動物生理學研究動物體的機能(如消化、循環、呼吸、排泄、生殖、刺激反應性等)、機能的變化發展以及對環境條件所起的反應等。人體及動物體的各種機能是指它們的整體及其各組成系統、器官和細胞所表現的各種生理活動。生理學研究的基本原則,是以活體作為研究對象,並且是機體的正常生命活動。現代生理學研究機體正常生命活動的規律,大體上是從三個不同水平進行的:1.整體水平的研究;2.器官、系統水平的研究;3.細胞、分子水平的研究。
學科任務
動物生理學的任務就是研究構成動物各個系統的器官和細胞的正常活動過程,特別是各個器官、細胞功能表現的內部機制,不同細胞器官之間的相互聯繫和相互作用,並闡明人體作為一個整體,其部分的功能是如何互相協調、互相制約,從而能在複雜多變的環境中維持正常的生命活動。
學科目的
在1901年諾貝爾獎設立之初,生理學或醫學獎即作為五大獎項之一,
可以毫不誇張地說,生理學是生物學和醫學最為重要的支柱性學科之一。動物生理學作為生理學和生物科學的一個重要分支,側重研究動物尤其是哺乳動物的各種功能活動及調節。通過本課程學習,學者應獲得以下知識和能力:
掌握哺乳動物各器官、系統的主要生理機能及功能的發生機制;
熟悉主要生理功能的調節機制及各有關功能間的相互聯繫及其調節;
理解有機體(各器官、系統)與內外環境之間相互影響、相互制約的關係;
培養學生運用結構與功能統一、局部與整體統一、運動與靜止統一、機體與環境統一的觀點,辨證地觀察、分析和解決生命現象有關問題的能力,為今後從事科研與教學工作打下良好基礎。
生命活動的基本特徵
有生命的機體都有三個基本生理特徵:新陳代謝、興奮性和生殖。
一、新陳代謝
新陳代謝是指新的物質不斷替代老的物質的過程。機體與周圍環境之間不斷進行著新陳代謝。新陳代謝包括同化作用和異化作用兩個方面。同化作用指機體從外界環境中攝取營養物質後,把它們製造成為機體自身物質的過程。異化作用指機體把自身物質進行分解,同時釋放能量以供生命活動和合成物質的需要,並把分解的產物排出體外的過程。一般物質分解時釋放能量,物質合成時吸收能量。後者所需要的能量正是由前者提供的,故二者是密切相關的。新陳代謝既包括物質代謝,又包括能量代謝。機體只有在與環境進行物質與能量交換的基礎上,才能不斷地自我更新。如果新陳代謝一旦停止,生命也就終止。
二、興奮性
機體受到周圍環境發生改變的刺激時具有發生反應的能力,稱為興奮性。能引起機體或其組織細胞發生反應的環境變化,稱為刺激。刺激引起機體或其組織細胞的代謝改變及其活動變化,稱為反應。反應可分為兩種:一種是由相對靜止變為活動狀態,或者活動由弱變強,稱為興奮;另一種是由活動變為相對靜止狀態,或活動由強變弱,稱為抑制。刺激引起的反應是興奮還是抑制,取決於刺激的質和量以及機體當時所處的機能狀態。
周圍環境經常發生改變,但並不是任何變化都能引起機體或其組織細胞發生反應的。能引起反應的刺激一般要具備三個條件,即一定的強度、一定的持續時間和一定的時間變化率。這三個條件的參數不是固定不變的,三者可以相互影響:即三者中有一個或兩個的數值發生改變,其餘的數值必將發生相應的變化。刺激有電刺激、機械刺激、溫度刺激、化學刺激等等。其中電刺激的強度、持續時間和時間變化率易於控制,而且電刺激對組織的損傷比較小,能夠重複使用,所以實驗中常採用電刺激。
當我們使用方波電刺激時,其時間變化率是特定的,這時可以觀察到在一定範圍內引起組織興奮的強度和持續時間之間呈反變的關係:即刺激強度加大時,所需持續時間就縮短。一般將引起組織發生反應的最小刺激強度(具有足夠的、恆定的持續時間)稱為閾強度或強度閾值。閾值的大小能反映組織興奮性的高低。組織興奮性高則閾值低,興奮性低則閾值高。刺激對一種特定的組織細胞來講,可分為適宜刺激和非適宜刺激,採用適宜刺激時閾值就低,而用非適宜刺激時閾值就高。 機體對環境變化作出適當的反應,是機體生存的必要條件,所以興奮性也是基本生理特徵。
三、生殖
機體具有產生與自己相似子代的功能,稱為生殖。任何機體的壽命都是有限的,都要通過繁殖子代來延續種系,所以生殖也是基本生理特徵。高等動物以及人體的生殖過程比較複雜。父系與母系的遺傳信息分別由各自的生殖細胞中的脫氧核糖核酸(DNA)帶到子代細胞,它控制子代細胞的各種生物分子的合成,使子代細胞與親代細胞具有同樣的結構和功能。