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第三节 生命活动的基本特征
生物体的生命现象至少具有三个最基本的特征,即新陈代谢、兴奋性和生殖。
一、新陈代谢
生物体与环境之间不断进行物质交换和能量交换,以实现机体的自我更新,该过程称 新陈代谢(metabolism)。新陈代谢包括 合成代谢(同化作用)和 分解代谢(异化作用)两个方面。合成代谢是指人体不断从外界环境中摄取营养物质,合成自身成分,并储存能量的过程;分解代谢是指人体不断分解自身物质,释放能量供给生命活动需要,并将废物排出体外的过程。物质的合成与分解,称 物质代谢。伴随着机体内物质的合成与分解,而产生的能量的储存、转化、释放和利用,该过程称 能量代谢(energy metabolism)。因此,新陈代谢过程中既有物质代谢,又有能量代谢,两者密不可分。
新陈代谢是生命活动最基本的特征。人体在新陈代谢中出现生长、发育、生殖、运动等一切生命活动。新陈代谢一旦停止,生命活动也就停止了。
二、兴奋性
活组织或细胞对刺激产生反应的能力,称 兴奋性(excitability)。兴奋性可使机体更好地适应体内、外环境的变化而生存下去。
刺激与反应
1.刺激的概念和种类
能引起机体或器官、组织及细胞产生反应的各种内、外环境变化,称 刺激(stimulation)。刺激的种类繁多,按其性质可分为物理性刺激,如声、电、光、温度、放射线等;化学性刺激,如酸、碱、药物等;生物性刺激,如细菌、病毒等。此外,人类的语言、文字、思维、情绪以及社会因素和心理活动所构成的刺激对人体的生理功能和疾病的发生、发展具有十分重要的作用。
要引起机体产生反应,刺激必须具备三个要素,即刺激的强度、刺激的作用时间和刺激强度-时间变化率。刺激强度即刺激的大小,不同性质的刺激具有不同的强度单位;刺激的作用时间指刺激作用于相应的机体或器官、组织及细胞时所持续的时间;刺激的强度-时间变化率则反映单位时间内刺激从无到有、从弱至强的变化过程。
2.反应及其表现形式
机体或组织接受刺激后发生活动状态的改变称 反应(reaction)。反应可表现为人体功能状态的变化,例如肌肉收缩、腺体分泌、神经传导等。
反应有两种表现形式,即 兴奋(excitation)和 抑制(inhibition)。兴奋是指机体接受刺激后,由相对静止状态转为活动状态,或活动状态由弱变强。例如,骨骼肌受电刺激产生收缩,这就是骨骼肌兴奋的表现。抑制是指机体接受刺激后,由活动状态转为静止状态,或活动状态由强变弱。兴奋和抑制是人体功能状态的两种基本表现形式。组织接受刺激后究竟发生兴奋还是抑制,主要取决于刺激的质和量以及组织当时的功能状态。
3.可兴奋组织
机体内可以接受刺激产生反应的组织称可兴奋组织。机体内的可兴奋组织包括肌肉、腺体和神经组织。不同的可兴奋组织受刺激产生兴奋的外部表现各不相同,肌肉兴奋时表现为机械收缩;腺体兴奋表现出分泌活动;神经组织则产生生物电变化。
4.判断兴奋性高低的指标
机体内各种组织兴奋性的高低不同,即使同一组织当处于不同的功能状态时,它的兴奋性高低也不同。通常使用阈值作为判断兴奋性高低的客观指标。刺激的三个要素中,固定刺激的作用时间和刺激强度-时间变化率,能引起组织产生兴奋的最小刺激强度,称 阈强度(threshold intensity),简称 阈值(threshold)。强度等于阈值的刺激,称 阈刺激。强度小于阈值的刺激,称 阈下刺激;强度大于阈值的刺激,称 阈上刺激。组织的兴奋性高低可用阈值来衡量。阈值愈小,说明该组织兴奋愈高;反之阈值愈大,组织的兴奋性愈低。
三、生殖
机体生长发育成熟后,能够产生与自己相似的子代个体,这种功能称 生殖(reproduction)。它是维持生物个体绵延和种族繁殖的重要生命活动。