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1、第二章 生命活动的要义,内容,第一节 生命的基本特征第二节 人体的什么活动信息第三节 机体兴奋的本质第四节 人体生命活动的调节,第一节 生命的基本特征,一.生命是什么?-宇宙间一个尚未解决的问题,Crick 在一书中写道:“给生命这个词下定义是极为困难的”。至今还没有一个为大多数科学家所接受的关于生命的定义。经典生物学：认识到有细胞才有生命。现代生物学：把生命理解为比细胞更小的蛋白质，核酸等生物大分子。,（一）对生命的认识,1.直观论 凭直观（感性认识）和常识来理解生命。“活的就是生命”这句话在哲学家看来是“同义反复”。直观论者无法确认病毒是否有生命？,2.活力论 Vitalism,活力论认为
2、生命的本质是一种未知的或起源于神的灵魂或活力(Vitality)。一个死亡的细胞，同样具有核酸、蛋白质，但它是死的，看来细胞死与活的区别在于它们有没有活力。Muller（1942年）认为生物具有特殊的能，这种能被称为生命或活力（Vital force)。他将生命与生物体分开。,3.机械论 Mechanism,Harvey等人认为生命现象可以用机械的原理加以阐明。认为人和一个用杠杆和弹簧装配起来的机器没有本质的区别。,4.还原论 Reductionism,认为生命现象可以用构成生命体的生命物质的物理、化学运动规律来说明蛋白质分子或核酸分子就其本质来说并不是活的，在这个意义上，它同其他任何分子并没
3、有什么区别。,试以薛定锷的负熵论为例热力学第二定律告诉我们，在一个孤立系统中发生的自发过程，其熵总是增加的，表现为从有序向无序的演化方向。生命的表现形式就是能不断地从外界环境中吸取“负熵”（以食物形式存在的物质和能），通过新陈代谢，把它们转化为高熵状态后，排出体外，从而使生物体这一开放系统的总熵不致增加。生物体是通过增加环境中的熵值，使环境的无序性增加来创造并维持自身的有序性的。生物的这种有序结构称为耗散结构（dissipative structure)。,5.整体论 Holism,它认为，生物体是一个整体，它的各组成部分的规律，如：分子的规律、细胞的规律等，加起来不等于整体的规律，局部的规律
4、只有在整体的调节下才有意义，单靠生物体内的分子层次的规律是不能解释生物整体的属性的。目前，还原论和整体论这两种意见还在继续争论。,（二）生命的主要属性,尽管很难给“生命”下一个科学的定义，但是生命有一系列的属性，即生命现象的一些共性。,1.化学成分的同一性,从元素成分上看 C、H、O、N、P、S、Ca等。从分子成分上看 无机化合物：NaCl、KCl等 有机分子：蛋白质、核酸、糖类、脂类、维生素等。,2.严整有序的结构,生物大分子-细胞-组织-器官-系统-个体。生物体的各种化学成分在体内不是随机堆砌在一起的，而是严整有序的。,3.新陈代谢,生物是开放系统，生物和周围环境在不断地进行着物质的交换和
5、能的流动。新陈代谢包括两个相反相成的过程：组成作用（anabolism)，分解作（catalolism)。各种生物的基本代谢过程一般也都是同一类型的。,4.应激性和运动,生物都能接受外界刺激而发生一定的反应。应激性（irritability)是生物的普遍特性。,5.稳态 homeostasis：,生物体内环境的性质维持不变，即生物体内环境 总是保持相对稳定。,6.生长发育,生物体都能通过新陈代谢而生长发育。生长发育是一个遗传决定的稳定的过程。,7.繁殖和遗传,生物能繁殖，并通过繁殖后代而使生命得以延续下去。生物在繁殖过程中，把它们的特性传给后代，“种瓜得瓜，种豆得豆”，这就是“遗传”。生物的遗
6、传是由基因所决定的，基因或基因的组合发生了变化，生物的性状就要出现变异（可遗传的变异）。,8.适应,生物的结构都适合于一定的功能。生物的结构和功能适合于该生物在一定的环境条件下的生存和延续。适应是生物界普遍存在的现象。,遗传信息 神经信息 体液信息.经络信息,第二节 人体生命活动的信息,一、遗传信息 人体巨系统的一切复杂结构与机能都是由遗传信息决定的。人体发育、成长、衰老等生命过程无不是遗传信息指导下的系统的运动发展过程。遗传信息贮存在被称为基因的DNA片段之中，遗传信息在DNA上不是生物体构造和行为的机械缩影，而是以四择三联的方式编码在DNA分子的核苷酸序列中，这些特定的核苷序列通过mRNA
7、与氨基酸对应起来，控制蛋白质的合成，最终决定生物性状和个体特征。遗传信息在蛋白质的表达又使得遗传信息系统与神经、体液信息联系起来。,二、神经信息 神经调节是人体重要的机能调节形式，其基本活动方式是反射,即机体面对外界环境的变化在中枢神经系统的参与下所作出的有规律性的应答。反射活动的结构基础是反射弧，它包括感受器，传入神经、中枢、传出神经、效应器。神经信息就本质上而言是生物电变化的过程。动作电位的频度、强度等将代表着不同的生物学意义。,三、体液信息 机体内凡通过体液传递并发挥作用的信息统称为体液信息。如激素、递质等等。,激素,特异mRNA,新合成蛋白质,受体,染色质非组蛋白(核内受体),DNA,
8、细胞膜,核模,核,特异序列氨基酸片断-核定位信号,核糖体,类固醇类激素作用途径示意图,四、经络信息在几千年的医疗实践中始终有效地发挥着指导作用，但运用解剖学的方法找不到与经络对应的组织结构，目前研究有以下几种情况：发现经络循行与神经的分布很近似。人体的三百多个穴位中一半穴位下面有神经直接通过，另一半穴位的周围0.5cm的范围内有神经通过。经络的活动与神经体液综合调节功能相关。例如 针刺细菌性痢疾病人的阳陵泉穴位，可出现吞噬细胞增多与免疫反应的提高。,在进行针灸治疗时，有人发现针感的传导与古代医书上关于经络循行的记载相一致，针刺后，在人体上沿经络可出现“白线”、“红线”或特殊的皮疹分布。有人根据
9、在高频高压电场作用下人体表面可以产生电晕放电的原理观察到了人体表面沿着经络路线循行的亮线。这方面的结论支持经络是一种独特存在的传导系统。,经络是人体内不同于神经、体液和遗传信息系统而又包括人体所有信息系统的一个总的信息系统。经络是经气的通道，每一脏腑出现的功能活动和病疾过程，都是该脏腑气的转输和处理过程，并在经络穴位上体现出特定征候的“信息群”。经络是人体的机能调节、联络和反应系统。它运行着全身的气血，联络着脏腑肢节，沟通着机体上下内外，调节着人体各部，联系着人体各信息系统，它把人体的五脏六腑、四肢、百骸、五官九窍、皮肉筋脉等人体各部联结成一个统一的有机体。,五、人体的精神精神的产生 精神的出
10、现是生命进化发展的必然结果。生命源于非生命物质形态。物质在时空上的差异分布，渐渐产生了原始的信息。随着物质化学运动的不断发展，从而产生了生命信息并贮存在核酸中，由于信息既依赖于物质，但又表现出相对的独立运动自主性，不因其载体形式的变化而变更其内涵。所以成为生命完整性得以体现与保留的重要基础。,生命每向前进化一步，都意味着有机体有序性和复杂性的增高，也就越需要信息的调控与指导，整个动物界进化发展的历史表明：随着有机体的不断复杂化，生命信息逐渐分化出了遗传信息、体液信息、神经信息和经络信息。神经信息系统逐渐复杂化，并成为机体机能调节的主导部分。神经信息系统的进一步复杂化，导致了精神的出现。,精神在
11、人体中的作用对环境和自身的认识作用。精神的存在是人主体意识产生的根源。使人能够意识到自身的存在，并为其自身的生存和社会价值的实现而对环境施加一系列依据其自由意志所支配的创造性活动。对躯体的主导和支配作用。精神通过对神经信息系统和体液信息系统的主导和支配作用而达到对全身的支配作用，精神对躯体的支配作用表现在意志支配人的躯体活动。精神对外部世界的支配作用正是通过对躯体运动的支配作用而实现的。,第三节 机体兴奋的本质,一、生物电静息电位：细胞处于相对安静状态时，细胞膜内外存在的恒定电位差。动作电位：细胞活动时，细胞膜内外存在的变化的电位波动。,（一）静息电位(resting potential RP
12、)1.概 念：细胞处于相对安静状态时，细胞膜内外存在的电位差。,2.实验现象：,（二）动作电位(action potential AP)1.概 念：可兴奋细胞受到刺激，细胞膜在静息电位基础上发生一次短暂的、可逆的,并可向周围扩布的电位波动称为动作电位。,2.AP实验现象,去 极 化,上 升 支,下降支,3.动作电位的图形,刺激,局部电位,阈电位,去极化,零电位,反极化（超射）,复极化,（负、正）后电位,4.动作电位的特征：是非衰减式传导的电位。具有“全或无”的现象：即同一细胞上的AP大小不随刺激强度和传导距离而改变的现象。5.动作电位的意义：AP的产生是细胞兴奋的标志。,二、生物电现象的产生机
13、制（一）化学现象,要在膜两侧形成电位差，必须具备两个条件：膜两侧的离子分布不均，存在浓度差；对离子有选择性通透的膜。膜两侧K+差是促使K+扩散的动力，但随着K+的不断扩散，膜两侧不断加大的电位差是K+继续扩散的阻力，当动力和阻力达到动态平衡时，K+的净扩散通量为零膜两侧的平衡电位。,通透膜,选择性通透膜,(1)静息状态下细胞膜内、外离子分布不匀 Na+iNa+o110,K+iK+o301 Cl-iCl-o114,A-iA-o 41,（二）静息电位的产生机制,1.静息电位的产生条件,主要离子分布：,膜内：,膜外：,(2)静息状态下细胞膜对离子的通透性具有选择性 通透性：K+Cl-Na+A-,静息
14、状态下细胞膜内外主要离子分布 及膜对离子通透性,2.RP产生机制的膜学说:静息状态下细胞膜内外离子分布不均；细胞膜对离子的通透具有选择性:K+Cl-Na+A-,Ki顺浓度差向膜外扩散A-i不能向膜外扩散,K+i、A-i膜内电位(负电场)K+o膜内电位(正电场),膜外为正、膜内为负的极化状态,当扩散动力与阻力达到动态平衡时=RP,结论:RP的产生主要是K向膜外扩散的结果。RP=K+的平衡电位,1.AP产生的基本条件:膜内外存在Na+差:Na+iNa+O 110；膜在受到阈刺激而兴奋时，对离子的通透性增加：即电压门控性Na+、K+通道激活而开放。,（三）动作电位的产生机制,2.AP的产生机制:,A
15、P上升支,AP下降支,当细胞受到刺激,细胞膜上少量Na+通道激活而开放,Na+顺浓度差少量内流膜内外电位差局部电位,当膜内电位变化到阈电位时Na通道大量开放,Na+顺电化学差和膜内负电位的吸引再生式内流,Na+i、K+O激活Na+K+泵,2.AP的产生机制:,膜内负电位减小到零并变为正电位（AP上升支）,Na+通道关Na+内流停+同时K+通道激活而开放,K顺浓度差和膜内正电位的吸引K迅速外流,膜内电位迅速下降，恢复到RP水平（AP下降支）,Na+泵出、K+泵回，离子恢复到兴奋前水平后电位,三、细胞兴奋后兴奋性的变化（一)有关概念 兴奋性：活组织或细胞对外界刺激发生反应的能力；或活组织或细胞对外
16、界刺激产生AP的能力。兴奋：组织受刺激后由静息活动或由活动弱强的过程。抑制：组织受刺激后由活动静息或由活动强弱的过程。刺激：能引起细胞或组织发生反应的所有内、外环境的变化。反应：可兴奋性组织对刺激的应答表现。,（二)细胞兴奋后兴奋性的变化,绝对不应期：无论多强的刺激也不能再次兴奋的期间。相对不应期：大于原先的刺激强度才能再次兴奋期间。超常期：小于原先的刺激强度便能再次兴奋的期间。低常期：大于原先的刺激强度才能再次兴奋的期间。,组织兴奋后兴奋性变化的对应关系,分 期 兴奋性 与AP对应关系 机 制绝对不应期 降至零 锋电位 钠通道失活相对不应期 渐恢复 负后电位前期 钠通道部分恢复超常期 正常
17、负后电位后期 钠通道大部恢复低常期 正常 正后电位 膜内电位呈超极化,四、局部兴奋,概念：阈下刺激引起的低于阈电位的去极化（即局部电位），称局部反应或局部兴奋。,特点：不具有“全或无”现象。其幅值可随刺激强度的增加而增大。电紧张方式扩布。其幅值随着传播距离的增加而减小。具有总和效应：时间性和空间性总和。,时间性总和,空间性总和,五、兴奋在同一细胞上的传导（一）传导机制：局部电流,静息部位膜内为负电位，膜外为正电位兴奋部位膜内为正电位，膜外为负电位,在兴奋部位和静息部位之间存在着电位差,膜外的正电荷由静息部位向兴奋部位移动膜内的负电荷由兴奋部位向静息部位移动,形成局部电流,膜内：兴奋部位相邻的静
18、息部位的电位上升膜外：兴奋部位相邻的静息部位的电位下降,去极化达到阈电位，触发邻近静息部位膜爆发新的AP,局部电流,（二）传导方式：无髓鞘N纤维的兴奋传导为近距离局部电流；有髓鞘N纤维的兴奋传导为远距离局部电流(跳跃式)。,（三）传导特点 1、生理完整性 2、双向性 3、相对不疲劳性 4、绝缘性 5、不衰减性或“全或无”现象,第四节 人体生命活动的调节,从生命活动的机制上看，人体分为两大部分，一个是控制部分，一个是受控部分。前者包括神经、体液或自身调节中的调节部分（如神经中枢、内分泌腺、遗传基因等），后者由效应器或靶器官、靶细胞组成（如肌细胞、某些腺细胞、功能蛋白等）。信息是实现控制的基础，控制部分对受控部分的影响正是通过控制信息的传递来实现的。,受控部分状态改变的信息又通过闭合回路回送到控制部分，对控制部分的进一步活动施加一定的影响，这部分信息称为反馈信息。反馈信息有正、负两种信息。负反馈信息对控制部分的活动起减弱中止的作用。正反馈信息对控制部分的活动有加强、延续的作用。负反馈过程具有使机体面对内外环境的变化保持稳定状态的倾向，使得人体系统的活动表现出合目的性行为。而正反馈过程则使人体系统的活动偏离已有的状态，使系统的运行失稳乃至进入到新的稳定状态。,复习题,1、什么是生命？有何特征？2、生物电与兴奋的关系？,
