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<h1 class="firstTitle-l">第一章 绪论</h1>
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<div class="bodyPic"><img src="../../assets/images/0023-01.jpg" style="width:30%" alt=""
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active="true" /></div>
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<div class="bodyPic"><img src="../../assets/images/0023-02.jpg" style="width:80%" alt=""
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active="true" /></div>
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<p class="center"><span class="bold">素质目标</span></p>
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<p class="content">(1)具备辩证唯物主义的生命观、整体观和严谨求实的科学素养。</p>
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<p class="content">(2)具备感悟生命宝贵,珍惜、敬畏生命的精神。</p>
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<p class="center">........................</p>
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<p class="center"><span class="bold">知识目标</span></p>
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<p class="content">(1)掌握:兴奋性、阈值的概念及两者之间的关系;内环境、稳态的概念及意义;人体功能的调节。</p>
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<p class="content">(2)熟悉:生命活动的基本特征;反射和反馈的概念及意义。</p>
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<p class="content">(3)了解:生理学的概念和内容;生理学的研究方法、研究的层次及研究内容。</p>
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<p class="center">........................</p>
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<p class="center"><span class="bold">能力目标</span></p>
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<p class="content">(1)能理解生理学在医学课程体系中的地位和作用。</p>
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<p class="content">(2)能运用人体功能调节方式和反馈调节解释如何维持机体内环境稳态。</p>
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<div class="bodyPic"><img src="../../assets/images/0023-03.jpg" style="width:80%" alt=""
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active="true" /></div>
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<p class="titleQuot-1">【案例】</p>
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<p class="content">
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患者,男性,45岁。因车祸导致腹部开放性损伤。患者入院后出现大量失血,痛苦面容、面色苍白、表情淡漠、四肢湿冷。腹胀,全腹轻度压痛、反跳痛和肌紧张,以左上腹明显,移动性浊音阳性,肠鸣音减弱,其他查体未见异常。体格检查:T
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35℃、P 115次/分、R 24次/分、BP 80/55mmHg、CVP 1cmH<span class="sub">2</span>O、SPO<span
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class="sub">2</span>92%。诊断为失血性休克。经过紧急手术和输血治疗后,患者生命体征逐渐平稳,但仍需进一步观察。</p>
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<p class="titleQuot-1">【问题】</p>
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<p class="content">患者失血后内环境稳态有何异常改变,机体通过哪些调节维持生命?</p>
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生理学
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<p class="center"><img class="g-pic" src="../../assets/images/0024_01.jpg" alt="" /></p>
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<p class="content">
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绪论是对本书各章节内容的高度总结和核心要点的提炼。在这一章节中,我们将探讨生理学的研究对象与任务、常用的生理学研究方法、机体生命活动的基本特征、内环境及其稳态的概念,并对机体生理功能的调节进行概括性阐述。通过学习绪论,读者能够构建起对生理学的整体认知框架,明白细胞、组织、器官、系统,以及整个机体生命活动之间的相互关联,认识到维持机体内环境相对稳定(稳态)的关键意义。事实上,机体的所有生命活动调节机制都是以保持这种稳态为核心目标。稳态的概念和重要性不仅适用于机体的各个部分,也泛指整个机体正常生命活动过程的相对稳定性。
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</p>
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<h2 class="secondTitle">第一节 概述</h2>
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<h3 class="thirdTitle">一、生理学的概念</h3>
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<p class="content">
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生理学(physiology)属于生物科学领域的一个重要分支,专注于研究生物机体的生命活动现象,以及机体各组成部分的功能。依据研究对象的差异,生理学可细分为植物生理学、动物生理学、人体生理学等多个子领域。
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</p>
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<p class="content">
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本书聚焦于人体生理学(以下简称“生理学”)。生理学的核心任务是探究人体各系统中器官和细胞的正常生理活动过程,重点在于揭示器官和细胞功能表现的内在机制,以及不同细胞、器官、系统之间的相互联系与相互作用。此外,生理学还致力于阐明人体作为一个整体,其各部分功能活动是如何相互协调、相互制约,以在复杂多变的环境中保持正常生命活动的。
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</p>
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<h3 class="thirdTitle">二、学习生理学的意义</h3>
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<p class="content">
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生理学在医学课程体系中举足轻重,是一门重要的基础理论课程。首先,学习生理学需要一定的前期知识作为铺垫。由于人体的生理功能与其形态结构紧密相连,所以,学生在学习生理学之前,必须先掌握解剖学、组织学等形态学课程的基础知识。其次,生理学作为医学基础理论的核心课程,为学生后续学习其他基础课程和临床课程奠定了坚实的基础。
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</p>
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<p class="content">
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生理学同样是一门基础医学课程。医学生只有在充分理解正常人体各组成部分的功能之后,才能深入理解在不同疾病状态下身体特定部分所发生的变化,以及器官在疾病中功能变化与形态变化之间的相互关系,同时能够明白一个器官病变时如何波及其他器官的功能。因此,生理学是医学各专业学生必修的一门重要课程。
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</p>
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002
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<span class="header-title">第一章 绪论</span>
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<h3 class="thirdTitle">三、学习生理学的基本观点和方法</h3>
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<p class="titleQuot-1">(一)树立整体观念</p>
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<p class="content">
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人体是一个有机的整体,其各项生理活动都是这一整体不可或缺的部分。人体内的各个系统、器官、组织和细胞虽然各有其独特的活动规律,但它们之间的运作是相互关联、相互制约、相互配合且协调一致的,它们共同服务于人体作为一个整体来适应环境变化的需求。在学习和应用相关知识时,若仅关注人体局部的功能变化,而忽视了人体整体适应环境的功能效应,就容易陷入误区。
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</p>
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<p class="titleQuot-1">(二)结构与功能统一的观点</p>
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<p class="content">
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人体的形态结构构成了生理功能的物质基础,而人体的生理功能则是形态结构的具体表现形式。特定的形态结构决定了相应功能的特性,在人类生命的整个过程中,功能的变化会逐渐导致形态结构的改变,而形态结构的改变又会反过来影响功能的变化,两者是相辅相成的。
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</p>
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<p class="titleQuot-1">(三)动态平衡的观点</p>
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<p class="content">
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人类的生命活动是在适应环境的过程中持续变化的,这种变化在生理学范畴内体现为一种动态平衡的过程,其核心目标是保持内环境的相对稳定。因此,在学习过程中,应注重理解人体正常的生理变异,功能活动的周期性、双重性、双向性等规律,避免用静态的视角来解读生理学知识。
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</p>
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<p class="titleQuot-1">(四)注重学科渗透</p>
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<p class="content">
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生理学与众多其他学科存在着紧密的联系,正是这种跨学科的相互渗透推动了生理学的不断进步。使不同学科的知识内容相互交织、相互推动。关注生理学与其他学科之间的关联,不仅有助于拓宽思维视野,还能加深对生理学知识的把握,同时也有利于实现知识的综合运用和深入理解。
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</p>
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<p class="titleQuot-1">(五)注重实验研究</p>
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<p class="content">
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生理学本质上是一门实验科学,其知识体系主要基于实验研究构建。细胞是构成生物体的基本单位,众多细胞组合形成器官,而具有特定生理功能的器官相互关联构成系统。人体正是由这些相互联系、相互作用的器官系统组成的复杂有机整体。因此,生理学研究可以在细胞分子层面、器官系统层面,以及整体层面展开。由于实验操作可能会对机体造成一定损害,研究人体功能时常借助动物实验来进行。生理学中的动物实验分为急性实验和慢性实验两种类型。在生理学实验教学中,一部分实验是为了验证特定的生理学知识而设计的经典实验,另一部分,则是为了培养学生的综合能力而设计的综合性实验。无论是哪一类实验,对于提升学生的实践操作能力、科学思维及问题分析能力都具有不可替代的重要作用。
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</p>
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<div class="bodyPic"><img src="../../assets/images/0029-01.jpg" style="width:80%" alt=""
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active="true" /></div>
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<p class="center"><span class="bold">生理学的奠基人</span></p>
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<p class="quotation">生理学是一门生命的科学,是谁掀开了生理学的历史性篇章呢?他就是生理学之父威廉·哈维(William
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Harvey)。1628年,威廉·哈维出版了《动物心血管运动的解剖研究》(Exercitatio anatomica de Motu Cordis et Sanguinis in
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animalibus),通常简称为《心血运动论》(De Motu
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Cordis),书中威廉·哈维提出了他的血液循环理论:我认为来自心脏的血液必定又回到心脏。宣告了生命科学新纪元的到来。恩格斯在《自然辩证法》中这样高度评价了威廉·哈维的科学成就:威廉·哈维由于发现了血液循环而把生理学确立为科学。
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</p>
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<p class="quotation">
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除了威廉·哈维,中国生理学也有多位奠基人。例如,蔡翘是中国生理科学奠基人之一,他首先发现了视觉与眼球运动功能的中枢部位——顶盖前核,并编著了我国第一本大学生理学教科书《人类生理学》。林可胜也是中国现代生理学的奠基人,他在胃液分泌的体液控制、阿司匹林的镇痛作用等方面取得了巨大成就,并创办了《中国生理学杂志》。徐丰彦是我国现代生理学奠基人之一,他在抗战内迁阶段编译了《人体生理学》书稿,并在上海医学院担任教研室主任。
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</p>
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003
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生理学
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</div>
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<h2 class="secondTitle">第二节 生命活动的基本特征</h2>
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<p class="content">
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生命现象呈现出丰富多样的形态,其中新陈代谢、兴奋性、适应性和生殖等特征,构成了生命与非生命体之间最根本的区别。深入理解这些基本特征,能够帮助我们更好地把握生物体各项活动所遵循的独特规律。
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</p>
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<h3 class="thirdTitle">一、新陈代谢</h3>
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<p class="content">
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生物体与周围环境之间进行物质和能量交换,以实现自我更新的过程被称作新陈代谢(metabolism)。新陈代谢涵盖了合成代谢(同化作用)和分解代谢(异化作用)两个方面。所有生物体都在持续地更新自身的结构,同时也在不断地分解老化组织,进行生物分子的更新换代。一方面,生物体不断地从外部环境中摄取各种营养物质,经过体内的转化和改造,为构建新的结构提供物质基础,并产生及储存生命活动所需能量,这一过程即为合成代谢。另一方面,生物体不断地分解自身旧的物质,释放能量以满足生命活动的需求,并将分解后的产物排出体外,这一过程称为分解代谢。
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</p>
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<p class="content">所有生命活动都建立在新陈代谢的基础之上,生物体在新陈代谢的基础上展现出生长、发育、生殖、运动等生命现象。一旦新陈代谢停止,生命也将随之结束。</p>
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<h3 class="thirdTitle">二、兴奋性</h3>
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<div class="bodyPic"><img src="../../assets/images/0026-01.jpg" style="width:30%" alt=""
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active="true" /></div>
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<p class="content">
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在日常生活中,当人们的手触碰到滚烫的热水时,会立刻缩回,以避免被烫伤。当眼睛遇到强光照射时,瞳孔会迅速缩小,以防止强光对眼睛造成伤害。在生理学领域,这种作用于生物体内、外环境的变化称为刺激(stimulus),而生物体对刺激产生的新应答性变化则称为反应(response)。
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</p>
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<p class="content">
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通常,生物体内不同组织细胞对刺激的反应形式各异。例如,神经细胞(包括感受器)对刺激的反应形式是产生和传导动作电位;骨骼肌、心肌、平滑肌则表现为收缩和舒张;而各种腺体则表现为分泌腺液。在生理学中,我们将这些在接受刺激后能迅速产生特定生理反应的组织称为可兴奋组织。当机体、可兴奋组织、细胞在接受刺激后产生反应时,其表现形式主要有两种:一种是由相对静止状态转变为明显的运动状态,或原有的活动由弱变强,称为兴奋(excitation)。由于可兴奋组织或细胞在发生反应前都会先产生动作电位的变化,因此,现代生理学也将能够对刺激产生动作电位的组织或细胞称为可兴奋组织或可兴奋细胞,将组织、细胞接受刺激后产生动作电位的现象称为兴奋。另一种是由运动状态转变为相对静止,或活动由强变弱,称为抑制(inhibition)。
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</p>
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<p class="content">
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并非所有刺激都能引发生物体的反应,刺激要产生反应通常需满足三个条件:足够的刺激强度、足够的刺激作用时间,以及适当的刺激强度-时间变化率。若保持刺激作用时间(即固定刺激波形的波宽)和刺激强度时间变化率(可采用方波)不变,仅改变刺激强度来刺激活组织、细胞,可观察到不同强度刺激对活组织、细胞反应的影响。通常,我们将能够引发活组织、细胞反应的最小刺激强度称为阈强度(threshold
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intensity),简称阈值(threshold)。低于阈值的刺激称为阈下刺激,高于阈值的刺激称为阈上刺激,而引起最大反应的最小刺激则称为最适刺激。超过最适刺激的称为强刺激或超强刺激,这类刺激容易导致组织细胞疲劳或受损。
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</p>
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<p class="content">
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活组织、细胞接受刺激并产生反应的能力或特性称为兴奋性。不同组织、细胞对相同刺激的反应存在差异,通常可以通过阈值来衡量兴奋性的高低。对于兴奋性较高的组织、细胞,较弱的刺激就能使其产生兴奋,即其阈值较低。而对于兴奋性较低的组织、细胞,则需要较强的刺激才能引发兴奋,即其阈值较高。因此,阈值的大小可以反映组织、细胞兴奋性的高低。两者呈反变关系,具体如下。
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</p>
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<p class="center">兴奋性∝1/阈值</p>
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<span class="header-title">第一章 绪论</span>
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<h3 class="thirdTitle">三、适应性</h3>
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<p class="content">
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生物体依据内、外环境的变化来调整自身的活动,以维持生存的能力或特性称为适应性(adaptability)。适应性分为行为性适应和生理性适应两种类型。行为性适应是生物界普遍存在的一种本能行为,通常通过改变躯体活动来实现。例如,在夏天寻找凉爽的地方;在冬天寻找温暖的环境;当遇到有害刺激时,会进行躲避等行为。生理性适应则是生物体内部的协调性反应。比如,在高温环境中,皮肤血管扩张、血流量增加、汗腺分泌增多,生物体需要通过增强散热过程来保持体温的相对稳定。
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</p>
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<h3 class="thirdTitle">四、生殖</h3>
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<p class="content">
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当生物体生长发育到特定阶段,能够产生与自身相似的后代个体,这一功能称为生殖(reproduction)或自我复制(self-replication)。生物个体的生命期是有限的,物种的延续依赖于生殖过程中新个体的产生。值得注意的是,人类及高等动物已经演化出雄性和雌性两种不同的个体,它们分别产生雄性生殖细胞和雌性生殖细胞。只有这两种生殖细胞结合,才能孕育出后代个体。通过生殖,人类和生物的种族得以延续,生殖是生命区别于非生命的一个基本特征。
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</p>
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</div>
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生理学
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<h2 class="secondTitle">第三节 机体的内环境、稳态</h2>
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<div class="bodyPic"><img src="../../assets/images/0028-01.jpg" style="width:30%" alt=""
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active="true" /></div>
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<h3 class="thirdTitle">一、机体的内环境</h3>
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<p class="content">生理学中,将生物体所处的外部世界称为外环境(external
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environment),这涵盖了自然环境和社会环境。而生物体内各种组织、细胞直接接触并依赖其生存的环境则称为内环境(internal environment)。</p>
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<p class="content">人体内所有的液体统称为体液(body
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fluid),大约占体重的60%。体液可以分为两大部分:2/3的体液存在于细胞内部,这部分称为细胞内液(intracellular
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fluid);剩余的1/3体液则分布在细胞外部,称为细胞外液(extracellular
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fluid),其中包括血浆、组织液、淋巴液和脑脊液。由于细胞直接与细胞外液接触,生理学中通常将细胞外液视为内环境。此外,人体内还有一些液体,如胃内、肠道内、汗腺管内、尿道内、膀胱内的液体,这些液体与外部环境相通,因此不被归类为内环境的一部分。
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</p>
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<p class="content">
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细胞外液中包含多种无机盐(如钠、氯、钾、钙、镁、碳酸氢盐等)及细胞所需的营养物质(如糖、氨基酸、脂肪酸等),同时还含有氧气、二氧化碳及细胞的代谢产物。正常的细胞通过细胞膜实现细胞内液与细胞外液之间的物质交换,以维持细胞的生命活动(图1-1)。
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</p>
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<div class="qrbodyPic">
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<img src="../../assets/images/0028-02.jpg" style="width:50%" alt="" active="true" />
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<p class="imgdescript-l">图1-1 体液的分布与相互关系示意图</p>
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</div>
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<h3 class="thirdTitle">二、内环境的稳态</h3>
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<p class="content">
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内环境的稳态(homeostasis)指的是内环境的物理化学性质,如温度、酸碱度、渗透压及各种液体成分维持在一个相对稳定的状态。早在1857年,法国生理学家克劳德·伯纳德(Claude
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bernard)就首次提出了内环境的概念。他发现,尽管生物体所处的外部环境可能会发生巨大变化,但细胞外液的物理化学性质却变化甚微。因此,他强调内环境的相对稳定是生物体能够自由且独立生存的基本前提,这一观点对后续稳态概念的形成具有深远的影响。1926年,美国生理学家沃尔特·B.坎农(Walter
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B.Cannon)将希腊语中的“homeo”(意为“相似”)与“stasis”(意为“稳定”)结合起来,创造了“homeostasis”一词,用以描述生理学中“稳态”这一关键概念。这一表述阐明了生命活动的正常进行依赖于内环境相对稳定的内在规律。至今,稳态的概念不仅被广泛引用,还被扩展应用到细胞分子层面、器官系统乃至整个生物体功能活动的相对稳定状态。
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</p>
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<p class="content">
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内环境的稳态并非是一种静态的固定不变状态,而是在多种生理活动调节下,各种理化因素达到动态平衡的一种相对稳定状态。这种稳态的维持是机体自我调节机制的结果。在正常生理条件下,细胞代谢导致的营养物质消耗和代谢产物的积累,以及外部环境变化(高温、严寒、低氧等)引起的生理反应(呕吐、腹泻等),都可能引起细胞外液理化性质的改变,进而干扰内环境的稳态。然而,机体能够通过多个系统和器官的协同作用及负反馈控制机制及时纠正这些干扰,恢复内环境的稳定。同时,机体通过与外部环境的物质交换,确保内环境中的各种理化因素,包括渗透压、温度、酸碱度、水分、电解质和营养成分等,都维持在一个适宜的相对恒定水平,从而保持内环境的相对稳定。
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</p>
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<p class="content">
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稳态对于生理功能具有极其重要的意义。由于细胞的代谢活动主要依赖于酶促生化反应,细胞外液必须含有充足的营养物质、氧气和水分,同时需要保持适宜的温度、离子浓度、酸碱度和渗透压等条件。细胞膜两侧不同的离子浓度分布是可兴奋细胞维持正常兴奋性和产生生物电活动的基础。一旦内环境的理化条件发生剧烈变化或重大改变,超出了机体自身调节和维持稳态的能力范围,机体的正常功能将受到严重影响。例如,高热、低氧、水和电解质平衡紊乱及酸碱平衡失调等情况都会损害细胞功能,引发疾病,甚至可能危及生命。因此,保持稳态是确保机体正常生命活动的关键条件。
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</p>
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</div>
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<span class="header-title">第一章 绪论</span>
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<img class="header-img" src="../../assets/images/pageHeader.png" alt="" />
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</div>
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<div class="bodystyle">
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<div class="bodyPic"><img src="../../assets/images/0029-01.jpg" style="width:80%" alt=""
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active="true" /></div>
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<p class="center"><span class="bold">内环境及稳态概念的由来与发展</span></p>
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<p class="quotation">
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早在1775年,英国实验生理学家C.勃莱登(C.Blagden)就以自己为实验对象,证明了体温在外界环境变化时仍能一定程度保持稳定。随后,另一位英国科学家也报道了他在不同条件下对鼠、鸡、蛇、鱼、蛙等动物的体温与外界温度变化关系的研究,指出高等动物在外界温度变化时,具备完善的体温恒定维持能力。这些早期的研究为内环境稳定的概念奠定了基础。
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</p>
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<p class="quotation">
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内环境概念的正式提出当推法国生理学家克劳德·伯纳德在他的著作中指出,“内环境的稳定是自由和独立生活的首要条件”“所有的生命机制尽管多种多样,但只有一个目标,就是保持内环境中生活条件的稳定”。这些精辟论述,一直被生理学界所传颂。
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</p>
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<p class="quotation">
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19世纪中叶,控制论的奠基人、著名数学家诺伯特·维纳(N.Wiener)与生理学家罗森布鲁斯(A.S.Rosenbluth)等合作,对内环境稳态的实现机制给出了明确的解释,他们强调:“负反馈是维持稳态的关键因素”,这一观点进一步深化了人们对稳态的理解。
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</p>
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<p class="quotation">
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在当代生物学和医学领域,稳态的概念已经得到了极大的拓展。它不再仅仅是生理学中的一个概念,而是广泛应用于控制论、细胞生物学、遗传学、生态学、临床医学等多个学科的重要概念。可以说,稳态是生命科学中一个具有普遍意义的基本概念,贯穿于整个生命科学领域,揭示了生命活动的基本规律。
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</p>
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</div>
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生理学
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<div class="bodystyle">
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<h2 class="secondTitle">第四节 人体生理功能的调节</h2>
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<p class="content">
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生物体之所以能够维持自身的稳态并适应环境变化,是因为生物体内存在一整套精细的调节机制,能够对各种生理功能进行调控。调节过程指生物体依据内、外环境的变化,对自身的各种活动进行调整和控制,确保生物体内部各器官和系统功能的协调统一,同时使生物体的外部活动与所处的外部环境相适应。
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</p>
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<h3 class="thirdTitle">一、人体生理功能的调节方式</h3>
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<p class="content">人体生理功能的调控主要通过三种机制实现:神经调节(neuroregulation)、体液调节(humoral
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regulation)和自身调节(autoregulation)。在这三种调节方式中,神经调节发挥着主导作用,是至关重要的。</p>
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<p class="titleQuot-1">(一)神经调节</p>
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<p class="content">
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由神经系统的活动对机体生理功能进行的调控称为神经调节。神经调节是人体最重要的调节机制。神经调节的核心方式是反射(reflex)。反射指在中枢神经系统的参与下,机体对内、外环境刺激所做出的规律性反应。反射的结构基础是反射弧,它由感受器、传入神经、中枢、传出神经和效应器五个部分构成(图1-2)。反射活动的完成依赖于反射弧的完整性。反射弧的任何一部分受损,都会导致该反射弧所进行的反射活动无法正常进行。
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</p>
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<p class="content">人和动物的反射活动,可区分为非条件反射(unconditioned reflex)和条件反射(conditioned reflex)两大类。</p>
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<p class="content">
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非条件反射是天生就具有的,其反射弧和反射活动相对固定,数量虽多但有限,属于较为基础的神经活动,通常与维持生命的基本本能活动相关。例如,食物进入口腔引发的唾液分泌(唾液分泌反射);物体触碰婴儿嘴唇引起的吸吮动作(吮吸反射);异物接触角膜导致的眨眼动作(角膜反射);光线照射眼睛引起的瞳孔缩小等,都属于非条件反射。
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</p>
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<p class="content">
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条件反射是通过后天学习获得的,它是在非条件反射的基础上,根据个体的生活经验建立起来的,属于较为复杂的神经活动。在条件反射中,刺激与反应之间的关系不是固定的,反射活动具有高度的灵活性和可变性,其数量没有限制,并且具有预见性。通过条件反射的建立,可以使原本无关的刺激转变为预示环境变化即将发生的信号,从而增强个体适应环境变化的能力。
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</p>
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<div class="qrbodyPic">
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<img src="../../assets/images/0030-01.jpg" style="width:50%" alt="" active="true" />
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<p class="imgdescript">图1-2 反射弧及其组成示意图</p>
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</div>
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<p class="content">
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神经调节的特征在于其信号传递速度快、作用持续时间短且精准,影响范围相对局限,并展现出高度的自动化特性。这些特点是由神经调节的传导路径、反射所涉及的效应器官及反馈性自动控制系统所决定的。</p>
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</div>
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<span class="header-title">第一章 绪论</span>
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<p class="titleQuot-1">(二)体液调节</p>
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体液调节指某些化学物质通过细胞外液或血液循环途径,对人体某种器官或组织功能进行的调节。参与体液调节的化学物质主要是各种内分泌腺和内分泌细胞所分泌的激素。如肾上腺髓质分泌的肾上激素,通过血液循环运输到心脏,使心肌收缩力增强、心跳频率加快、心输出量增多。这种由激素经血液循环运至远隔组织、器官,并影响全身多种组织、器官的活动,称为全身性体液调节。还有某些存在于组织液中的生物活性物质或细胞代谢产物,如二氧化碳、氢离子、腺苷、组胺、乳酸、激肽、前列腺素、5-羟色胺等,可在细胞外液内扩散至邻近组织细胞,调节其活动,如使局部血管扩张、通透性增加等,称为局部性体液调节。
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<p class="content">体液调节的特点是作用出现比较缓慢、作用持续时间长、作用范围广泛,也具有反馈性自动调节的特点。</p>
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在完整的生物体内,神经调节和体液调节相互配合、紧密相连。内分泌系统由各种内分泌腺体组成,既具有相对独立性,能够直接感知内环境中的某些理化成分或性质的变化并作出反应,又受到神经调节的控制。神经系统与全身各器官有着广泛的联系,大多数内分泌腺或内分泌细胞都直接或间接地受到神经系统的调控。在这种情况下,体液调节成为神经调节的一个延伸环节,是反射传出途径的扩展,这种调节方式称为神经-体液调节(neuro-humoral
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regulation)(图1-3)。例如,肾上腺髓质受到交感神经的支配,当交感神经兴奋时,会刺激肾上腺髓质分泌更多的肾上腺素和去甲肾上腺素,从而使神经系统和体液因素共同参与到机体的调节活动中。
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<img src="../../assets/images/0031-01.jpg" style="width:50%" alt="" active="true" />
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<p class="imgdescript-l">图1-3 神经调节和神经体液调节示意图</p>
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<p class="titleQuot-1">(三)自身调节</p>
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自身调节指组织或器官在不依赖神经或体液调节的情况下,对其所受刺激产生的一种适应性反应。这种调节通常发生在组织或器官的活动超出一定范围时,通过其自身的活动来进行调整,以防止过度活动。自身调节主要局限于少数组织和器官,如心肌和平滑肌中表现较为明显。例如,当全身动脉血压在一定范围内波动时,肾小球入球小动脉能够通过自身的舒缩活动来改变血流阻力,从而使肾血流量保持相对稳定,确保肾脏功能的正常运作。一般来说,自身调节的特点是作用精确、稳定且具有局限性,其效应相对较小,但对于这些器官乃至整个机体的生理功能调节仍具有一定的意义。
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生理学
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<h3 class="thirdTitle">二、人体生理功能的自动控制</h3>
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人体生理功能的调节机制是自动进行的,并且总是朝着有利于机体的方向发展。这一自动调节过程可以通过工程学中的自动控制理论来阐释。在这一理论框架下,控制部分相当于反射中枢或内分泌腺,而受控部分则相当于效应器、靶器官或靶细胞。控制部分与受控部分之间存在着双向的信息交流,通过一个闭合的回路来完成整个调节过程。来自受控部分的信息称为反馈信息,而受控部分发出的信息反过来影响控制部分的活动,这一过程称为反馈(feedback),见图1-4。
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<img src="../../assets/images/0032-01.jpg" style="width:80%" alt="" active="true" />
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<p class="imgdescript-l">图1-4 人体功能的反馈调节示意图</p>
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<p class="content">反馈机制包含负反馈(negative feedback)和正反馈(positive
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feedback)两种类型。负反馈指受控部分发出的信号反作用于控制部分,促使控制部分对受控部分的活动进行新一轮的调节,且这种新调节所产生的效果与初始效果相反。例如,动脉血压的相对稳定主要依赖于减压反射这一典型的负反馈机制。当动脉血压高于正常水平时,压力感受器传递的信号通过心血管中枢的整合,导致心血管活动水平下降,从而使动脉血压回落至正常范围;相反,当动脉血压下降时,对心血管中枢的抑制作用减弱,心血管活动增强,血压随之回升,以确保动脉血压始终保持在相对稳定的水平。在正常的生理功能调节中,负反馈较为常见且至关重要。机体的各项功能活动之所以能够维持在相对稳定的状态,仅在一定范围内波动,是因为机体能够以负反馈的形式自动调节活动水平,防止功能过度偏离正常生理范围,其意义在于保持机体生理功能的稳态。
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与上述反馈形式不同,另一种反馈机制中,受控部分发出的信号不是抑制而是增强控制部分的活动,使得反馈调节后的效果与初始效果方向相同,这种机制称为正反馈。在人体中,正反馈远比负反馈少见,其作用在于推动某些生理功能一旦启动就迅速加强,直至完成,是一个不可逆的过程,如排尿、分娩、血液凝固等过程。
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反馈控制系统是维持机体正常生理功能的关键调节机构,反馈作用体现了人体功能活动调节的自动化特性。借助反馈作用,机体能够自动、及时、适度地调节生理功能状态,从而更有效地适应内、外环境的变化。
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<div class="bodyPic"><img src="../../assets/images/0029-01.jpg" style="width:80%" alt=""
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active="true" /></div>
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<p class="center"><span class="bold">控制论与反馈</span></p>
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<p class="quotation">
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控制论是一门探究各类系统调节与控制规律的科学,它是由自动控制、通信技术、计算机科学、数理逻辑、神经生理学、统计力学、行为科学等多个学科相互融合而形成的综合性学科。控制论专注于研究生物体、机器及各种不同物质基础系统的通信和控制过程,旨在探索它们共有的信息交换、反馈调节、自组织、自适应的原理,以及如何优化系统行为,确保系统的稳定运行。控制论的创立者诺伯特·维纳(Norbert
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Wiener)在其著作《控制论》的副标题中明确指出,控制论是“关于动物和机器中控制与通信的科学”。</p>
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<p class="quotation">
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控制论的研究揭示了一个重要观点:无论是自动机器、神经系统、生命系统,还是经济系统、社会系统,若忽略它们各自独特的性质和状态,都可以被视为一种自动控制系统。在这些系统中,存在专门的调节机制来掌控系统的运行,保持系统的稳定性和实现系统的目标功能。控制机构发出指令,这些指令作为控制信息被传递到系统的各个组成部分(即控制对象)。这些部分按照指令执行任务后,会将执行情况作为反馈信息回传,并作为下一步调整控制的依据。
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<span class="header-title">第一章 绪论</span>
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<div class="bodyPic"><img src="../../assets/images/0033-01.jpg" style="width:80%" alt=""
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active="true" /></div>
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<p class="right-info">(刘慧霞)</p>
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