色酸性(pH 0．9—1．5)液体，含有盐酸、胃蛋白酶原等。盐酸由胃壁细胞所分泌，其主要作用为：激活胃蛋白酶原成胃蛋白酶，并为蛋白质分解提供酸性环境；使蛋白质变性易于分解；杀菌；促进促胰液素释放，从而促进胰液、肠液和胆汁的分泌；促进铁、钙的吸收。胃蛋白酶主要作用是：作用于蛋白质及多肽分子中含苯丙氨酸、酪氨酸的肽键分解蛋白质。
肝脏分泌胆汁。胆汁中不含消化酶，是—种含有胆盐、胆色素和胆固醇的混合液。其作用主要表现为胆盐的作用：乳化脂肪，促进脂肪消化；促进脂肪酸及脂溶性维生素的吸收；防止胆固醇沉积。
胰腺分泌胰液，胰液含有多种酶，能消化糖类、脂肪和蛋白质。此外，胰液中还含有消化核酸的酶。
①胰淀粉酶②胰蛋白酶和胰糜蛋白酶 ③羧基肽酶和氨基肽酶 ④脂肪酶
这是分散在小肠绒毛基部的消化腺，数量很多，能分泌消化蛋白质的酶和消化糖类的酶。小肠腺还分泌消化双糖的酶：蔗糖酶使蔗糖水解成一个葡萄糖和一个果糖，乳糖酶使乳糖水解为一个葡萄糖和一个半乳糖，麦芽糖酶使麦芽糖水解为2个葡萄糖。
消化产物经消化道黏膜上皮进入血液循环和淋巴系统的过程称为吸收。
(1)糖的吸收
糖类必须经过消化水解为单糖后，才被吸收。单糖的吸收主要在小肠。葡萄糖吸收通过载体进行，并为钠依赖性。
(2)蛋白质的吸收
蛋白质在小肠内消化分解为氨基酸与小分子肽(二肽、三肽)后再被吸收，也属载体介导与钠依赖性吸收。
(3)脂肪的吸收
脂类消化分解后的产物，脂肪酸、甘油一酯、胆固醇等受胆盐的作用，变为水溶物后才被吸收。
(4)无机盐的吸收
①钠的吸收：可顺着电化梯度通过扩散过程进入细胞，但Na+转运出黏膜细胞须通过Na+泵。钠转运过程中伴随水的转运。②钙的吸收：主要在十二指肠吸收，一般通过主动转运完成。酸性环境与维生素D促进钙吸收。③铁的吸收：三价铁需还原为亚铁才吸收。维生素C、胃酸均促进铁吸收。
(5)胆固醇的吸收
食物中酯化的胆固醇需经胆固醇酯酶和胰酶水解为游离胆固醇才吸收。
(6)维生素的吸收
水溶性维生素以简单扩散方式在小肠上部被吸收。维生素B12与内因子结合，在回肠被吸收。脂溶性维生素A、D、E、K与脂肪以相同方式在小肠上部被吸收。
机体细胞在进行氧化代谢时，要不断地摄取需要的O2，同时排出所产生的C02。这一过程称为呼吸。
呼吸过程包括三个互相联系的环节(图1-3-8)：①外呼吸：又称肺呼吸，指外界环境中的气体通过呼吸道与在肺部的血液进行气体交换；②气体在血液中的运输：③内呼吸：又称组织呼吸，指血液与组织细胞之间的气体交换。
一、呼吸的机制(呼吸运动与肺通气)
1．呼吸运动
胸腔的节律性扩大与缩小称为呼吸运动。呼吸运动是呼吸肌(主要是胸壁的肋间肌和膈肌)在神经系统控制下，进行有节律地收缩和舒张所造成的。
2．肺内压与胸膜内压的变化
(1)肺内压的变化
在肺通气过程中，由于肺内气体与大气之间存有压力差，气体才能克服呼吸道的阻力而进出肺。
(2)胸膜内压
胸膜腔内的压力，称为胸膜内压，简称胸内压。胸内压比大气压低，所以又称为胸内负压。
肺的回缩力越大，胸膜腔负压越大；肺的回缩力越小，胸膜腔负压越小。
3．肺容量和肺通气量
肺容量和肺通气量是衡量肺通气功能的指标，在不同状态下气量有所不同。
(1) 肺容量
肺容量指肺容纳的气体量。在呼吸周期中，肺容量随着进出肺的气体量的变化
①潮气量：每次呼吸时吸人或呼出的气量，称为潮气量。正常成人平静呼吸时，潮气量为400-600mL。
②补吸气量和深吸气量：平静吸气末再尽力吸气所能增加的吸入气量，称为补吸气量，正常成人为1500mL-2000mL。
③补呼气量：平静呼气末再尽力呼气所能增加的呼出气量，称为补呼气量。正常成人为900mL-1200mL。
④余气量和功能余气量：最大呼气末肺内残余的气量，称为余气量，正常成人为1000mL—1500mL。平静呼气末肺内存留的气量，称为功能余气量，它是补呼气量和余气量之和，正常时很稳定。
⑤肺活量和用力呼气量：最大吸气后做全力呼气，所能呼出的气量，称为肺活量，它等于深吸气量和补呼气量之和，正常成年男性约为3500mL．女性约为2500mL。
⑥肺总量：肺所能容纳的最大气量，称为肺总量，它等于肺活量与余气量之和，正常成年男性为5000mL—6000mL，女性为3500mL—4500ml。
(2)肺通气量
肺通气量有两个衡量指标。
①每分肺通气量：指每分钟进肺或出肺的气体总量，简称为每分通气量、其值等于潮气量与呼吸频率的乘积。正常成人安静时呼吸频率为12—18次／分，故每分通气量为6-8L。
②每分肺泡通气量：指每分钟进肺泡或出肺泡的有效通气量，简称为肺泡通气量。每次进或出肺泡的有效通气量等于潮气量减去无效腔气量，故每分肺泡通气量的计算公式如下：
每分肺泡通气量(L／min)=(潮气量—无效腔气量)×呼吸频率(次／min)
正常成人安静时每分肺泡通气量约为4．2L，相当于每分通气量的70％左右。潮气量和呼吸频率的变化，对每分通气量和肺泡通气量的影响是不同的。
深吸气量＝潮气量＋补吸气量
肺活量＝深吸气量＋补呼气量
肺总量＝肺活量+肺残气量
肺每分通气量＝潮气量×呼吸频率
肺泡通气量＝（潮气量－无效腔气量) ×呼吸频率
二、呼吸器官
1．呼吸系统的进化
单细胞原生动物生活在水中，它们可以通过体表直接与外界进行气体交换。
1）体表呼吸：从原生动物到线形动物，身体结构简单，可以直接通过体表的细胞与外界环境进行气体交换，没有专门的呼吸器官。
2）鳃和气管：较高等的无脊椎动物已具有呼吸器官，往往由表皮的一部分转变而来。这部分表皮的面积扩大，向内凹陷（气管）或向外突出（鳃）。
昆虫气管是外胚层内陷而成的，其陷入处形成了气门。气门有活瓣，可以自由开闭。与气门相连的是气管，其内壁的外骨骼加厚形成螺旋状，借以支撑气管。气管一再分支，最后形成许许多多的微气管，分散在各部分组织中。此外，昆虫的气管还可以连接成气囊，气囊壁很薄，容易伸缩，可以储藏较多的空气，以增加飞行时对氧的补给，并能增加在空气中的浮力。水生昆虫，体壁上有薄片状或丝状突起，内含气管，以便在水中进行气体交换，这就是气管鳃。
水生脊椎动物的鳃位于咽部，发生于咽部的鳃裂。鳃裂的前后壁表皮形成许多水平皱褶，称为鳃丝，组成鳃瓣，
3）肺：脊椎动物的呼吸结构都是由消化管的前端发展变化而成的，如水生脊椎动物的鳃，陆生脊椎动物的肺。
羊膜动物只在胚胎时期出现鳃裂，以后鳃裂逐渐消失，肺不断发育，出生后用肺呼吸。
两栖类的肺构造简单，仅仅是一对薄壁的囊，或者囊中稍有隔膜。由于换气效率低，所以两栖类的皮肤裸露、湿润而富有毛细血管，也能辅助呼吸。
爬行类的肺较发达，肺内分隔成许多的小腔，从而增大气体交换的面积。
鸟类的肺十分致密，和薄膜状的气囊相连通。气体经肺进入气囊后，再从气囊经肺排出，由于气囊的扩大和收缩，气体两次在肺部进行气体交换。这种在吸气和呼气时都能在肺部进行气体交换的呼吸方式，这是鸟类所特有的“双重呼吸”。
哺乳类的呼吸系统最为完善。呼吸道由鼻、咽、喉、气管和支气管组成。左右支气管通人两肺后一再分支，形成许多非常小的细支气管，最后形成呼吸细支气管和很小的肺泡管。每一肺泡管附有很多肺泡。肺泡是由单层上皮细胞构成的半球状囊泡，相邻肺泡之间的组织称肺泡隔，由丰富的毛细血管、弹性纤维等构成，具有良好的弹性和扩张性。毛细血管网与肺泡上皮紧紧贴在一起，结构很薄，有利于气体交换。
从爬行类开始，开始出现了胸廓，胸廓的运动可改变胸腔容积，由于内外气压差的不断变化，肺泡被动地扩张和收缩，实现与外界的换气。鸟类由于胸廓结构的特殊，在飞行时胸廓不能活动，利用两翼的上举下垂来使胸腔扩大和缩小，借此引起气囊作唧筒式的动作进行呼吸。哺乳动物具有肌肉质的膈，以及肋间肌和肋骨的配合动作，改变胸腔容积进行呼吸。两栖类没有胸廓，借助口腔底壁的升降，使肺的换气得以进行。
三、肺换气
1、肺换气的过程：毛细血管内皮细胞
2、影响因素：气体分压差、扩散系数、呼吸膜（肺泡-毛细血管膜）（共6层结构）、通气/血流比值
四、气体的运输
1、氧的运输：血红蛋白（Hb）：含有4个亚基单位，且之间由盐键连接，1分子 Hb可以运输4分子O2，影响因素：血液pH，血液CO2分压、温度和CO
2、二氧化碳的运输：溶解5%，化学结合95%（碳酸氢盐（主要形式）和氨基甲酸血红蛋白）
四、呼吸运动调节
1、呼吸中枢：低位脑干（不随意的自主呼吸节律调节）和大脑皮层（随意呼吸调节）
2、呼吸的反射性调节：1）肺牵张反射（黑-伯反射）迷走神经参与；2）化学感受性呼吸反射：化学感受器【外周化学感受器（劲动脉体和主动脉体）和中枢化学感受器（位于延腹外侧浅表部位，感受脑脊液和局部细胞外液中的H+水平的变化）】、CO2,H+和O2对呼吸的调节（CO2,对呼吸的影响：维持兴奋，过量则抑制和麻醉，作用对象为外周和中枢感受器；H+影响：动脉血H+增加或降低均加快或抑制呼吸器，作用对象为外周和中枢感受器；O2分压与呼吸呈正相关，作用对象也均为外周和中枢感受器）
血液分血浆和血细胞两部分。血浆约占血液总量的55％，血细胞约占45％。如果血液发生凝固，析出透明的淡黄色液体为血清，其与血浆不同之处在于血清已没有纤维蛋白原和某些凝血因子存在。
(1)血浆的组成
血浆略带黄色，微碱性(pH7．4)，其中溶有多种物质，如无机盐离子、蛋白质、氨基酸、糖类(如葡萄糖等)、脂类、激素、固醇、抗体、维生素以及溶解的02、C02、N2等。
血浆中的蛋白质占血浆总量的7％—9％，它们在物质运输、维持血浆胶体渗透压、酸碱度、免疫、凝血方面具有重要作用。包括纤维蛋白(这是血液凝结必需的蛋白质)、白蛋白和球蛋白。
(2)血浆渗透压和溶血
将溶液和水置于U型管中，在U型管中间安置一个半透膜，以隔开水和溶液，可以见到水通过半透膜往溶液一端跑，假设在溶液端施加压强，而此压强可刚好阻止水的渗透，则称此压强为渗透压，渗透压是指溶液中溶质分子通过半透膜的吸水能力；血浆渗透压是由晶体渗透压和胶体渗透压所组成。血浆晶体渗透压很高，对调节细胞内外水分交换和维持红细胞正常形态非常重要，血浆胶体渗透压很小，对调节血管内外的水分交换有着重要作用。
当血浆渗透压下降时，血浆中的水分转入细胞内，使细胞膨胀，可导致红细胞发生破裂，血红蛋白外逸的现象，称为溶血。
(3)血液的缓冲系统
正常人血液的pH值在7．35～7．45范围内变动。血浆中主要缓冲对为NaHC03／H2C03，Na—蛋白质／H-蛋白质、Na2HP04／NaH2P04。NaHC03／H2C03是最主要的。
血细胞(图1—3—19)分红细胞、白细胞和血小板3类，它们都来自共同的造血干细胞，成人的造血干细胞存在于骨髓中
红细胞是血液中最多的一种细胞。人的红细胞呈两凹的干扁盘状，红细胞中含血红蛋白，能携带氧气。血红蛋白是红细胞的功能性物质，由珠蛋白(约占96％)和一种含铁的色素即血红素(约占4％)结合而成，在哺乳类，包括人在内，红细胞都没有细胞核。但红细胞发育早期是有核的，但随着发育，细胞核以及线粒体、高尔基体、内质网和核糖体等都从细胞中消失，红细胞变成一个富含血红蛋白的无核细胞而进入血液循环。鸟类的红细胞是有核的。
红细胞还含有另一种蛋白分子——碳酸酐酶，一种使红细胞具有运送二氧化碳功能的酶。
白细胞比红细胞少得多，根据核的形状和细胞质中颗粒的特性，白细胞可分为颗粒和无颗粒白细胞两大类。前者可分为中性、嗜酸性和嗜碱性3种粒细胞，后者包括单核细胞和淋巴细胞。
有些白细胞不仅存在于血液中，也存在于身体各处的结缔组织以及淋巴系统中。它们能以变形运动穿过毛细血管壁和淋巴管壁而进入组织液和结缔组织中。
白细胞的功能是保护身体，使不受细菌和其他外物的侵袭。它们保护身体的方式有两种：一是吞噬，二是免疫。
4．血小板(凝细胞)
哺乳类以外的所有其他脊椎动物，其凝细胞是有核的完整细胞。
在哺乳类，凝细胞很细小，球形或盘形，没有细胞核，所以称血小板。主要功能是参与整个生理止血过程。
二、凝血和抗凝血
1、凝血：由流动变成凝胶态，生理性凝血过程包括血管挛缩、血小板血栓和纤维蛋白凝块形成三个时相
2、凝血因子：凝血因子有十多种，Ⅰ-Ⅻ，大部分为蛋白质，具有酶特征，血小板参与凝血
3、抗凝系统：细胞抗凝系统（网状内皮系统）和体液抗凝系统（肝素和抗凝血酶）
三、血型和输血
1、血型：ABO血型：红细胞膜上有：凝集原A和凝集原B，血清中含有抗A和抗B
2、输血：A（A,O）B(B,O)
AB(A,B,AB,O)
O型血是万能输血者
AB型血是万能受血者
四、血液循环
1．血液循环系统的进化
血液循环系统最早出现于纽虫(稍高于扁形动物)，无心脏，血管能收缩，血流无一定方
环节动物的循环系统为闭管式循环(图l-3-20)。其循环系统的产生与体腔的形成有关，由原体腔遗留下来的空隙形成背血管和腹血管的内腔以及血管弧(或称“心脏”)的内腔。血细胞是无色的，不携带O2；将O2携带到组织中去的是溶于血浆中的蚯蚓血红蛋白。
软体动物的循环系统为开放式循环，呼吸色素（各种动物血中存在的可运输氧的有色物质。能随血中氧分压的变化而结合或释放氧。主要有血红蛋白、血蓝蛋白、血绿蛋白、蚯蚓血红蛋白。）是血红蛋白(含Fe，氧化成红色)或血青蛋白(含Cu，氧化成蓝色)。
节肢动物的循环系统为开放式循环(又称“血淋巴”，图1-3-20)。甲壳类含血青蛋白；昆虫血液大多无色，少数(如播蚊)含血红蛋白。血液只运输营养物，不携带O2，气体运输靠气管系统。
各类脊椎动物循环系统的形态结构属于同一类型，它们都由心脏、动脉(大动脉、动脉和小动脉)、毛细血管、静脉(小静脉、静脉和大静脉)和血液等部分所组成。如图1—3—21所示。
鱼类用鳃呼吸，心脏简单，分4室(图1—3—22A)，从后往前顺序为静脉窦、心房或心耳、心室和动脉锥。血液在鳃中放出C02，吸收02，然后出鳃，流入身体各部。所以鱼的血液每循环一周，只经过心脏一次。
两栖类成体用肺呼吸。心脏结构比鱼类前进了一步，心房由纵隔分为左右2个互不相通的心房(图1—3—22B)。两栖类血液循环综合如下：体循环：大动脉、颈动脉→动脉、动脉毛细血管→静脉毛细血管→静脉→静脉窦→右心房→心室→动脉锥。肺循环：动脉锥→肺皮动脉→肺动脉→肺→肺静脉→左心房→心室→颈动脉、大动脉。由于两栖类的循环系统有了体循环与肺循环之分，因而血液完成一个循环要通过心脏2次。
爬行类(图1-3-22C)的动脉锥中有纵隔，将动脉锥分成两部分：一部分连入动脉，另一部分和肺动脉相通，因而爬行类的体循环和肺循环比两栖类分得清楚。爬行类的心室中也有纵隔，但除鳄鱼外，纵隔不完全，因而血液仍有混合。此外，爬行类的静脉窦也大大缩小，这预示静脉窦的退缩趋势。
鸟类和哺乳类的心脏达到了最高水平，心房和心室都分为彼此完全不通的左右2个(图1-3—22D)。这样就使心脏左右两半中的血液完全隔开，不再混合。静脉窦已不复存在，只留有痕迹，即窦房节。大动脉中的血液纯是含氧的血，因而各组织能收到更多的氧，代谢活动就有可能更为提高。鸟类和哺乳类是温血动物，在严寒季节仍能维持体温，这与血液循环系统的发达有关。
人的心脏分为4室(图1—3—23)，即左右心房和左右心室。左心房和左心室的血液是从肺流回的带氧的血，右心房和右心室的血液是从大静脉流人的带C02的血。
A、房室瓣：心房和心室间的瓣膜。分为：二尖瓣（左心房和左心室之间的瓣膜）和三尖瓣（右心房和右心室之间的瓣膜）。
B、半月瓣：左心室和大动脉之间，右心室和肺动脉之间的瓣膜。
在形态上，心肌和骨骼肌相似，也是多核的，细胞内粗细纤丝的排列和横纹肌一样，也是有规律的，因而也有横纹。通过肌间盘把心房或心室的全部心肌细胞连接成一个整体，离子很容易穿过，动作电位的传导也很少阻力，因而2个心房或2个心室同时收缩、同时舒张。此外，心肌中的线粒体比骨骼肌的还要多。
(3)心搏和心脏传导系统
心脏有节律的收缩和舒张产生了心跳或心搏。心搏来自心肌的收缩。
心搏的产生是由于心脏有一个由特殊的心肌纤维构成的传导系统，包括窦房结、房室结、房室束与蒲肯野氏纤维等部分。窦房结是心搏的启动器。
(4)心动周期
心房收缩后舒张，此时心室收缩，然后心室舒张，此时心房又开始收缩，这一过程称为一个心动周期。一次心搏就一个心动周期。
(5)心脏的泵血功能
在心脏泵血功能中，心室的舒缩活动起主导作用。心室的舒张形成心房与心室之间的
压力梯度是血液经心房流人心室的主要动力。
成年人每分钟约心搏72次。一侧心室每搏动一次所射出的血量，称为每搏输出量。每分钟一侧心室所射出的血量，称为每分输出量(心输出量)。
三、淋巴系统
淋巴系统是循环系统的一个组成部分，它由淋巴管、淋巴结、脾等组成。主要功能是将过剩组织液及组织液中蛋白质回流人静脉。此外，淋巴结、脾等还能清除体内异物，生成淋巴细胞。
1，淋巴系统
身体各部，除脑、脊髓、骨骼肌以及一些特化组织如软骨等处外，都有淋巴管，淋巴管内有淋巴，淋巴周流全身，构成淋巴系统。但淋巴管很难看见，因为淋巴管很薄而透明，其中淋巴也是透明的。
各种组织细胞之间都有组织液。组织液渗入淋巴管即形成淋巴（淋巴液），和组织液、血浆的成分基本一样。但淋巴中没有红细胞而有大量淋巴细胞，因而淋巴系统具有重要的免疫功能。
淋巴在管中向心脏方向缓缓流动，经较大的淋巴管，最后通人静脉，在静脉中与血液混合而人心脏。所以淋巴的流动和血液的循环流动不同，淋巴都是向心流动的。胸腺、脾脏、扁桃体等都属淋巴系统，可称为淋巴器官。沿各淋巴管有或大或小的淋巴结，其中有淋巴细胞和吞噬细胞，淋巴结也是淋巴器官。淋巴流过淋巴结时，液中死细胞、碎屑以及细菌等外物即可为吞噬细胞消灭。
人和其他哺乳类的淋巴系统没有类似于心脏的器官，淋巴完全依靠淋巴管周围的肌肉收缩而流动。淋巴管中有单向的瓣膜，使淋巴液能按一个方向流动。除人和哺乳类外，很多其他脊椎动物都有“淋巴心”，位于主要淋巴管上。淋巴心能舒张和收缩，推动淋巴液的流动。
机体将进入血液的代谢尾产物、体内过剩物质以及异物排出体外的过程称排泄。排泄途径有：由呼吸器官排出C02和少量水分；由消化道排出一些无机盐类(钙、镁、铁等)和胆色素；由皮肤、汗腺排出水分以及NaCl和尿素等；由肾脏排出尿液。
肾脏是主要的排泄器官，其功能有：排泄；维持电解质和酸碱平衡与水平衡；生成某些生物活性物质，如肾素和促红细胞生成素。
泌尿系统由肾脏、输尿管、膀胱、尿道组成。
一、肾脏的结构
肾脏由肾单位、集合管和少量结缔组织组成。
1．肾单位：肾单位由肾小体和肾小管组成。
2．集合管：集合管与肾单位共同完成泌尿功能。集合管对浓缩尿和稀释尿的形成起重
二、尿的产生
尿是在肾单位和集合管中生成的。其生成的基本过程为：①肾小球的滤过作用；②肾小管与集合管的选择性重吸收作用：③肾小管与集合管的分泌和排泄作用。
血浆通过肾小球的滤过作用生成原尿；原尿通过肾小管和集合管重吸收和排泄作用生成终尿。
近曲小管是最重要的重吸收部位，葡萄糖、氨基酸、维生素及大量NaCl都被肾小管上皮细胞吸收，并转移到附近的血管中。重吸收是逆浓度梯度进行的，所以是耗能的。
三、尿生成的调节
1、肾交感神经：活动加强，引起入球和出球小动脉收缩，肾小球滤过率降低
2、抗利尿激素：由下丘脑合成，提高远曲小管和集合管上皮细胞对水的通透性，增加水的吸收，使尿量减少。
3、肾素-血管紧张素-醛固酮系统：肾素（球旁器的球旁细胞分泌——催化血管紧张素原合成血管紧张素——刺激肾上腺皮质球状带合成和分泌醛固酮，作用是促进水和氯化钠的重吸收，同时醛固酮有吸钠排钾作用。
调节（神经和体液）
一、神经系统
神经系统是起主导作用的功能调节系统，包括外周、中枢两大部分。外周神经系统分躯体神经与植物性神经两部分；中枢神经系统由脑和脊髓两部分组成。
1．外周神经系统
外周神经系统，是神经系统的外周部分，它一端与中枢神经系统的脑或脊髓相连，另一端通过各种末梢装置与机体其他器官、系统相联系。它同脑相连的部分叫脑神经，共12对；它与脊髓相连的部分叫脊神经，共31对。外周神经系统又可根据其功能的不同，分为传入神经和传出神经两种：传入神经（也叫感觉神经）为将外周感受器上发生的神经冲动传到中枢的神经纤维；传出神经（也叫运动神经）为将中枢发出的神经冲动传至外周效应器的神经纤维。传出神经又可根据其支配对象而进一步分为支配骨骼肌的躯体运动神经和支配内脏器官的植物性神经。植物性神经系统又分为交感神经和副交感神经两部分。
2．中枢神经系统
中枢神经系统由脑和脊髓两部分组成。
脊髓前端与延髓相连，后端终止于脊柱的末端。
脊髓的中央部分在脊髓横切面上成蝴蝶形，称为灰质。细胞体和突触都位于灰质。灰质的左右两“翅”又可分为背角和腹角两部分。感觉神经元的细胞体位于脊髓外面的脊神经节中，它们的纤维从背角进入灰质。运动神经的细胞体位于腹角，它们的轴突从腹角伸出，和进入背角的感觉神经组成脊神经，分布到身体各部。
灰质之外是白质。白质中没有细胞体，主要是成束的神经纤维。白质之所以白，是由于有髓鞘纤维存在乙髓鞘纤维进入灰质的部分都是末端，都没有髓鞘，所以灰质不是白色的。
脊髓有两个功能：一是传导上下神经冲动。二是作为反射中心(某些反射的初级中枢)。
脊髓是交感神经和部分副交感神经的发源地，是调节内脏活动的初级中枢，如脊髓可完成基本的血管张力反射、发汗反射、排尿反射、排便反射、勃起反射等，但这些反射功能是
脑的发育和进化如表1—3—2所示：
脑包括大脑、间脑、中脑、小脑、脑桥、延髓。大脑分为两半球，包括大脑皮质与基底神经节。间脑包括丘脑与下丘脑，脑桥、中脑、延髓合称脑干(图1-3-31)。
①延髓：延髓是脑的最后部分，和脊髓相连接。延髓十分重要，含有多种“活命中枢”，如呼吸中枢、心搏和血压中枢以及控制吞咽、咳嗽、喷嚏和呕吐、唾液分泌等反射活动的整合中枢等。
②脑桥：脑桥中有横向排列的神经束，和小脑相通，可协调小脑左右两半球的活动。脑桥中还含有呼吸中枢，有调节呼吸的作用。
小脑的功能主要是调节各肌肉的活动，以保持动物身体的正常姿势。
在鱼类和两栖类，中脑很重要，各种感觉信息都是从感觉神经进入中脑，在中脑整合之后，由中脑作出决定，发布指令，通过运动神经而达效应器。哺乳类的新皮质，取代了中脑的许多功能，因而中脑不发达。哺乳类中脑中有视觉和听觉的反射中心。
下丘脑位于丘脑下面，又称丘脑下部。下丘脑是内脏机能的重要控制中心。下丘脑还有调节体温和控制喜、怒、哀、乐等情绪的功能。
下丘脑还有分泌激素的功能，催产素和加压素就是下丘脑分泌的。此外，下丘脑还能分泌多种“释放因子”来控制内分泌腺的活动，如促性腺激素释放因子、促甲状腺激素释放因子、促肾上腺皮质激素释放因子等。
在低等脊椎动物，丘脑是主要的感觉整合中心。人和其他哺乳类，大脑取代了丘脑的一部分功能，但丘脑仍是重要的感觉整合中心。来自脊髓和脑后部的感觉冲动通过丘脑，在丘脑转换神经元后进人大脑的。
人的大脑皮质(新皮质)很发达，2个对称的大脑半球从前向后延伸，盖住脑的其他部分，并且表面扩大，褶叠成回，回与回之间以沟相隔，大脑皮质展开后的面积可达
0．5m2。大脑皮质之下为由神经纤维构成的白质。
哺乳动物和人的感觉功能和运动功能在大脑皮质由确定的部位负责。根据功能的不同，可将大脑皮质划分为不同的感觉区和运动区，如皮质的后部有视区。视区损伤，视觉就要丧失。大脑侧面有听区，损伤听区可导致失聪。两大脑半球的侧面各有一条从上到下的沟，为中央沟，沟前为体运动区，协调身体各部肌肉的运动；沟后为身体感觉区，感知触、冷、热、压力等来自皮肤感受器的信息。
3．自主神经系统
分配到心、肺、消化管及其他脏器的神经属自主神经系统，又称内脏神经系统。这一系统又分为交感神经系统和副交感神经系统，其功能是调节体内环境条件，如血压、心率、体温等。
自主神经系统的主要特点是不受意志的控制。另一特点是，每一脏器同时接受交感和副交感两套神经纤维的作用，两者的作用是相反的：一个是使器官的活动加强，另一个是使器官的活动减弱。
交感神经和副交感神经对器官的相反作用，来自它们产生的神经递质和所作用内脏器官的受体的不同。脊椎动物副交感神经系统的运动纤维所释放的递质是乙酰胆碱，交感神经系统的运动纤维大多释放去甲肾上腺素。
(1)反射与反射弧
反射是指在中枢神经系统参与下，机体对内、外环境刺激的规律性应答，是神经系统实现其调节功能的基本方式。实现反射活动的结构基础为反射弧。参与神经活动的神经结构由五个基本部分组成，包括感受器、传人神经、反射中枢、传出神经和效应器；
反射分条件反射和非条件反射。非条件反射生来就有，有固定反射弧，在高等动物，有的不需大脑皮层即可完成，包括食物反射、性反射、防御性反射，保障动物的基本生存。
(2)神经系统的高级功能(即大脑皮层的生理活动)
三种反射的差异见表1-3—5。
5、兴奋的传导和传递
(1)在神经纤维上的传导
A、静息电位及产生原理
①静息电位：细胞膜处于安静状态下，存在于膜内外两侧的电位差，称为静息电位。安静时，细胞膜两侧这种数值比较稳定的内负外正的状态，称为极化。极化与静息电位都是细胞处于静息状态的标志。以静息电位为准，若膜内电位向负值增大的方向变化，称为超极化；若膜内电位向负值减小的方向变化，称为去极化；细胞发生去极化
后向原先的极化方向恢复，称为复极化。从生物电来看，细胞的兴奋和抑制都是以极化为基础，细胞去极化时表现为兴奋，超极化时则表现为抑制。
②、静息电位的产生原理
在静息状态下，由于膜内外K＋存在浓度差和膜对K＋有较大的通透性，因而一部分K＋顺浓度差向膜外扩散，增加了膜外正电荷；虽然膜内带负电的蛋白质（A－）有随K＋外流的倾向，但因膜对A－没有通透性，被阻隔在膜的内侧面。
B、动作电位及其产生原理
①动作电位：细胞膜受到刺激时，在静息电位的基础上发生一次可扩布的电位变化，称为动作电位。动作电位包括一个上升相和一个下降相，上升相表示膜的去极化过程，此时膜内原有的负电位迅速消失，并进而变为正电位，出现膜两侧电位倒转（外负内正），整个膜电位变化的幅度可达90～130mV。其超出零电位的部分称为超射。下降相代表膜的复极化过程，是膜内电位从上升相顶端下降到静息电位水平的过程。神经纤维的动作电位，主要部分由于幅度大、时程短（不到2ms），电位波形呈尖峰形，称为峰电位（Spike potential）。在峰电位完全恢复到静息电位水平之前，膜两侧还有微小的连续缓慢的电位变化，称为后电位。
动作电位的引起及产生原理：细胞膜受到刺激后，首先是该部位细胞膜上Na＋通道少量开放，膜对Na＋的通透性稍有增加，少量Na＋由膜外流入膜内，使膜内外电位差减小，称为局部去极化或局部电位，局部电位不能远传。但Na＋内流使膜内负电位减小到某一临界数值时，受刺激部位的膜上Na＋通道全部开放，使膜对Na＋的通透性突然增大，于是膜外Na＋顺浓度差和电位差迅速大量内流，从而爆发动作电位。动作电位上升相是由于膜外Na＋大量内流，膜内电位迅速高，使原来的负电位消失并高出膜外电位，在膜的两侧形成一个内正外负的电位差。简言之，动作电位的上升相是Na＋内流所形成的电一化学平衡电位，是膜由K＋平衡电位转为Na＋平衡电位的过程。动作电位下降相是K＋外流所形成，是膜由Na＋平衡电位转变为K＋平衡电位的过程。 细胞膜在复极化后，跨膜电位虽然恢复，但膜内Na＋有所增多，而K＋有所减少。这时便激活了细胞膜上的钠一钾泵，通过Na＋、K＋的主动转运，重新将它们调整到原来静息时的水平，以维持细胞正常的兴奋性。
②动作电位的特点：动作电位具有“全或无”现象，刺激达不到阈强度，不能产生动作电位（无），一旦产生，幅度就达到最大值（全）。幅度不随刺激的强度增加而增加。 ③动作电位的传导特点：动作电位在同一细胞沿膜由近及远地扩布称为动作电位的传导。其传导特点有：a、不衰减性传导。动作电位传导时，电位幅度不会因距离增大而
减小。b、双向性传导。如果刺激神经纤维中段，产生的动作电位可从产生部位沿膜向两端传导。
（2）兴奋在细胞间的传递：
分为化学传递和电传递
A、化学传递 神经肌肉接头化学传递：躯体运动神经元兴奋，轴突末梢上的Ca＋通道开放，Ca＋内流，递质囊泡向接头前膜靠近并释放乙酰胆碱（Ach）， Ach经接头间隙扩散与终板膜上的受体结合， Ach受体开放，对钠离子、钾离子通透性增大，使膜部分去极化，形成终板电位；如果使临近肌细胞膜去极化达到阈电位，肌细胞产生动作电位，完成信息的传递。单向传递。
存在于心肌、内脏平滑肌和神经细胞间。细胞间存在缝隙连接，细胞间的电阻低，以局部电流直接进行传递，速度快，双向进行。
(3）肌细胞的收缩功能
人体各种形式的运动，主要是靠肌肉细胞的收缩活动来完成。不同肌肉组织在结
构和功能上虽各有特点，但收缩的基本形式和原理是相似的。肌细胞的收缩是由细肌丝向粗肌丝滑动形成。
A．骨骼肌收缩的形式
肌肉兴奋后引起的收缩，可因不同情况而有不同的收缩形式。
a)等长收缩和等张收缩：肌肉收缩按其长度和张力的变化可分为两种：一种是肌肉收缩时，只有张力增加而长度不变的收缩，称为等长收缩；一种是肌肉收缩时，只有长度缩短而张力不变的收缩，称为等张收缩。在整体内，骨骼肌收缩时，既改变长度又增加张力，属于混合形式。
b)单收缩和强直收缩：整块骨骼肌或单个肌细胞受到一次短促而有效的刺激时，被刺激的肌细胞出现一次收缩过程（包括肌细胞的缩短和舒张），称为单收缩。肌肉受到连续的有效刺激时，出现强而持久的收缩，称为强直收缩。由于刺激频率不同，强直收缩又可分为不完全强直和完全强直两种。前者是新刺激引起的收缩落在前一个收缩过程的舒张期所形成的；后者是新刺激引起的收缩落在前一个收缩过程的缩短期所形成的。
5．感觉器官
感受器是指分布在体表或各种组织内部的能够感受机体内、外环境变化的特殊结构或装置。一般把视、听、嗅、味和平衡觉的感受器视为特殊感受器，称为感觉器官。感觉器官由高度分化的感受细胞和附属结构组成。
(1)耳(平衡和听觉)
从进化上看，耳的原初功能只是一种平衡器官。动物进入陆地过程中，内耳才逐渐形成了听觉功能。
动物能感知身体在环境中的姿势，能调整姿势以保持身体平衡，这一功能和动物的听觉都是由含有纤毛细胞的物理感受器来承担的。身体姿势发生的变化，或外界传来的振动，使纤毛弯曲，细胞产生动作电位而发生相应的反应。
外耳包括外耳道、耳廓、鼓膜；中耳有鼓室、听小骨、耳咽管；
内耳包括耳蜗和前庭器官。
听觉的形成：外耳道→鼓膜振动(固体振动)→听小骨振动(固体振动)→内耳耳蜗内淋巴振动(液体振动)→刺激听觉器官器(在柯蒂氏器官产生神经冲动)→位听神经中的听神经(传人神经)→大脑皮层听觉中枢形成听觉
(2)眼(视觉和光感受器)
①眼的结构
眼球壁由外膜即纤维膜(角膜、巩膜)、中膜即血管膜(虹膜、瞳孔、睫状体、脉络膜)、内膜即视网膜(视部、虹膜部、睫状体部)构成；折光装置包括角膜、房水、晶体(晶状体)、玻璃体。视网膜上黄斑内有中央凹，中央凹鼻侧为视神经乳头(视神经盘、视盘)。
近视是由于眼球的前后径过长，或角膜弯曲度增大，视网膜和晶状体间的距离拉长，光线在视网膜前面聚焦，而达到视网膜时却又分散开来，结果影像模糊。戴上凹透镜(近视镜)可得到矫正。远视眼是由于眼球前后径过短，或角膜弯曲度变小，光线聚焦于视网膜的后面，结果影像模糊。戴上凸透镜(远视镜)可得到矫正。散光是由于角膜或晶状体弯曲度不均匀，光不能聚焦所致，可根据角膜不均匀的弯曲度磨制透镜加以补偿。
人和其他脊椎动物的两个眼睛是同时聚焦于同一事物的。这样聚焦的一个好处是使人能准确看出物体的距离。失去一个眼睛的人走路不稳，原因之一就是失去了判断物体距离的能力。
视觉的形成：
二、内分泌系统
内分泌腺与外分泌腺不同，外分泌腺指分泌物经导管输送的腺体，而内分泌腺是没有导管的腺体，分泌物直接进入血液循环运输传布全身。激素是内分泌腺所分泌的活性物质。激素的作用是：调节新陈代谢，调节水盐平衡，调节生长发育生殖，参与应急反应和应激反应。
这是一个十分重要的内分泌腺，有调控其他内分泌腺的功能，因而被认为是内分泌系统的中心。但应指出，在垂体之上还有更高的“统帅”，即下丘脑。
①催乳素(PRL)
催乳素的生理作用：促进乳腺发育生长；引起并维持泌乳，促进孕酮生成；参加应激反应。
②生长激素(GH)
生长激素促使肝脏生成生长素介质，它促进软骨和肌肉生长。人幼年时期缺乏生长激素患侏儒症，生长素过多则患巨人症。 生长激素分泌受下丘脑生长素释放激素(GHRH)与生长激素释放抑制激素(GHRIH)双重调节。
促甲状腺激素(TSH)，能刺激甲状腺的分泌；促肾上腺皮质激素(ACTH)，刺激肾上腺皮质的分泌，促卵泡激素和促黄体生成激素。
甲状腺有两种重要的细胞：滤泡细胞和滤泡旁细胞。这两种细胞都有分泌激素的功能。滤泡细胞分泌甲状腺素(T4)和三碘甲腺原氨酸(T3)，T3的活性比T4大，但T4的含量高。其合成主要原料是酪氨酸与碘，前者来自甲状腺球蛋白，后者来自食物。
滤泡旁细胞分泌降钙素。
甲状腺激素的生理作用是：
(1)刺激能量代谢
与靶细胞的核受体结合，使mRNA生成加快，诱导产生Na+—K+ATP酶，促进细胞的 Na+—K+交换，促使ATP转变为ADP，增加耗氧量和产热量(即生热作用)。
(2)对物质代谢的作用
能促进糖的吸收、肝糖原分解和糖异生；加速肝合成胆固醇，但促进胆固醇降解，因此，甲亢时血胆固醇低；通过促使mRNA形成，加速蛋白质及各种酶的生成，呈正氮平衡，当甲状腺激素不足时，蛋白质合成减少。甲亢时，蛋白质分解加快，呈负氮平衡，肌肉蛋白质大量分解而出现消瘦无力。
(3)促进脑与长骨的生长与发育
出生4个月内的婴儿，甲状腺机能低下，会导致智力迟钝，长骨生长停滞而体矮，称为呆小病。
(4)提高中枢神经系统的兴奋性
甲亢病人注意力不集中，易激动。甲状腺机能低下时，出现黏液性水肿，记忆力衰退，言行迟缓，淡漠无情，嗜睡。
胰脏中特殊的细胞群，不和胰管相通，分泌的物质靠血液带走，为无管腺，称为胰岛。胰岛含有3种分泌细胞，分别称为α、β和δ细胞，α细胞分泌的激素是胰高血糖素，β细胞分泌的激素就是胰岛素，δ细胞分泌的激素称生长激素抑制素。
1）胰岛素的生理作用是：
加速利用葡萄糖，降低血糖水平；促进肝脏合成脂肪酸，在脂肪细胞储存；促进氨基酸主动运转；加速转录、复制、翻译；抑制蛋白质分解；抑制糖异生，使葡萄糖转变为氨基酸用于合成蛋白质。
2）胰高血糖素的生理功能：
促进糖原分解；促进葡萄糖异生；促进脂肪分解使酮体（乙酰乙酸、β-羟基丁酸及丙酮）增多，经糖异生作用转化为葡萄糖，以升高血糖。其靶器官为肝。
3）生长激素抑制素是含14个氨基酸的小肽分子激素。这一激素也参与糖代谢的调节，
有抑制胰岛分泌胰高血糖素和胰岛素的作用。
肾上腺是一对附着在肾脏上端的内分泌腺。每一肾上腺实际是由两个彼此无关的部分组成，即外面的皮质和中央的髓质。这两部分来源不同，功能也不一样。在鱼类和两栖类，这两部分是分开的，形成两对腺体。在爬行类、鸟类和哺乳类，这两部分才合在一起。在爬行类和鸟类，两部分混合，髓质细胞分散在皮质中，因而分不出皮质和髓质。但在机能上，两类细胞分工明确，彼此独立。人肾上腺的皮质和髓质分界清楚。
1）．肾上腺髓质
髓质来自胚胎时期的外胚层，和神经细胞同一来源。分泌和释放肾上腺素与去甲肾上腺素。两者都是氨基酸的衍生物，功能也极相似。
肾上腺素或去甲肾上腺素的功能是引起动物或人体兴奋激动。具体地说，引起血压上升、心跳加快、代谢率提高、细胞耗氧量增加、血管舒张、脾脏中的红细胞大量进入血液循环、骨骼肌和心脏中血流量加大、瞳孔放大、毛发直立，同时抑制消化管蠕动，肠壁平滑肌中血管收缩，血流量减少。
2）．肾上腺皮质
皮质可产生约50余种皮质激素，皮质激素可分为3类：皮质激素，糖皮质激素，少量性激素，这些激素为类固醇或甾体激素，都属类固醇类物质。。
糖皮质激素有可的松、皮质酮、氢化可的松等，其生理作用是：
(1)对物质代谢：促进蛋白质分解，抑制其合成；促进糖异生，抑制葡萄糖的摄取与利用，使血糖升高；促进脂肪分解；对水盐代谢有保钠排钾的作用，但比醛固酮的作用弱。
(2)对各器官系统的作用：使血液中的红细胞、血小板和中性粒细胞数量增加，淋巴细胞和嗜酸粒细胞数量减少；使血管保持一定紧张性；对神经系统有一定兴奋作用；促进胃酸、胃蛋白酶分泌(在作为药物使用时，可诱发或加剧溃疡病)。
(3)在应激中的作用：机体在有害性刺激作用下，引起ACTH分泌增加，导致糖皮质激素分泌增加，并产生一系列非特异性反应，称之为应激。
6．睾丸和卵巢
睾丸的间质细胞产生雄激素，主要为睾酮，其主要生理作用有：刺激男性内生殖器和外生殖器的发育和生长；刺激雄性副性征的出现；刺激精子生成，促进精子成熟的活力；促进蛋白质合成，促进机体生长；刺激红细胞的生成。
卵巢分泌雌激素、孕激素及少量雄激素。
雌激素的生理作用：促进女性附性器官的发育和副性征的出现；促进子宫增长发育，使子宫内膜呈现增殖期改变；促进输卵管的运动；以利胚泡向子宫腔内运行；妊娠后胎盘分泌大量雌激素，促进子宫进一步生长，使乳腺导管增生，有轻度保钠保水作用；促进女子青春期的生长发育；能降低血浆胆固醇浓度。
第七节 动物胚胎发育
一、受精作用
精子和卵子融合而成受精卵或合子的全过程称为受精。
人和许多哺乳动物的精子是在次级卵母细胞处于第二次减数分裂的中期时进入的，精子进入后，次级卵母细胞才完成第二次减数分裂，在放出极体之后卵核和精核才合为一个合子核。
受精的位置一般在输卵管壶腹部。卵受精后不断分裂形成胚泡，胚泡通过与子宫内膜相互作用而植入子宫的过程称为着床。
二、外胚层、中胚层、内胚层的形成
动物受精卵的早期发育一般都要经过卵裂、囊胚、原肠胚和中胚层发生等阶段。
受精卵的分裂为卵裂，卵裂形成的细胞为分裂球。卵裂在开始时是同步的分裂结果形成一个多细胞的实心幼胚，它的大小基本和受精卵一样，可见早期的卵裂不伴随细胞的生长。卵裂是较快的过程，在卵裂过程中GI期和G2期很短或全不存在，因而M期和S期几乎是连续的。
不同动物的受精卵有不同的卵裂方式，这和卵黄含量及分布有关。海胆、文昌鱼的受精卵是观察卵裂的好材料，因为它们所含的卵黄少，是均黄卵。蛙卵的植物极富含卵黄，卵裂的结果是，植物极分裂慢，分裂球较大而少，动物极分裂快，分裂球较小而多。
实心的幼胚继续发育，细胞排列到表面，成一单层的中央为
一充满液体的腔。这一球形幼胚为囊胚(图1-3-49)。囊胚仍可区分
动物极和植物极。囊胚的大小仍和受精卵相似，但细胞已增加到
上千个了，这就为胚胎的分化提供了原材料。
囊胚之后，细胞分裂变慢，胚胎开始形态上的分化。在文昌
鱼囊胚的植物极，细胞层向囊胚腔逐渐褶入，囊胚腔逐渐缩小。
褶入的细胞继续靠向动物极细胞层的内面。囊胚腔继续缩小或全
部消失，而褶入的细胞层形成了一个新腔，即原肠腔。至此，一
个只有一层细胞的囊胚发育成有两层细胞的原肠胚。原肠腔的开
口称胚孔。文昌鱼幼胚发育到此时即逐渐变长。胚孔位于胚的后
端，将来发育成肛门。与胚孔相反的一端是前端，将来发育成头
部。胚表面的细胞层为外胚层，褶入的细胞，位于腹面及两侧的部分是内胚层，位于背部的是脊索和中胚层的前身，为脊索中胚层。
4．中胚层发生
高等动物都是含有三个胚层的，即在内、外二个胚层之间还有第三个胚层，即中胚层。中胚层产生的方式随不同动物而不同。在文昌鱼，内层细胞背部的脊索中胚层中央部分发育成脊索，两侧部分细胞增生，向外凸出而成从前到后的一系列囊泡或细胞团，它们逐渐脱离内胚层，前后各囊泡互相愈合而形成中胚层。中胚层里面的腔将来发育成体腔。所以体腔是中胚层的产物，体腔的壁全部是盖以中胚层的。
三个胚层继续发育、分化，而生成各种细胞、组织和器官(见表1-3-6)
三、胚胎的膜
胎膜由卵黄囊、尿囊、羊膜、绒毛膜、胎盘组成。羊膜将胚体包住，羊膜腔内面充满羊水。绒毛膜在羊膜之外，有许多绒毛突起，其中的毛细血管与胎儿脐带的血管相连，滋养层(滋胚层)直接与母体的子宫组织相接触。胎盘是胎儿与母体交换物质的构造(还能分泌激素；维持妊娠)，由胎儿绒毛膜的绒毛(包括部分羊膜)与母体的子宫内膜(底蜕膜)组成。胎盘一面光滑，附有脐带与胎儿相连；一面粗糙，与母体子宫内膜形成许多间隙(绒毛间隙)。通过绒毛的渗透作用完成物质交换。
动物体内存在两种免疫机制：
体液免疫：这种靠抗体实现免疫的方式为体液免疫。
细胞免疫：这种不依靠体液中的抗体，而依靠T细胞的免疫方式为细胞免疫。
任何进入人或动物体内，能和抗体结合或和淋巴细胞的表面受体结合，引起人或动物免疫反应的体外物质都称抗原。普通抗原包括：大部分大分子，如蛋白质；来自遗传上不同于自我个体的细胞；病原微生物，如病毒、细菌、真菌、原生动物与肠虫；以及如花粉及动物皮垢等。细胞和病原体由它们表面的大分子决定它们的抗原性。
抗原虽然都是大分子，但抗原分子能与抗体或与淋巴细胞表面受体结合的部位只是抗原分子一些特定部分，即在分子构象上与抗体互补的部分，或者说是能与抗体分子嵌合的化学基团，即抗原决定子。每一抗原有多种抗原决定子，有的多达200种，有的只有3种。
二、抗体(体液免疫)
负责体液免疫的细胞是B细胞。
(1)B细胞产生浆细胞和记忆细胞
这个过程一般包括两个步骤：
第一个步骤是B细胞遇到互补的抗原(多糖、细菌等)时，细胞表面的受体分子就和抗原的决定子结合。B细胞在连续接受了带有互补决定子的抗原之后就“活化”、长大，并迅速分裂(图1-3-54)，产生一个有同样免疫能力的细胞群。这些细胞继续分化，一部分成为比淋巴细胞略大，并含有丰富粗面内质网的细胞，称为浆细胞。抗体就是浆细胞产生的。另一部分发展为记忆细胞。
第二个步骤需要巨噬细胞和T细胞的参与(图1—3-55)。巨噬细胞有强大的吞噬能力，其表面带有第Ⅱ类MHC（人类主要组织相容性复合体（mhc，major histocompatibility complex））分子。它们(无特异性地)吞噬入侵的细菌抗原物后，一些抗原分子穿过细胞膜而露到细胞表面，夹在第Ⅱ类MHC分子的沟中。 T细胞中有一类助T细胞，不同的助T细胞表面带有不同的受体，能识别不同的抗原。那些能识别巨噬细胞表面MHC+特异的抗原分子结合物的助T细胞，在遇到这些巨噬细胞后，就活化分裂而产生更多有同样特异性的助T细胞。B细胞表面也带有第Ⅱ类MHC，可和特异的抗原分子结合。上述特异的助T细胞的作用是刺激已经和特异的抗原分子结合的B细胞，分裂分化产生浆细胞和记忆细胞。这一B细胞依靠助T细胞和巨噬细胞而活化的步骤比第一个不需要助T细胞参与的步骤作用更强大。
(2)浆细胞产生抗体
浆细胞一般停留在各种淋巴结中。它们产生抗体的能力很大。每一个浆细胞每秒钟能产生2000个抗体，可以说是制造特种蛋白质的机器。浆细胞的寿命很短，几天后就死去。抗体离开浆细胞后，随血液、淋巴流到身体各部，发挥消灭抗原的作用。
(3)记忆细胞与二次免疫反应
记忆细胞也分泌抗体，它们的特点是寿命长，对抗原十分敏感，能“记住”入侵的抗原。如果有同样抗原第二次入侵，记忆细胞比没有记忆的B细胞更快地作出反应，即很快分裂产生新的浆细胞和新的记忆细胞，浆细胞再产生抗体消灭抗原。这就是二次免疫反应。二次免疫反应不但比初次反应快，也比初次反应强，能在抗原侵入，尚未为患之前将它们消灭。人患麻疹或天花、伤寒、百日咳等病后，终生不再感染，道理在此。
由此可知，体液免疫的两个关键过程是：①产生高效而短命的浆细胞，由浆细胞分泌抗体清除抗原；②产生寿命长的记忆细胞，在血液和淋巴中循环，随时“监察”，如有同样抗原再度入侵，立即发生二次免疫反应。
(4)抗体结构
抗体是游离在血液、淋巴液等体液中的一类特殊的球蛋白，主要是γ-球蛋白，或称免疫球蛋白(Ig)，在其分子上还常附有少量糖类基团(图1-3-56)。免疫球蛋白分为五类，都有如下共同结构：每一分子包含4条肽链，其中两条相同的短链称为轻链(L链)，两个相同的长链，称为重链(H链)。四链互以二硫键(一S—S一)相结合，形成一个“Y”形的四链分子。每一链又分为两段：一段为恒定部分。每一类免疫球蛋白的恒定部分都是相同的，但与其他种类的恒定部分不同。所以，恒定部分的氨基酸序列是确定免疫球蛋白类型的一个标准。另一段是变异部分。轻链和重链的变异部分等长。这一部分的氨基酸序列各不相同，并且是多种多样的，因而才能分别和多种多样的抗原相结合，这一部分决定抗体的特异性。
重链和轻链的可变部分位于“Y”形分子的两臂末端，它们互相结合而构成抗原结合部位。所谓结合部位，是两个链可变部分的20—30个氨基酸组成的囊状或裂隙状分子构象，抗体的特异性就决定于结合部位的构象。只有分子构象能与抗体结合部位的分子构象互补的抗原才能与该种抗体结合。一个抗体有两个抗原结合部位，分别位于两臂的末端。因而，两臂为抗原结合片段，“Y”形分子的柄部则为结晶片段。同一抗体的两个抗原结合部位是相同的，能和同一种类抗原结合。
(5)免疫球蛋白的类别
免疫球蛋白是在动物进化过程中逐渐发生变异的。原始的脊椎动物，如七鳃鳗等圆口类动物，只有一种免疫球蛋白。哺乳类的免疫球蛋白则可根据重链氨基酸序列不同而分为五类，即IgM、IgG、IgA、IgD和IgE(图1-3-57)，每一类还可进一步分为多种。
(6)抗体的作用
抗体与抗原的结合十分有力，比酶和底物的结合有力得多。有些抗原，如病毒等，由于抗体的结合而失去对寄主细胞表面受体结合的能力，因而不能侵入细胞。有些细菌产生的毒素(如白喉毒素、破伤风毒素等)可因抗体的结合而不为细胞所接受，因而无效。但这种情况是很少的，多数情况是，抗原抗体结合后出现进—步变化，从而使寄主获得免疫效果，抗体的作用可归纳为以下三种：
①沉淀和凝集
已知每一个抗体分子至少有一个结合点。一个抗原分子常有多个能与抗体结合的部位，即常有多个抗原决定子。因此，一个抗体可和2个以上抗原结合，而一个抗原则可和多个抗体结合。如果抗原分子是可溶蛋白质，抗体的结合就使抗原分子失去溶解性而沉淀，如果抗原分子是位于细胞上的，抗体的结合就使这些细胞凝集成团而失去活动能力，如血液凝集。
②补体反应
对于细菌等细胞性质的抗原，只靠抗体的作用往往不能消灭，必须有“补体”产生的破膜复合体的参加才能使它们溶解死亡，补体是存在于血清、体液中的蛋白质分子。补体系统不是抗体，也不是单一的蛋白质，而是相对分子质量在2之间的
一系列蛋白质分子，分别称为C1—C9、B因子、D因子等。
③K细胞(杀伤细胞)的激活
抗体的作用除与抗原结合，使各种吞噬细胞和补体活跃起来而使抗原被消灭外，还有另一种作用，即促进杀伤细胞活跃起来，将抗原杀死。 K细胞在形态上和淋巴细胞相似，也存在于血液之中，但K细胞既非T细胞，也非B细胞。抗体与抗原结合后，K细胞的表面受体能和抗原表面的抗体结合，将抗原杀死。除K细胞外，巨噬细胞以及中性和嗜酸性粒细胞也同样可被抗体激活，杀死抗原。
第二部分 动物解剖和生理 [考点解读] 本章研究动物的形态、结构及其发生、发展规律，动物的各种功能及其原理和活动规律，包括组织和器官的结构和功能、消化和营养、呼吸作用、血液循环、排泄、调节(神经和激素)、生殖和发育、免疫等几大部分。根据IB0考纲细则…
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