Intradisciplinary工作
解剖生理学和医学的起源仍然反映在大学课程和教材,专注于功能器官系统的动物(如青蛙,狗,猫,鼠)。然而,生理学的趋势是强调功能而不是结构。因此,全面的功能专门化等营养、运输、新陈代谢早些时候,信息已经取代了器官系统结构的研究。这一趋势可以解释在某种程度上,一个器官系统的分析通常涉及研究细胞的水平分子功能,强调适应这样的研究比器官系统的方法。
在20世纪早期强调细胞功能导致单位认为所有生理本质上是细胞生理机能,因此,所有教学应主要围绕细胞的特性。在晚年成功分析涉及合成的细胞机制,控制,和继承导致类似的重点在一个新的和更基本的层面上,分子构成细胞。生理学的研究包括分子、细胞、器官和许多类型的动物,包括人类。这样所带来的比较研究不仅加强人体生理学,也延伸到产生新的问题进化和生态。大部分的动力比较生理造成经济或医学重视人类的寄生虫,昆虫,鱼。
大多数微生物和植物生理学的独立开发动物生理学。比较的概念生物化学提供了基础的微生物生理学超越寄生形式医疗的重要性和导致识别的微生物的基本角色生物圈。植物学家和农民探索高等植物的生理机能,但是基本的生活模式的差异小动物和植物离开共同点在分子和细胞水平。在一个鲜为人知的教科书,克劳德·伯纳德说只有一个生活方式,只有一个生理学的生物。普通生理学的目标是抽象这一生理生理机能的所有类型的生物。尽管普通或一般特征通常是发现在细胞和分子水平的组织,多细胞结构也进行了研究。过程,构成细胞的功能强调在一个方法中基于物理和化学方面的分析原则。
领域的研究
新陈代谢
在19世纪末的原则能量守恒部分来自观察发酵和肌肉收缩本质上是能量的问题。生物能量学始于研究建立呼吸的基本方程为:燃料+氧气→二氧化碳+水+热。这是意识到,产生的热量发酵和工作表现在肌肉收缩必须来源于类似的流程和燃料在上面的方程是一个来源势能。在20世纪早期,动物的研究量热法验证这些概念在人类和其他动物。量热法研究表明,食物的新陈代谢产生的能量在动物等于燃烧产生的这些食品在身体之外。在这些研究中,测量的基础代谢率随之被使用的诊断某些疾病,和数据有关作文食品的值作为代谢能量的来源。
在20世纪初成立,可测量的大量的碳水化合物糖原被转换成乳酸在青蛙的肌肉收缩在缺乏氧气。这个观察和研究酒精发酵证实发酵或能源肌肉收缩现在被称为取决于一系列的反应糖酵解。为了表明,糖原转换成乳酸为肌肉收缩提供所必需的能量,非常精致的测量肌肉收缩产生的热量是必需的。由于糖酵解的研究中,三磷酸腺苷(ATP)被认为是一个重要的细胞分子能量转移和utilization-e.g。、运动、发电、运输材料穿过细胞膜,细胞和生产的光。很快就发现,肌肉蛋白质肌凝蛋白作为一个酶(有机催化剂)释放的能量储存在ATP, ATP反过来可以修改肌凝蛋白分子的物理性质。它也表明,肌肉纤维有一个精心制作的有序的结构,基于精确的安排另一个肌肉的蛋白质和肌凝蛋白肌动蛋白。
糖酵解是一个厌氧过程(即。,它不需要氧气)和可能代表最古老的细胞能量转移机制之一,因为这个过程进化之前有免费的氧气在地球大气。然而,大多数细胞能量来自包括氧气和所谓的一系列反应三羧酸循环(克雷布斯循环,或柠檬酸周期)。循环的酶的结构的一部分线粒体,这是一个复杂的细胞充满膜组件,通常形状像一个bean。在氧化的过程中,三种分子的能源丰富的ATP生成氧气原子用于形成一个水分子。因此,线粒体是细胞呼吸的地方燃烧第一拉瓦锡在整个动物得到了明确的论证。
最终的食品所使用的动物是植物来源。19世纪早期的研究光合作用是密切相关的呼吸,开始约瑟夫普利斯特里的示范,植物可以恢复期间使用的空气呼吸或燃烧。最重要的方程生物因此,相互逆。呼吸:(CH2O)n+nO2→n有限公司2+nH2O +热。
carbo-oxygen碳水
水合物二氧化碳在光合作用:n有限公司2+nH2O +光→(CH2O)n+nO2。
在1930年代,结果表明,光合作用包括分裂从水中氢和氧光合作用来自水里解放。光反应过程中,光能量被绿色颜料称为叶绿素和用于生成活性氢和ATP在暗反应中使用碳水化合物和其他细胞成分是合成的。
经典的器官系统生理学领域有一个子公司细胞新陈代谢的作用。喂养和消化例如,成为一个对酶催化分解有机化合物相对小的分子可以很容易地运输;营养因此,是一种为动物提供充足的能源和特定的物质,他们不能合成。比较动物研究,发现一些维生素的实际意义,也导致了普遍的观察特定营养需求的动物进化缓慢恶化的后果合成能力通过改变或丢失突变在遗传物质。
营养和消化,然而,在获取信息也是重要的细胞和分子水平。通过研究消化,例如,的存在和性质酶第一次被披露。此外,早期识别相似性消化和发酵发酵预示着知识的重要作用在细胞的新陈代谢。最后,研究维生素营养是密切集成与细胞氧化,某些维生素发挥重要的催化作用。
在完整的生物体,单个细胞的化学活动不会干扰生物体的功能。生理学的研究涉及的细胞的方式获得他们的营养和处置废物。知识的机制蛋白质合成及其与继承和细胞连接控制机制启动了新的调查各级功能(即。、细胞、器官和生物)。