科学,特别是现代科学的发展,需要有良好的科学教育作为基础。传统的科学教育就是物理、化学、生物等自然科学学科教育的统称,它是相对于人文学科、社会学科而言的。目前,备受社会关注的新课程改革正在如火如荼地进行,新课程标准中的科学教育与传统科学教育的一个重要区别是更为关注情感、态度与价值观的发展。加强教育的综合性、整体性,促进文理结合、理工结合,已成为当前教育改革的一项重要任务。......
2023-08-11
(一)人体的重要器官
1.皮肤
皮肤是人体最大的器官,总重量占人体体重的5%~15%,总面积为1.5~2 m2,厚度因人或部位而异,为0.5~4 mm。皮肤覆盖全身,它使体内各种组织和器官免受物理性、机械性、化学性和病原微生物的侵袭。皮肤具有两个方面的屏障作用:一方面防止体内水分、电解质和其他物质的丢失;另一方面阻止外界有害物质的侵入。
皮肤由表皮、真皮和皮下组织构成,并含有附属器官(汗腺、皮脂腺、指甲、趾甲)以及血管、淋巴管、神经和肌肉等(见图4-2-5)。
表皮是皮肤最外面的一层,平均厚度约为0.2 mm,根据细胞的不同发展阶段和形态特点,由外向内可分为角质层、透明层、颗粒层、棘细胞层和基底层。角质层由数层角化细胞组成,含有角蛋白。它能抵抗摩擦,防止体液外渗和化学物质内侵。角蛋白吸水力较强,一般含水量不低于10%,以维持皮肤的柔润,如低于此值,皮肤则干燥,出现鳞屑或皲裂。由于部位不同,其厚度差异甚大,如眼睑、额部、腹部等部位较薄,掌、跖部位最厚。透明层能防止水分、电解质和化学物质的透过,故又称屏障带。此层于掌、跖部位最明显。基底层的细胞不断分裂,逐渐向上推移、角化、变形,形成表皮的其他各层,最后角化脱落。基底细胞能产生黑色素(色素颗粒),决定着皮肤颜色的深浅。
真皮由纤维、基质和细胞构成。纤维有胶原纤维、弹力纤维和网状纤维三种。胶原纤维为真皮的主要成分,约占95%,有一定的伸缩性。弹力纤维赋予皮肤弹性。
皮下组织位于真皮的下部,其厚薄依年龄、性别、部位及营养状态而异,有防止散热、储备能量和抵御外来机械性冲击的功能。
皮肤还含有附属器官,如汗腺、皮脂腺、指甲、趾甲。汗腺位于皮下组织,除唇部、龟头等部位外,其分布于全身。汗腺可以分泌汗液,调节体温。皮脂腺位于真皮内,靠近毛囊。皮脂腺可以分泌皮脂,润滑皮肤和毛发,防止皮肤干燥,青春期以后分泌旺盛。毛发分长毛、短毛和毫毛三种。毛发在皮肤表面以上的部分称为毛干,在毛囊内的部分称为毛根,毛根下段膨大的部分称为毛球,突入毛球底部的部分称为毛乳头。毛乳头含丰富的血管和神经,以维持毛发的营养和生成,如发生萎缩,则发生毛发脱落。毛发呈周期性地生长与休止,但全部毛发并不处在同一周期,故人体的毛发是随时脱落和生长的。
图4-2-5 人体皮肤的结构图
2.骨骼
骨主要由骨质、骨髓和骨膜三部分构成(图4-2-6),且里面有丰富的血管和神经组织。长骨的两端是呈窝状的骨松质,中部则是致密坚硬的骨密质,骨中央是骨髓腔,骨髓腔及骨松质的缝隙里容纳的是骨髓。儿童骨髓腔内的骨髓是红色的,有造血功能,随着年龄的增长,逐渐失去造血功能,但长骨两端和扁骨的骨松质内,终生保持着具有造血功能的红骨髓。骨膜是覆盖在骨表面的结缔组织膜,里面有丰富的血管和神经,起营养骨质的作用,同时,骨膜内还有成骨细胞,能增生骨层,能使受损的骨组织愈合和再生。
骨是由有机物和无机物组成的,有机物主要是蛋白质,使骨具有一定的韧度,而无机物主要是钙质和磷质,使骨具有一定的硬度。人体的骨就是这样由若干比例的有机物及无机物组成的,所以,人骨既有韧度又有硬度。人在不同年龄,其骨的有机物与无机物的比例也不同,儿童及少年的骨,有机物的含量比无机物多,故他们的骨,柔韧度及可塑性比较高;老年人的骨,无机物含量比有机物多,故他们的骨,硬度比较高,故容易折断。
骨骼的主要生理功能有保护功能(骨骼能保护内部器官,如颅骨保护脑;肋骨保护胸腔)、支持功能(骨骼构成骨架,维持身体姿势)、造血功能(骨髓在长骨的骨髓腔和海绵骨的空隙,通过造血作用制造血球)、贮存功能(骨骼贮存身体重要的矿物质,例如钙和磷)、运动功能(骨骼、骨骼肌、肌腱、韧带和关节一起产生并传递力量使身体运动)。
图4-2-6 人体骨骼的结构图
3.骨骼肌
骨骼肌是运动系统的动力器官,广泛分布于人体各部,在神经系统的指挥下,完成随意运动。
骨骼肌按形态可分为长肌、短肌、阔肌和轮匝肌四类。每块肌肉按组织结构可分为肌质和肌腱两部分。肌质位于肌肉的中央,有收缩功能;肌腱位于两端,是附着部分。每块肌肉通常都跨越关节附着在骨面上。
人体全身的肌肉可分为头颈肌、躯干肌和四肢肌。头颈肌可分为头肌和颈肌。头肌可分为表情肌和咀嚼肌。表情肌位于头面部皮下,肌肉收缩时可牵动皮肤,产生各种表情。咀嚼肌为运动下颌骨的肌肉。躯干肌包括背肌、胸肌、膈肌和腹肌等。四肢肌可分为上肢肌和下肢肌。上肢肌结构精细,运动灵巧,包括肩部肌、臂肌、前臂肌和手肌。下肢肌可分为髋肌、大腿肌、小腿肌和足肌。
4.关节
骨与骨之间连接的地方称为关节,能活动的叫“活动关节”,不能活动的叫“不动关节”。我们这里所说的关节是指活动关节,如四肢的肩、肘、指、髋、膝等关节。
关节由关节囊、关节面和关节腔构成。关节囊包围在关节外面,关节内的光滑骨面称为关节面,其中关节面凸者为关节头,关节面凹者为关节窝,关节内的空腔部分称为关节腔(见图4-2-7)。正常时,关节腔内有少量液体,以减少关节运动时的摩擦。关节有病时,可使关节腔内液体增多,形成关节积液和肿大。关节周围有许多肌肉附着,当肌肉收缩时,可做伸、屈、外展、内收以及环转等运动。
图4-2-7 人体关节的结构图
5.胃
胃是人体消化道中一个作用非常复杂的重要器官。胃上承食道,下接十二指肠,是一个中空的肌肉组成的容器。胃由上至下可分为六大部分:贲门、胃底、胃体、胃角、胃窦和幽门(见图4-2-8)。胃与食道连接的部位称为贲门;幽门是胃和十二指肠连接处。这两处部位均有括约肌的功能,可防止食物倒流。
图4-2-8 人体胃的结构图
(1)胃的运动功能
①受纳食物
当人们咀嚼和吞咽食物时,通过咽、食管等处感受器的刺激,引起胃体、胃底肌肉的舒张,使胃的容量能适应大量食物的涌入,并停留在胃内。
②形成食糜
食物进入胃内五分钟后,以每分钟三次的蠕动波从贲门开始向幽门方向移动。在胃不断收缩蠕动的过程中,食物和胃液充分混合、搅拌、研磨、粉碎,使食物形成米糊状的食糜。
③排送食糜
胃的收缩蠕动,促使胃腔内形成一定的压力,这种压力推动食糜向十二指肠移行。
(2)分泌功能
胃的分泌功能指分泌胃液,胃液是由胃的腺体分泌的混合液,含有盐酸、酶、黏液、电解质等。人在空腹时,胃中经常保持有10~70 mL清晰无色的液体,叫作胃黏液。正常人在进食和日常活动情况下,胃黏液分泌量每天可达到2500~3000 mL。
6.小肠
小肠位于腹中,是食物消化吸收的主要场所,上连胃幽门,下接盲肠,全长约3~5 m,张开有半个篮球大,分为十二指肠、空肠和回肠三部分。十二指肠位于腹腔的后上部,全长25 cm。它的上部(又称球部)连接胃幽门,是溃疡的好发部位。肝脏分泌的胆汁和胰腺分泌的胰液,通过胆总管和胰腺管在十二指肠上的开口,排泄到十二指肠内以消化食物。
小肠由一层细胞组成,其管壁由黏膜、黏膜下层、肌层和浆膜构成。其结构特点是管壁有环形皱襞,黏膜有许多绒毛,绒毛根部的上皮下陷至固有层,形成管状的肠腺,其开口位于绒毛根部之间。绒毛和肠腺与小肠的消化和吸收功能密切相关。
小肠是吸收的主要部位。食物经过在小肠内的消化作用,已被分解成可被吸收的小分子物质。食物在小肠内停留的时间较长,一般是3~8 h,这提供了充分的吸收时间。小肠是消化管中最长的部分,人的小肠长约4 m,小肠黏膜形成许多环形皱褶和大量绒毛突入肠腔,每条绒毛的表面又形成许多细小的突起,称微绒毛。环状皱褶、绒毛和微绒毛的存在,使小肠黏膜的表面积增加600倍,达到200 m2左右,这就使小肠具有广大的吸收面积。
绒毛内部有毛细血管网、毛细淋巴管、平滑肌纤维和神经网等组织。平滑肌纤维的舒张和收缩可使绒毛做伸缩运动和摆动,绒毛的运动可加速血液和淋巴的流动,有助于吸收。
7.肝脏
肝脏是人体内脏里最大的器官,位于人体的腹部位置,在右侧横膈膜之下、胆囊之前端、右边肾脏的前方、胃的上方。
肝脏是人体消化系统中最大的消化腺,成人肝脏平均重达1.5 kg,为一个红棕色的V字形器官。肝脏又是新陈代谢的重要器官。体内的物质,包括摄入的食物,在肝脏内进行重要的化学变化:有的物质在肝脏内被改造,有的物质在肝脏内被加工,有的物质经转变而排出体外,有的物质如蛋白质、胆固醇等在肝脏内合成。肝脏可以说是人体内的一座化工厂。
肝脏还能促使一些有毒物质发生变化,再排出体外,从而起到解毒作用。寄生在肠道内的细菌腐败分解时,可释放出氨气。肝脏将氨转变为尿素排泄,便避免了中毒。如果饮酒,酒精到体内产生乙醛,可与体内物质结合,产生毒性反应,产生醉酒的症状;但肝脏又可将乙醛氧化为醋酸而除去。如果饮酒过度,超出肝脏的解毒能力,便会酒精中毒,严重的会危及生命。人们服用药品,药物除能治病外,往往还有一定的毒性,这时肝脏又能将药物改变为水溶性物质,从尿或粪中排除。
肝脏又是一个脆弱的器官,如保护不好便可致病。病毒侵入肝脏后,肝脏的毛细血管通透性增高,肝细胞变性肿胀,肝脏内出血,炎性细胞浸润,导致肝脏肿大,正常功能衰退。
8.心脏
心脏位于人体胸腔的中部偏左下方,其形状像一个桃子,夹在两肺之间,大小与人的拳头差不多。心脏主要是由心肌构成的,而心肌则是由能收缩的心肌细胞组成的,这些心肌细胞也称心肌纤维,当心肌收缩时可使心腔缩小。另有少数心肌细胞形成特殊的传导系统,具有产生自动节律性兴奋的能力,其传导兴奋的速度也快。
心脏是一个中空器官,其构造主要包括心壁、心房、心室、房室瓣、半月瓣和传导系统。心脏的内部被分成四部分,左心房、左心室、右心房、右心室(见图4-2-9)。左右心房有房间隔,左右心室有室间隔,房间隔和室间隔将心脏分隔成互不相通的左右两半。房室之间有房室口相通,在房室口的周缘有一层很薄的光滑透明的心内膜,它折叠成双层皱襞样的结构,叫瓣膜。左心房和左心室之间有两片瓣膜,为二尖瓣。右心房和右心室之间有三片瓣膜,为三尖瓣。
图4-2-9 人体心脏的结构图
心脏是人体体循环和肺循环的中心,它与血管连通。心房连通静脉,左心房连通肺静脉,右心房连通上腔静脉和下腔静脉;心室连通动脉,左心室连通主动脉,右心室连通肺动脉。右心房和下腔静脉有瓣膜;左心室和主动脉之间有主动脉瓣;右心室和肺动脉之间有肺动脉瓣。心脏房室之间的瓣膜、心室和动脉之间的瓣膜、心房和静脉之间的瓣膜,它们像阀门一样能开能闭,但只能向一个方向开,血液顺流时开放,逆流时关闭,以保证血液按一定方向流动。
9.肺
肺位于胸中,上通喉咙,左右各一。左肺由斜裂分为上、下两个肺叶,右肺除斜裂外,还有一水平裂,因此将其分为上、中、下三个肺叶。
肺是以支气管反复分支形成的支气管树为基础构成的(见图4-2-10)。左、右支气管在肺门分成第二级支气管,第二级支气管及其分支所辖的范围构成一个肺叶,每支第二级支气管又分出第三级支气管,每支第三级支气管及其分支所辖的范围构成一个肺段,支气管在肺内反复分支可达23~25级,最后形成肺泡。肺泡含有丰富的毛细血管网,是血液和肺泡内气体进行气体交换的场所。
10.肾脏
人体的肾脏位于腰部脊柱两侧,左右各一,左高右低,其外形像蚕豆,质量约为120~150 g;两个肾脏的形态、大小和质量都大致相似,左肾较右肾略大。
肾脏为实质器官,其内部结构大体上可分为肾实质和肾盂两部分(见图4-2-11)。肾单位是肾脏结构和功能的基本单位,每个肾脏约有100万~200万个肾单位,每个肾单位都由一个肾小体和一条与其相连通的肾小管组成。每个肾小体包括肾小球和肾小囊两部分,肾小球是一团毛细血管网;肾小囊有两层,均由单层上皮细胞构成,外层(壁层)与肾小管管壁相通,内层(脏层)紧贴在肾小球毛细血管壁外面,内外两层上皮之间的腔隙称为囊腔,与肾小管管腔相通。肾小管长而弯曲,分成近球小管、髓袢细段、远球小管三段,其终末部分为集合管,是尿液浓缩的主要部位。肾单位之间有血管和结缔组织支撑,称为肾间质。
图4-2-10 人体肺的结构图
图4-2-11 人体肾脏的结构示意图
肾实质可分为肾皮质和肾髓质。在肾脏的额切面上,可见深红色的外层为皮质,浅红色的内层为髓质。皮质包绕髓质,并伸展进入髓质内,形成肾柱;髓质由十几个锥体构成,锥体的尖端称为肾乳头,伸入肾小盏。每个乳头有许多乳头孔,为乳头管的开口,形成筛区,肾内形成的尿液由此进入肾小盏。肾小盏呈漏斗状,每个肾小盏一般包绕1个肾乳头,有时包绕2~3个。每个肾脏约有7~12个肾小盏,几个肾小盏组成1个肾大盏,几个肾大盏集合成肾盂。肾盂在肾门附近逐渐变小,出肾门进入输尿管。
肾脏是重要的排泄器官,除完成泌尿系统的主要机能——排钾、排出体内废物、排出体内磷外,还有活化维生素D、分泌促红细胞生成素及分泌肾素、调节体内酸碱平衡等作用。这就是有肾病时常会导致贫血和离子平衡失调、酸碱平衡失调、高血压、代谢紊乱、钙磷比率失调、氮血症等的原因。
(二)人体的系统
人体一般是由许多器官组成的,这些共同完成某种基本生理功能的一系列器官体系又叫系统。根据其生理机能一般可分为运动系统、消化系统、循环系统、呼吸系统、排泄系统、神经系统、内分泌系统和生殖系统。在人体中,各系统的基本生理活动,在神经系统和内分泌系统的调节下互相联系、互相制约,协同完成人体的生命活动。
1.运动系统
运动系统由骨、骨连结和骨骼肌组成。骨骼起支持身体的作用,保护内部柔软器官并供肌肉附着。骨连结(如关节)是指骨骼之间相连接的地方,一般可以活动。骨骼肌是构成人体的主要肌肉,肌肉通过收缩和舒张牵动骨骼绕关节而运动。骨、骨连结和骨骼肌构成人体支架和基本轮廓,并有支持和保护功能。
2.消化系统
消化系统由消化道和消化腺两部分组成。消化道包括口腔、咽、食道、胃、小肠和大肠和肛门;消化腺包括唾液腺、胃腺、肝脏、胰腺、肠腺等(见图4-2-12)。
图4-2-12 消化系统的结构图
消化腺有小消化腺和大消化腺两种。小消化腺散在于消化管各部的管壁内,大消化腺有三对唾液腺、肝脏和胰腺,它们均借导管,将分泌物排入消化管内。消化腺产生的消化液及功能分别为唾液腺分泌唾液,将淀粉初步分解成麦芽糖;胃腺分泌胃液,将蛋白质初步分解成多肽;肝脏分泌胆汁,将大分子的脂肪初步分解成小分子的脂肪,称为物理消化;胰脏分泌胰液,胰液是对糖类、脂肪、蛋白质都有消化作用的消化液;肠腺分泌肠液,可将麦芽糖分解成葡萄糖、将多肽分解成氨基酸、将小分子的脂肪分解成甘油和脂肪酸,肠液也是对糖类、脂肪、蛋白质有消化作用的消化液。
消化系统的基本功能是消化和吸收食物,提供机体所需的物质和能量。食物中的营养物质除维生素、水和无机盐可以被直接吸收利用外,蛋白质、脂肪和糖类等物质均不能被机体直接吸收利用,需在消化管内被分解为结构简单的小分子物质,才能被吸收利用。食物在消化管内被分解成结构简单、可被吸收的小分子物质的过程就称为消化。这种小分子物质透过消化管黏膜上皮细胞进入血液和淋巴液的过程就是吸收。对于未被吸收的残渣部分,消化道则通过大肠以粪便的形式排出体外。
消化包括机械性消化和化学性消化两种形式。食物经过口腔的咀嚼,牙齿的磨碎,舌的搅拌、吞咽,进入胃,胃肠肌肉的活动,将大块的食物变成碎小的食物,并使消化液与食物充分混合,形成食团或食糜并推动食团或食糜下移,从胃推移到肛门,这种消化过程叫机械性消化或物理性消化。化学性消化是指消化腺分泌的消化液对食物进行化学分解。由消化腺所分泌的多种消化液,将复杂的各种营养物质分解为肠壁可以吸收的简单化合物,如将糖类分解为单糖,将蛋白质分解为氨基酸。然后这些分解后的营养物质被小肠吸收进入体内,进入血液和淋巴液,这种消化过程叫化学性消化。机械性消化和化学性消化同时进行,共同完成消化过程。
3.循环系统
循环系统是人体内血液和淋巴流通的封闭式管道,分为心血管系统和淋巴系统两部分。淋巴系统是静脉系统的辅助部分,而一般所说的循环系统指的是心血管系统。
心血管系统是由心脏、动脉、毛细血管及静脉组成的一个封闭的运输系统(见图4-2-13)。由心脏不停地搏动提供动力推动血液在其中循环流动,为机体的各种细胞提供赖以生存的物质,包括营养物质和氧气;也带走了细胞代谢的产物二氧化碳。
图4-2-13 人体血液循环系统示意图
在心脏的推动下,血液在血管中按一定方向不断流动,称为血液循环。人体的血液循环由体循环和肺循环两部分组成。体循环是指血液由左心室进入主动脉,再流经全身各级动脉,在毛细血管与组织细胞进行气体和物质交换,血液中的氧和营养物质被组织吸收,而组织中的二氧化碳和其他代谢产物进入血液中,变动脉血为静脉血,最后经各级静脉汇集到上腔静脉、下腔静脉,流回右心房的循环途径。肺循环是指血液由右心室进入肺动脉,流经肺部的毛细血管网,在此处进行气体交换,含氧少的静脉血转变为含氧多的动脉血,再由肺静脉流回左心房的循环途径。
淋巴系统包括毛细淋巴管、淋巴管和淋巴器官。淋巴来自组织液,是淡黄色透明液体,含有水、蛋白质、葡萄糖、无机物、激素、免疫物质和较多的淋巴细胞。淋巴经右淋巴管和胸导管汇入静脉,所以淋巴系统是静脉的辅助管道。淋巴器官主要由淋巴组织构成。淋巴组织是富含淋巴细胞的网状结缔组织。淋巴器官包括胸腺、淋巴结、脾、扁桃体等。淋巴结常群集于身体的一定部位,如颈部、腋窝、腹股沟等,淋巴结最显著的功能是清除淋巴中的异物。脾是体内最大的淋巴结,位于腹腔的左上部,不仅能有效地清除侵入血液内未经“处理”的细菌和抗原物质,还能吞噬衰老的红细胞、退化的白细胞和血小板等。扁桃体位于舌根和咽部周围,能产生淋巴细胞和抗体,是人体重要的防御器官。
4.呼吸系统
呼吸系统是人与环境之间进行气体交换的系统。人的呼吸系统是一个复杂的管道系统(见图4-2-14),包括呼吸道(鼻腔、咽、喉、气管、支气管)和肺。其中肺是气体交换的场所。
图4-2-14 人体呼吸系统示意图(引自Robert Berkow et al.,2006)
鼻腔是呼吸器官,同时也是嗅觉器官。气管和支气管黏膜细胞具有纤毛,其波浪式运动将黏附的尘埃推向咽喉,再经咳嗽、吞咽等排出体外。肺位于胸腔内,每叶肺由几百万个肺泡组成,所有肺泡的表面积加起来相当于一个网球场那么大。肺泡是实现气体交换的结构和功能单位。
人体在新陈代谢过程中要不断地消耗氧气,产生二氧化碳。机体与外界环境进行气体交换的过程称为呼吸。气体交换地有两处:一是外界与呼吸器官如肺的气体交换,称肺呼吸(或外呼吸);另一处由血液和组织液与机体组织、细胞之间进行气体交换(内呼吸)。
人体和外界环境之间的气体交换和呼吸运动密切相关。吸气时肋间外肌收缩,胸部肋骨上升,同时膈肌下移,引起胸腔体积的扩大,使肺被动扩张,肺内气压减小,外界空气进入肺内;呼气时,肋间外肌舒张,胸部肋骨下降,膈肌也回升,使肺的容积缩小,肺内气压增大,肺内气体排出体外。成年人安静时每分钟呼吸约16次,每小时近1000次,每日呼吸次数超过20 000次。人尽力吸气后再尽力呼出的气体量称为肺活量,成人的肺活量大约为3500~5000 mL。一个人的肺活量在一定程度上可反映他的体质状况。
5.排泄系统
排泄系统又称泌尿系统,由肾、输尿管、膀胱及尿道组成,其主要功能为生成和排出尿液。
排泄是指机体代谢过程中所产生的各种不为机体所利用或者有害的物质向体外输送的生理过程。被排出的物质一部分是营养物质的代谢产物;另一部分是衰老的细胞破坏时所形成的产物。此外,排泄物中还包括一些随食物摄入的多余物质,如多余的水和无机盐类。
机体排泄的途径主要有三种:一是由呼吸器官排出,主要是二氧化碳和一定量的水,水以水蒸气形式随呼出气排出;二是由皮肤排泄,主要是以汗的形式由汗腺分泌排出体外,其中除水外,还含有氯化钠和尿素等;三是以尿的形式由肾脏排出。
当血液流经肾小球时,血液中除血细胞和血浆蛋白外,尿酸、尿素、水、无机盐和葡萄糖等物质通过肾小球的过滤作用,过滤到肾小囊中,形成原尿。当尿液流经肾小管时,原尿中对人体有用的葡萄糖、大部分水和部分无机盐,被肾小管重新吸收,回到肾小管周围毛细血管的血液里。原尿经过肾小管的重吸收作用,剩下的水和无机盐、尿素和尿酸等就形成了尿液。体内代谢产生的含氮废物、多余的水等排出体外,保证人体生命活动的正常进行。
尿液由肾脏生成后经输尿管流入膀胱,膀胱充满尿液后,压力增高。压扁斜穿膀胱壁的输尿管,使尿液不能倒流。膀胱是一个伸缩性很大的囊状肌性储尿器官。成年人的容尿量为350~500 mL。尿道是尿液排出体外的通道。
6.神经系统
神经系统可分为中枢神经系统和周围神经系统。
中枢神经系统包括脑和脊髓。神经元的细胞体聚集形成灰质,神经纤维聚集形成白质。脑和脊髓内有许多调节各种生理活动的神经细胞群,叫作神经中枢,如感觉中枢、运动中枢、呼吸中枢等。
脑位于颅腔内,包括延脑、脑桥、小脑、中脑、间脑和大脑(见图4-2-15)。延脑是具有调节呼吸、吞咽和心搏等活动的中枢;小脑位于延脑背侧,灰质位于表层,白质在内层。小脑是身体平衡和运动的中枢。中脑位于脑桥和间脑之间,是视觉的反射中枢。间脑位于中脑前方,间脑的腹侧部是下丘脑,主要控制水代谢、盐代谢、体温、食欲、性行为以及情感活动等。大脑为两个大脑半球和前端的一对嗅球,大脑半球的外壁是发达的灰质(也叫大脑皮质),人的大脑皮质厚度约为2~3 mm。大脑皮质表面的许多沟和回增加了大脑皮质的总面积和神经元的数量,是调节许多生理活动的最高级中枢,其中重要的神经中枢有躯体运动中枢、躯体感觉中枢、视觉中枢、听觉中枢等;大脑皮质以内的白质,由许多纤维束构成,起联系左右两半球及大脑皮质与皮质下各中枢的功能。
脊髓位于椎管内,前端与延脑相连。脊髓横切面呈蝶翼状的为灰质。脊髓前角内含运动神经元,后角内含中间神经元。白质在灰质的周围。白质内的神经纤维具有将脊髓各部分以及脊髓和脑之间联系起来的作用。脊髓中具有进行低级反射活动的中枢。
周围神经系统,包括脑神经、脊神经和自主神经,起着联系中枢神经系统与身体各部分的作用。脑神经共13对,绝大部分分布到头部的感觉器官以及皮肤和肌肉等处。脊神经是由脊髓发出的周围神经,共有31对。其中的感觉神经纤维来自皮肤和内脏,能将刺激传达到神经中枢;其中的运动神经纤维分布到肌肉与腺体,将神经中枢发出的冲动传递到相应的效应器。自主神经支配平滑肌、心肌和腺体,调节内脏器官的活动。自主神经不受意志的支配,可分为交感神经和副交感神经。大多数内脏器官受其双重支配,如交感神经兴奋可使心跳加快、加强,副交感神经兴奋使心跳减慢、减弱等。
神经系统的基本活动方式是反射,而反射的结构基础是反射弧。反射弧包括感受器、传入神经纤维、神经中枢、传出神经纤维和效应器五部分。
图4-2-15 脑的结构示意图(引自Baidu百科)
7.内分泌系统
内分泌系统是由所有内分泌腺组成的。内分泌腺是人体内一些无输出导管的腺体。它的分泌物称激素,直接进入细胞间隙并通过血液和淋巴传递给相应的效应器官,对整个机体的生长、发育、代谢和生殖起着调节作用。
人体主要的内分泌腺有甲状腺、肾上腺、垂体、松果体、胰岛、胸腺和性腺等(见图4-2-16)。
图4-2-16 内分泌系统的组成示意图
甲状腺是人体最大的内分泌腺,位于喉和气管的两侧。甲状腺分泌甲状腺激素,具有促进细胞氧化、新陈代谢和生长发育等功能。若成人甲状腺素分泌不足,患者新陈代谢缓慢,心率减慢、水肿、智力减退等;幼年期甲状腺功能不足,患者长大后表现出身体矮小、智力低下、生殖器官发育不良等症状,称为呆小症。若甲状腺功能亢进,会出现代谢增高、心跳加快、眼球突出等症状,称为甲亢。
肾上腺位于肾脏的上方,左右各一。其分泌物能维持体内水盐的平衡,参与蛋白质、脂肪和糖类的代谢。肾上腺还分泌少量雌激素和雄激素、肾上腺素等,与性发育等有关。
垂体很小,质量不足1 g,位于间脑的腹面。垂体的腺垂体是体内最重要的内分泌腺,能分泌多种激素,如生长激素、促甲状腺激素、促肾上腺皮质激素、促性腺激素、催乳素等,作用极为广泛和复杂。垂体中的神经垂体释放加压素和催产素两种激素,前者具有使血管收缩以升高血压、使肾小管增加吸收水分的能力以维持体内水分平衡的作用,后者能引起子宫收缩和促进泌乳。
胰岛是散布在胰腺中的细胞团。胰岛主要分泌胰岛素,可促使血液中的葡萄糖合成糖原贮存起来。胰岛素分泌不足,血糖含量升高并通过泌尿系统排出,形成糖尿病。
性腺包括睾丸和卵巢。睾丸能合成和分泌雄激素(主要是睾酮),共主要生理作用是促进精子的发生和生成,促进第二性征的发育。卵巢分泌的雌激素、孕激素具有促使雌性生殖器官生长、发育和成熟,刺激和维持副性征等功能。
8.生殖系统
生殖系统是生物体内的与生殖密切相关的器官的总称。生殖系统的功能是产生生殖细胞,繁殖新个体,分泌性激素和维持副性征。
人体生殖系统有男性和女性两类。按生殖器所在部位,又分为内生殖器和外生殖器两部分。男性内生殖器包括睾丸、附睾、输精管、射精管、精囊腺、前列腺等,外生殖器有阴茎和阴囊。睾丸是男性主要的内生殖器官,功能为生成精子,分泌雄性激素。卵巢是女性主要的内生殖器官,功能为生成卵细胞,分泌雌激素和孕激素。女性内生殖器包括卵巢、输卵管、子宫和阴道。外生殖器有阴阜、阴蒂、阴唇、处女膜和前庭大腺等。
卵细胞从卵巢排出以后,进入输卵管。精子依靠本身的运动,从阴道经过子宫腔而到达输卵管的外侧端。如果精子与卵细胞相遇,就完成受精作用,形成受精卵。受精卵依靠输卵管肌肉的收缩和纤毛的摆动而向子宫腔移动。与此同时,受精卵进行多次的细胞分裂,逐渐形成一个胚胎,这个胚胎逐渐埋入子宫内膜中,这个过程叫作植入或着床。胚胎通过胎盘吸取母体的营养而继续发育,逐渐发育成胎儿。胎儿发育成熟后,通过母体的阴道产出,这就是分娩。
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科学,特别是现代科学的发展,需要有良好的科学教育作为基础。传统的科学教育就是物理、化学、生物等自然科学学科教育的统称,它是相对于人文学科、社会学科而言的。目前,备受社会关注的新课程改革正在如火如荼地进行,新课程标准中的科学教育与传统科学教育的一个重要区别是更为关注情感、态度与价值观的发展。加强教育的综合性、整体性,促进文理结合、理工结合,已成为当前教育改革的一项重要任务。......
2023-08-11
水是维持生物正常生理活动的营养物质之一。对于许多离子化合物,水能破坏离子键,将离子拉下来溶于水中。对于极性共价键的化合物,水也有类似的作用。在相反的条件下,不饱和溶液也可以转化为饱和溶液。可见,饱和溶液与不饱和溶液是相对的,有条件的。①电解质根据化合物在水溶液里或熔融状态下能否导电,可以把化合物分为电解质和非电解质。......
2023-08-11
人体可更换的器官科学技术的高度发达,使人体器官移植、更换成为可能。随着科学技术的发展,在基因工程的协助下,一种体形细小的“迷你猪”终于有望在不久的将来为人类提供各种重要器官,以解决移植器官不敷使用的问题。这种专门繁殖作生物医学研究之用的“迷你猪”,除体积只及一般猪三分之一、重量只有135公斤外,与我们常见的食用猪无异,其器官大小与成人相若,其内脏可为人类提供取之不竭的移植器官。......
2023-12-04
鼻子的形状、大小因种族、地区不同而有着明显的差别。如鼻子的嗅觉,呼吸、发音等功能发生障碍,说明鼻子出现阻塞,而炎症、外伤或其他病变是其重要的原因,严重时会影响身体健康。......
2023-12-04
空间技术又称为航天技术或宇航技术,它是自20世纪50年代以来得到高速发展的一项高技术。空间技术的兴起和发展使人类的活动领域从陆地、海洋和大气层飞跃到了无垠的太空。航天运载器的功用是把航天飞行器送入预定太空轨道。航天运载器一般由地面发射场以垂直于地面的状态起飞,但也有从飞机上空中水平发射的。宇宙飞船的发射成功,使我国成为世界上第三个掌握载人飞船技术的国家,这也体现了我国空间技术水平。......
2023-08-11
在暖气团控制下,由于下层空气冷却发生水汽凝结,产生平流雾、低云或毛毛雨等天气现象。在不稳定气团控制下,易发生对流运动,产生对流云、阵性降水或雷暴天气。图5-3-4冷锋天气、暖锋天气示意图准静止锋当冷、暖气团相遇时,势均力敌,或由于地形阻滞作用,锋面很少移动或在原地来回摆动,这种锋称为准静止锋。气旋、台风等低压系统经过时,会出现大风、降水天气;反气旋、副热带高压等系统经过时,会出现晴朗、高温的天气。......
2023-08-11
(一)人体的基本构造从外形上看,人体主要分为头部、颈部、躯干和四肢。了解人体的基本构造将是服装结构合理设计的重要基础。(二)人体体型1.体型分类人有性别、年龄和人种不同之分,其体型会产生差异。正常体通常指人体各部位的长度和围度符合正常比例,骨骼和肌肉发育相对平衡。......
2023-06-21
断裂谷南起坦桑尼亚,向北经过整个东非,一直到达巴勒斯坦和死海,长达8000 km。这样,前肢可以从事其他活动,手变得灵巧,从而完成了从猿到人的第一步。已发现的主要是一些上、下颌骨和牙齿化石。化石研究表明,腊玛古猿具有一些与人相似的性状,如犬齿小、臼齿大、釉质厚,齿弓与人一样呈抛物线形等。科学家认为腊玛古猿可能是人科的早期代表。大量发现和研究表明,南方古猿是一组形态变异范围较大、生存时间延续相当长的类群。......
2023-08-11
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