生理学原理

作 者王世强、梅岩艾、朱景宁
单 位北京大学、复旦大学、南京大学
内容提要
本书分为“细胞生理学”“器官和系统生理学”和“生理活动的整合调控”3篇,以重要生理学原理串联知识内容,突出生理功能研究中的数理分析、定量研究和计算建模,注意回顾重要生理学事件发现的历史及启示,介绍中国科学家在生理学领域的重要原创性贡献,展示一些分子和进化水平上的最新发现及目前有争议的重大生理学问题等,以体现生理学的前沿发展和创新思路。本书在正文旁设计了适时出现的提问,引导读者深入思考;章末配有小结、思考题和推荐阅读,有助于读者复习及拓展;配套数字资源包含拓展阅读、教学课件等丰富多媒体内容。 本书作者均为活跃在生理学教学和科研一线的学者,在编写中充分考虑新时代研究型人才培养的要求,体现了生理学的传统性与先进性有机融合的特点,同时兼顾不同类型高校的实际教学需求,重点突出,纲举目张。本书适合作为综合性研究型高校生物类专业生理学课程教材。
前言

生物科学是研究生物体结构与功能的科学。作为生物科学的一个分支,生理学以人和动物为对象,研究生命活动现象及其发生机制,以及人和动物适应各种内外环境变化而产生的功能反应和调节过程。生理学特别强调从分子、细胞、器官、系统到整体的整合和稳态,是综合性大学生物科学类专业的核心课。虽然国内各种版本的生理学教材已有很多,但多面向医学生,面向综合性研究型大学的生理学教材却相对较少。由于研究型大学生物科学类专业的课程体系与医学专业课程体系之间的差异,以及生物科学类专业学生的基础知识背景和培养目标与医学生之间的不同,编写一本适合于综合性研究型大学生物科学类专业学生使用的生理学教材显得尤为重要。

基于这一认识,十多年前,我们齐心协力完成了《生理学原理》第一版的编写工作。为了使教材符合研究型人才的培养要求,体现生理学教材的传统性与先进性相互有机融合的思路,同时兼顾不同类型学校的教学需求,该书不追求对生理学知识点的面面俱到,而是强调对重要生理学原理的逻辑理解以纲举目张,并在生理学知识的框架基础上将全书分为“细胞生理学”“器官和系统生理学”和“生理活动的调控”三篇。在内容编排上,我们注意了如下几点:①增加了重要生理学发现的历史回顾及启示、一些分子和进化水平上的最新发现、目前有争议的重大生理学问题等,以体现生理学的前沿发展和创新思路;②每个章节中体现一定的与医学、疾病有关的内容或比较生理学知识,必要的章节中增加部分解剖学内容;③在正文中设计了适时出现的提问,引导学生深入思考,培养其分析问题的科学思维。参加第一版编写工作的作者都是活跃在生理学教学和科研第一线的学者,他们将自己长期积累的教学经验和科学思想凝聚和诠释在书中,使本书在内容和思想上都体现出研究型大学的教材特点。

为了适应国家培养拔尖创新人才的战略需要,教育部于2023年4月启动了生物科学领域“101计划”,施一公院士牵头并组织了包括生理学在内的11门生物科学核心课程的教材编写团队。“101 计划”对教材的科学性、前沿性和准确性等都提出了新的要求。为了使新一版生理学教材符合我国拔尖创新人才培养的要求,我们在征求全部32所生物科学拔尖学生培养基地所在院校意见的基础上,组织了学术造诣高、教学经验丰富的教师对第一版教材进行了全面修订,对多数章节进行重新设计和编写,形成了这本“101计划”核心教材《生理学原理》。在内容方面除保留第一版的主要特色,我们还做了如下改进:①将“体液、血液与血细胞”单独作为第一章,全面阐述体液、血液为机体生理活动提供的内环境稳态以及运输、防御等功能,有利于引导学生在其他章节中深入理解从细胞到系统的功能是在怎样的前提下进行的;②新增“生殖生理”“生理学研究策略和技术”两章,以及“植物的生理”线上阅读材料,使本教材的生理学体系更加完整,同时引导学生从各不相同的方法中提取研究思路,从不同对象的生理特点中提取共性规律;③突出生理功能研究中的数理分析、定量研究和计算建模,引导学生打好数理、计算机和人工智能基础,激发交叉创新;④介绍中国科学家在生理学领域的重要原创性贡献,让学生了解我国的学术成果及科研进展;⑤为全书绘制精美彩色插图,有利于学生更加准确地理解生理学过程,也进一步提升了教材整体质量。在此非常感谢高等教育出版社,以及张号、余彤、梁皓楠等绘图师为本书付出的心血!

虽然各位编委为编写好这本教材做出了诸多努力,但由于专业水平、知识和能力的局限性,书中难免存在一些不妥之处,恳请读者予以指正!

目录

绪论

一、认识生理学的学科内涵

二、了解生理学的发展历程

三、把握生理学的基本概念

四、学习生理学的研究思路

第一篇 细胞生理学

第一章 体液、血液与血细胞功能

第一节 体液与机体内环境

第二节 血液

第二章 生物膜对物质的通透和转运

第一节 溶质与水的跨膜扩散

第二节 主动转运

第三节 离子的跨膜流动与细胞膜电位

第三章 细胞的兴奋

第一节 刺激与动作电位的发生

第二节 兴奋的离子机制

第三节 兴奋在神经纤维上传导

第四章 细胞间的信息传递

第一节 缝隙连接与电传递

第二节 化学突触传递

第三节 离子通道型受体介导的突触传递

第四节 介导突触传递的 G 蛋白耦联受体

第五章 肌细胞的收缩功能

第一节 肌细胞收缩的结构和分子基础

第二节 兴奋收缩耦联

第三节 肌细胞收缩的生物力学

第二篇 器官和系统生理学

第六章 血液循环

第一节 循环系统的进化

第二节 心脏生理

第三节 血管生理

第四节 心血管活动的调节

第七章 呼吸

第一节 动物呼吸系统的进化、结构和功能

第二节 肺通气

第三节 肺换气和组织换气

第四节 呼吸气体在血液中的运输

第五节 呼吸运动的调节

第六节 内呼吸和能量代谢

第八章 消化与吸收

第一节 消化系统的组成和一般功能

第二节 口腔内消化和吞咽

第三节 胃内消化

第四节 小肠内的消化

第五节 大肠的功能

第六节 吸收

第九章 渗透调节与排泄

第一节 水、电解质及渗透压调节

第二节 肾的功能解剖和肾血流量

第三节 肾小球的滤过

第四节 肾小管与集合管的重吸收和分泌作用

第五节 尿液的浓缩和稀释

第六节 尿生成的调节

第十章 生殖

第一节 性腺的形成与调控

第二节 卵巢与雌性生殖

第三节 雄性生殖系统

第三篇 生理活动的整合调控

第十一章 生理功能的内分泌调控

第一节 内分泌系统与激素概论

第二节 下丘脑 - 垂体的内分泌功能

第三节 甲状腺

第四节 胰岛

第五节 肾上腺皮质

第六节 肾上腺髓质

第十二章 神经系统的感觉功能与感觉器官

第一节 感觉过程的一般原理

第二节 化学感觉

第三节 机械感觉

第四节 听觉

第五节 视觉

第六节 温度觉与痛觉、痒觉

第十三章 神经系统的运动功能

第一节 躯体运动系统的组构和控制模型

第二节 反射运动和节律运动

第三节 随意运动的发起和控制

第四节 内脏运动系统对内脏活动和免疫功能的调节

第十四章 神经系统的高级功能和行为调控

第一节 本能行为

第二节 行为的动机和决策

第三节 学习与记忆

第四节 大脑皮层的认知功能

第十五章 生理学研究策略与技术

第一节 生理学研究策略

第二节 生理学研究技术实例

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