畜禽生理学基础.ppt

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1、家 畜 生 理 学(Physiology of Domestic Animals),生理学 生物学 神经生理学 细胞生理学 运动生理学 潜水生理学生理学 航空生理学(Physiology)家畜生理学 鱼类生理学 昆虫生理学 植物生理学 比较生理学,生理学发展史生理学和别的学科一样，是人类实践的产物，反过来又为实践服务。生理学的形成与发展与临床医学有密切的关系。劳动人民与疾病斗争过程中积累了大量机体正常功能的知识，由医学工作者加以概括总结，记于书籍中。,生理学的发展史,成书于两千多年前的黄帝内经（公元前300-400年）中就有了经络、脏腑、七情六淫（阴阳五行说【金木水火土】把病因分：外因“六淫”

2、：风、寒、暑、湿、燥、火，内因“七情”：喜、怒、忧、思、悲、恐、惊、营卫气血等生理理论。“若夫八尺之士，皮肉在此，外可度量切循而得之，其死可解剖而视之，其脏之坚脆，腑之大小，谷之多少，脉之长短，血之清浊，气之多少，.皆有大数”。“心主身之血脉”，“经脉流行不止，环周不休。”古希腊医书中也有有关记载。“医学之父”古希腊希波克拉底（Hippocrates BC460-BC377，医学文集BC三世纪）。,生理学的发展史,古罗马名医Galen盖伦（公元129-199）提出“解剖推论功能”，并做了初步的动物活体解剖，用狗、猴实验得到的知识推断人的情况（肝分5叶，实为2叶）。他一生写了131部医学著作，其

3、中83部流传至今。他提出三位一体的“灵气说”，心血潮运动说：肝脏产生自然之气；肺脏产生生命之气；脑产生智慧之气。与宗教需求一致，被聘为御医、神医学家。15世纪后半叶，文艺复兴爆发，首开人体解剖的先河。16世纪，比利时学者Vesalius(15141564)，23岁时在意大利巴丢阿大学获博士学位并被聘为外科学和解剖学教授。1543年29岁时发表人体结构（De Humani Cooporis Fabriea,人与猿骨骼200多处不同）。和同一年哥白尼发表的天体运行论冲击了神学观念和盖伦的陈腐之见，受到保守势力的围攻迫害，不得不辞职放弃研究。,16世纪Jean Femel 开始用亚里士多德（公元前3

4、84公元前322）提出的physiologia一词来称呼研究人体结构与功能的这部分医学。但实际上直到17世纪生理学与解剖学一样还只是医学中的一章。1553年西班牙人塞尔维特（Servetus 15111553年）发表了基督教的复兴，提出肺循环。被宗教徒用火烤两小时处死。1559年维萨里的学生和接班人哥伦布详细阐述了肺循环。1603年意大利人法布里修斯发现静脉瓣。他的学生哈维继续了有关的研究。,生理学的发展史,1628年英国医生William Harvey（15781657）出版了论心脏和血液的运动一书，阐述了血液循环的途径，指出心脏是血循环的中心。标志着近代生理学即实验生理学开始成为一门独立的

5、科学。也首先把动物实验方法引进生理学领域。因此哈维被称为近代生理学的奠基人。近代生理学创始人、生理学之父法国人克劳德 贝尔纳（Claude Bernard（18131878）指出“医学是关于疾病的科学，而生理学是关于生命的科学。所以后者比前者更有普遍性”。这就是为什么说生理学必然是医学的科学基础。一个医师要研究生病的人，要用生理学来阐明和发展关于疾病的科学。”就是说生理学可为医学提供理论和方法（实验技术）。,生理学的发展史,1847年Ludwig发明记纹鼓（Kymogragh）。这一时期实验生理学发展较快。但主要进行的是器官、系统水平的研究。20世纪初，巴甫洛夫（.）用慢性动物实验方法，深入探

6、讨了当时生物科学的禁区大脑的功能，并创建了高级神经活动系统，对医学、心理学、生理学以及哲学产生了深远的影响。建立了著名的条件反射理论。,生理学的发展史,中国近代生理学的奠基人：林可胜、蔡翘、陈克恢林可胜：我国近代生理学起于1925年留美回国创建北京协和医院生理系的系主任林可胜等25人发起成立了中国生理学会，随即出版了中国生理学杂志，起到了很好的推动作用。1953年改称为生理学报。林先生是中央研究院的创始院士，也是生命科学界第一位华裔的美国科学院院士。林可胜（1897-1969）1968年到台湾组建实验室，1969年8月返美，9月因食道癌病逝。蔡翘：1925年从美国回来后到复旦大学生物学系任教，

7、冯德培任他的助教。以后领导军事医学科学院。陈克恢：中国早期神经药理学家，20、30年代在协和工作期间从中药麻黃中提取了麻黃素，发現了它可作用于神经系統。这是中药现代研究的里程碑。麻黃素迄今仍在中外广为应用（如美国常用的感冒复方中就有麻黃素或类似物伪麻黃素），中药来源的化学分子这样为西药常用，是以后中药研究仍未超过的记录。陈克恢以后长期在美国里萊药厂工作，曾任美国药理毒理学会理事长。,生理学的发展史,冯德培1934年自美国回北平协和医院，后任中国科学院上海生理研究所所长 研究工作：神经肌接头的信号传递、神经肌肉间的营养性作用（可塑性）、脑内海马的长期性增强（学习记忆）Katz（英国神经生理学家克

8、茨（B.Katz）曾说：如果冯德培的工作不被日本侵略而中断的话，他的诺贝尔奖也许会被冯德培拿走。1948年冯德培获中央研究院第一届院士,本世纪五十年代以来，由于数学、物理、化学等基础科学的迅速发展以及新技术的应用（细胞培养、电镜、组化、同位素、电子学、遥控、计算机等），促使生理学的研究向细胞分子水平与整体水平深入，也派生出许多跨学科的综合性研究领域，生理学知识不断丰富、更新。,1848年，建筑Phineas P.Garge在采石厂意外被一条粗3厘米、长109厘米的铁杆穿过头颅，自左眼眶下插入，从前额中央飞出，却意外地大难不死，而且举动、言语、记忆和学习能力都未受影响。但其性情大变，从勤快、谨慎

9、、忠诚、负责变为放荡、懒惰、无所事事。在他死后五年（1873年），经其家人同意，他的颅骨和那根闯祸的铁杆被捐献给哈佛医学院收藏。1994年一组学者利用这一难得的标本，应用现代电脑空间测绘技术，重构了当时意外发生的经过，并相当准确一判定了大脑皮层前端受到伤害的位置确与理性、判断、社会行为等高级活动有关，但与语言、记忆、动作无关。,从不同视角看铁杆穿过头部的最可能位置,A：颅骨正面及铁杆的五个可能的位置；B：脑的侧面及8个水平的切面位置，鲜艳彩色部分为未受影响区域；C：不同水平切面的俯视图；D及E：分别为脑左右半球的侧视图。图中铁杆都以白色表示,现代无创性成像技术-直接观察活体人脑的状况,正电子发

10、射断层扫描（PET）通过监测发射正电子的分子在脑內的分布，了解脑內的功能活动。正电子分子人为导入；可以观察血流，也可以观察脑內神经递质等分子。使用同位素。功能性核磁共振（fNMR）：主要检测有氧与无氧血红蛋白的比例，从而观察脑內局部区域的血流量。脑血流量能显示脑局部区域活动情況，同时显示其功能和结构。功能与PET相同，但不用同位素，更安全。CT（Computed Tomography Scan计算机断层成像）利用一系列X光穿过透头部。然后用高感光底片显像。这种方法能够产生脑部的跨区域影像，显现的是脑部的结构而不是功能。,刚死癌症病人大脑海马区切片：经荧光指示剂标记的神经细胞，红色表示旧细胞，绿

11、色表示病人在治病时生长的新细胞,生理学的研究水平,1、整体和环境水平研究2、器官和系统水平的研究3、细胞和分子水平的研究,DNA双链的原子结构,DNA双链及蛋白的相互作用,脑科学中基因水平的部分研究成果,老年性痴呆发病相关的基因：始于90年代初，以美国华盛頓大学的A.Goate和佛罗里达大学的J.Hardy的开创性研究开始，迄今已经有四个基因被证明是与其发病有关，其中任何一个不正常都会提前发病。帕金森病基因：1997年发现中风：发现了钙离子和谷胺酸受体在中风导致的脑細胞死亡中的作用 神经退行性病变，1998年的诺贝尔奖得主、加州大学的神经病学家S.Prusiner提出这种病是由蛋白制质造成的传

12、染病，病原蛋白质可以通过改变蛋白质的结构使正常蛋白质转化成致病蛋白质。,2亿年后地球上可能出现的新物种,2亿年后的地球，虽然我们无法亲眼看到。但是最近，美国Discovery频道在其网站公布了未来2亿年泛古陆II时代地球上可能会出现的新物种。1、欧帕斯鲨(Sharkopath)：生活于全球海域特征：能够发生物光的鲨鱼，每平方英寸的咬合力达4万磅说明：由21世纪的俾格米鲨鱼进化而来。欧帕斯鲨每小时游行25英里，拥有强有力的牙齿和先进的捕猎、沟通技能。俾格米鲨鱼的胃部和两侧生物发光组织原本是对付掠食者的防卫机制，在它进化成全球海洋中最致命的掠食动物欧帕斯鲨后，这套发光机制反过来变成了一种捕食工具。

13、它们必须长途游行以寻找食物，当发现食物时(通常是彩虹鱿鱼)，它们就会从两侧发出一系列生物光以通报同伙，如此反复发出信号，将欧帕斯鲨召集到一块，集体捕杀猎物。,2、飞鱼(Flish)：生活于全球海域特征：鳍已经进化成翅膀，子弹似的嘴可以将猎物从海里抽拔出来。说明：由21世纪的一种鳕鱼进化而成，已经进化出翅膀并能够飞行。当在空中发现海里的猎物时，它们以每秒8次的速度拍打翅膀俯冲向目标。与海鸟相似，它们在波浪上休息，在海岸悬崖上栖息。在游行向飞行进化过程中，存在一定的生物解剖学变化。胸鳍进化成了翅膀；曾经左右摆动用于推行的尾鳍则旋转了90度，允许飞鱼上下摆动，有助于飞鱼起飞；鱼鳔失去用途了，进化成了

14、肺；强健的颚和锋利的牙齿突出在嘴部外面，这样可以轻易地将猎物从海里叼出来。,3、彩虹鱿鱼(Rainbow Squid)：生活于全球海域特征：这种长12英尺的鱿鱼是海洋中最大的生物，其身体颜色可以随心所欲变换。说明：由21世纪的鱿鱼进化而来。彩虹鱿鱼是一种行动诡秘的掠食动物，身长3.7米，漂浮在海面上，鲜艳的色彩在背上闪耀，从高空看，就像一群银壳虾在游弋。当飞鱼俯冲下来觅食时，彩虹鱿鱼的触角就会迅速挥出将它们拖曳下来。,绪 论,第一节、家畜生理学的研究内容、目的、研究方法一、家畜生理学的研究内容：研究家畜的生命现象、生理活动规律的科学。是动物生产、动物医学、动物营养、水产等专业的专业基础课。,二

15、、家畜生理学的目的和任务,揭示家畜的生命活动规律，分析动物的各种生理现象；调节动物的生长、繁殖等生理活动，以便更有效地促进畜禽养殖业的发展，满足日益增长的人类物质生活的需求；为防治疫病提供必要的理论基础。,柯乐猪：威宁、赫章,萝卜猪,糯谷猪,关岭猪,宗地花猪,黔南黑猪：三都、荔波,香猪,窄勒黑猪：,黔北黑猪,白洗猪,黔东花猪：,绪 论,三、研究方法实验方法，分为：急性实验和慢性实验两类。,急性实验是以失去知觉的家畜作为研究对象，分为在体（in vivo）和离体（in vitro）两类 急性实验的特点：实验后动物不能生存，有一定的片面性和局限性。急性实验需麻醉剂。1846年，美国医生莫顿（Mor

16、ton）首次采用乙醚全麻并获得成功。,慢性实验：以清醒、完整和健康的动物作为研究对象。需在无菌、麻醉条件下手术，待动物清醒和恢复健康后再进行实验。如造瘘、摘除等。属综合法，特点：具有整体代表性，但手术时间长，实验结果较复杂，结果分析较复杂。两种实验方法都有局限性和优缺点，选用时要与目的相适应，并对结果作正确估价。,瘘管,1运动和静止相统一的观点：运动性动态变化（强调过程）动态平衡，量变达到一定的界限就会发生质变。2功能与结构相统一的观点 结构特点产生并决定功能。解剖学(Anatomy)、组织学(Histology)、胚胎学(Embryology)。3局部与整体相统一的观点 系统系统论，有机体。

17、任何器官系统的生理活动实质上是整体生理活动在局部的反映和表现。,四、家畜生理学的几个基本观点,4机体与环境相统一的观点 条件性、受制、适应、影响（内环境）。（124也可归结为发生发展的进化观点 英国达尔文（Darwin 1809-1882）1859年发表了物种起源。德国的海可尔（Haeekel 1834-1919）指出，生物胚胎发育过程反映了其各种系进化的各个主要阶段。1665年英国虎克（Hooke 1635-1703）提出了“细胞”概念。1839年德国生物学家施旺（Sehwann 1810-1882）发表关于动植物结构和生物相似性的显微研究。5机体生理活动的共同性和特殊性 用低等动物研究高等

18、动物有关机能是必要的和可能的。指导实验动物选择，结果推论要慎重，避免简单套用。,家畜生理学的基本观点,第二节 机体的内环境和稳态,（一）内环境（internal environment）1.体液（body fluid）细胞内液（intracellular fluid,占体重40%）细胞质 细胞外液（extracellular fluid,占体重20%）其中1/4-血浆 3/4-组织液、淋巴液、脑脊液、尿液等,当一个人的体重是70公斤时,2.内环境（internal environment）高等动物的细胞一般不能直接与外界环境接触，细胞直接接触的环境是细胞外液。细胞外液既是细胞直接生活的体内环境

19、，又是机体与外界环境进行物质交换的媒介。细胞外液的化学成分和理化因素的相对稳定，是机体赖以生存的必要条件。因此，把细胞外液称为机体细胞所处的内环境（internal environment）。,（二）稳态（homeostasis）,1.内环境的稳态：内环境的稳态是指内环境理化性质相对恒定的状态。2.稳态（homeostasis）稳态是由内环境稳态拓展而来的重要概念。是指机体通过各种调节机制所维持的动态平衡状态，它不仅指内环境理化性质相对恒定，而且扩展到机体的各级水平，凡某一生物化学反应，某一细胞、器官、系统的活动乃至整个机体通过调节机制所维持的动态平衡状态都称为稳态或自稳态。,3.稳态的重要意

20、义,（1）各种代谢过程不断地影响内环境的稳态。机体的负反馈调节机制和各种细胞器官的正常活动对恢复和维持内环境稳态起着十分重要的作用。（2）稳态是机体在剧烈变化的外界环境中赖以生存及各种细胞器官维持正常活动功能的必要条件。,三、机体功能的调节,（一）机体功能的完整统一性 整合（integration）:有机体通过各种调节机制，把不同时间和空间的机能活动统一组织起来，并以整体的形式存在和活动，这种作用称为整合。对于生命体的研究必需是整体、器官和分子细胞水平的结合，偏费任何一个方面对生命的本质的理解都是不全面的。,（二）机体功能的调节方式,1.神经调节（neural regulation）神经调节是

21、通过神经系统的活动实现的一种调节方式。神经活动的基本过程是反射（reflex），反射活动的结构基础是反射弧（reflex arc）。神经调节的特点：快速、精确，但不持久,(1)非条件反射-通过遗传、出生后无需训练就具有的反射。例如防御反射、食物反射和性反射等。非条件反射由非条件刺激所引起，具有固定的神经联系，反射中枢位于神经系统的低级部位，是动物在种族进化过程中形成，而且能遗传给后代。(2)条件反射-动物出生后，通过训练建立起来的反射。神经联系是暂时性的，所以会出现遗忘现象。反射的高级中枢主要位于大脑皮质，是个体通过后天训练获得的。,2.体液调节（hormonal regulation）体液调

22、节是指通过体液中的某些特殊化学物质，主要是激素所实现的一种调节方式。体液调节的特点是：作用广泛、持久但缓慢。,3.自身调节（autoregulation）自身调节是指内外环境发生变化时，组织、器官不依赖于外来神经或体液因素的作用，根据自身的生理特性所发生的适应性反应。特点：局部起作用，较简单,（三）机体功能的自动控制系统,1.反馈控制系统 反馈控制系统是一个闭环系统，在控制部分和受控部分之间存在着双向的信息联系，即控制部分发出信号调节受控部分的活动，受控部分发出反馈信息返回到控制部分，改变控制部分的活动，从而达到精细的调节。,负反馈（negative feedback）：是指由受控部分发出的反

23、馈信息，使控制部分的作用减弱，这种调控模式称为负反馈。正反馈（positive feedback）：若反馈信息能加强控制部分对受控部分的活动，则称为正反馈。负反馈系统的作用：使系统保持稳态，是可逆的过程，也是自动的调控系统。正反馈系统的作用：使整个系统处于加强状态，是不可逆的过程。,2.前馈控制系统（或适应性控制系统）,前馈控制（feed-forward control）指在未引起负反馈调节之前，同时又经另一快捷途径发出干扰信号直接作用于控制部分，及时调控受控部分的活动。如动物看见食物分泌唾液比吃到食物引起的唾液分泌要快，对食物的消化做好准备，具有预见性和适应性。前馈可以避免负反馈在纠正“偏差”时易出现滞后现象和较大波动的缺陷。,第三节 生命的基本特征,一、新陈代谢（metabolism）指机体与外界环境之间进行的物质和能量的交换，以及机体内部所实现的物质和能量的转变、转移。二、兴奋性（excitability）所有活细胞的共性三、适应性（adaptation）只有具有一定适应性的个体才能适应环境，才能生存。,