Instructor's manual for Delmar's fundamentals of anatomy & physiology

Preface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .xi To the Student . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .xi To the Instructor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .xiii About the Author . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .xiv Acknowledgments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .xv How to use This Book . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .xvi How to use the Student Activity CD-ROM . . . . . . . . . . . . . .xviii CHAPTER 1: The Human Body 2 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4 Terms of direction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4 Planes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4 Cavities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5 Structural units . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6 Homeostasis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14 Summary outline . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14 Review questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16 CHAPTER 2: The Chemistry of Life 18 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20 Atomic structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20 Elements, isotopes, compounds . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20 Bonds and energy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21 Common substances in living systems . . . . . . . . . . . . . . . . .23 Water . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .24 Carbon dioxide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .24 Molecular oxygen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .24 Ammonia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .25 Mineral salts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .25 Carbohydrates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .25 Lipids . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26 Proteins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26 Nucleic acids . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .28 Adenosine triphosphate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .28 Movement of materials into and out of cells . . . . . . . . . . . . .31 Diffusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .31 Osmosis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32 pH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33 Summary outline . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .36 Review questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .38 Laboratory exercise: the chemistry of life . . . . . . . . . . . . . . .39 CHAPTER 3: Cell Structure 40 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .42 History of the cell theory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .42 Anatomy of a typical cell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .43 The cell membrane . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .43 Cytoplasm of the cell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .45 The nucleus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .47 Nuclear membrane . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .47 Nucleoplasm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .48 Chromatin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .48 CONTENTS iii Na Cl Na+ ClNucleolus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .48 The mitochondria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .48 Lysosomes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .49 Endoplasmic reticulum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .49 The rough or granular ER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .49 The agranular or smooth ER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .49 The Golgi apparatus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .50 Ribosomes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .50 Protein synthesis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .50 Centrioles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .51 Cilia and flagella . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .52 Plastids of plant cells . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .52 The cell wall of plant cells . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .53 Summary outline . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .53 Review questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .56 Laboratory exercise: cell structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .57 CHAPTER 4: Cellular Metabolism and Reproduction: Mitosis and Meiosis 62 Introduction to cellular metabolism . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .64 Cellular metabolism or respiration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .64 Glycolysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .64 The Krebs’ citric acid cycle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .66 The electron transport (transfer) system . . . . . . . . . . . . . . . . .67 Summary of ATP production during glycolysis, the citric acid cycle, and electron transport . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .68 Anaerobic respiration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .69 Fermentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .69 Anaerobic production of ATP by muscles . . . . . . . . . . . . . . . .69 Production of ATP from general food compounds . . . . . . .70 Summary of ATP production from one glucose molecule . .71 Introduction to cellular reproduction . . . . . . . . . . . . . . . . . .73 The structure of the DNA molecule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .73 The history of the discovery of DNA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .73 The anatomy of the DNA molecule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .74 The cell cycle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .76 Interphase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .76 Mitosis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .76 Prophase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .76 Metaphase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .78 Anaphase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .78 Telophase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .78 Cytokinesis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .78 Meiosis: a reduction division . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .79 The stages of meiosis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .81 Prophase I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .81 Metaphase I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .81 Anaphase I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .81 Telophase I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .81 Prophase II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .83 Metaphase II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .83 Anaphase II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .83 Telophase II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .83 Gametogenesis: the formation of the sex cells . . . . . . . . . .84 A comparison of mitosis and meiosis . . . . . . . . . . . . . . . . . .84 Summary outline . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .88 iv CONTENTS 1 Hour ours Mitosis Cell division Review questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .92 Laboratory exercise: cellular metabolism . . . . . . . . . . . . . . .93 Laboratory exercise: cellular reproduction . . . . . . . . . . . . . .93 CHAPTER 5: Tissues 94 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .96 Epithelial tissue . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .96 Classification based on shape . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .96 Classification based on arrangement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .96 Classification based on function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .98 Connective tissue . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .99 Loose connective tissue . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100 Dense connective tissue . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .101 Specialized connective tissue . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .102 Connective tissue functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .105 Muscle tissue . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .107 Nervous tissue . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .109 Summary outline . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .109 Review questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .111 Laboratory exercise: tissues . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .112 CHAPTER 6: The Integumentary System 114 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .116 The layers of the skin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .116 The epidermis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .116 The stratum corneum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .116 The stratum lucidum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .118 The stratum granulosum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .118 The stratum spinosum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .118 The stratum germinativum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .118 The dermis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .120 The appendages of the skin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .121 Hair . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .121 Hair growth . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .121 Hair texture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .122 Hair color . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .123 Nails . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .123 Sebaceous glands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .123 Sweat glands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .124 The functions of the integumentary system . . . . . . . . . . . .124 Sensation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .124 Protection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .125 Thermoregulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .125 Secretion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .126 Body systems working together to maintain homeostasis: the integumentary system . . . . . . . . . . . . .126 Summary outline . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .128 Review questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .130 Laboratory exercise: the integumentary system . . . . . . . .131 CHAPTER 7: The Skeletal System 132 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .134 The functions of the skeletal system . . . . . . . . . . . . . . . . . .134 The growth and formation of bone . . . . . . . . . . . . . . . . . . .134 Deposition of bone . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .136 Types of ossification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .136 CONTENTS v Maintaining bone . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .137 The histology of bone . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .138 The haversian system of compact bone . . . . . . . . . . . . . . . . .138 Cancellous bone . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .139 Bone marrow . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .139 The classification of bones based on shape . . . . . . . . . . . .140 Long bones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .140 Short bones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .140 Flat bones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .140 Irregular bones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .141 Sesamoid bones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .141 Bone markings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .141 Processes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .141 Fossae . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .141 Divisions of the skeleton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .141 The axial skeleton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .143 The cranial bones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .143 The facial bones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .143 The orbits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .147 The nasal cavities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .147 The foramina of the skull . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .147 The hyoid bone . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .147 How to study the bones of the skull . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .148 The torso or trunk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .148 The thorax . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .150 The sternum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .150 The ribs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .151 The appendicular skeleton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .151 The bones of the upper extremities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .151 The bones of the lower extremities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .152 The arches of the foot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .156 Body systems working together to maintain homeostasis: the skeletal system . . . . . . . . . . . . . . . . . . .156 Summary outline . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .160 Review questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .163 Laboratory exercise: the skeletal system . . . . . . . . . . . . . . .165 CHAPTER 8: The Articular System 166 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .168 The classification of joints: structure and function . . . . . .168 Synarthroses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .168 Amphiarthroses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .168 Diarthroses or synovial joints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .168 Movements at synovial joints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .170 The six types of diarthroses or synovial joints . . . . . . . . .170 Bursae . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .174 Summary outline . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .176 Review questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .177 Laboratory exercise: the articular system . . . . . . . . . . . . . .177 CHAPTER 9: The Muscular System 178 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .180 The types of muscle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .180 The anatomy of skeletal or striated muscle . . . . . . . . . . . . .180 The physiology of muscle contraction . . . . . . . . . . . . . . . . .183 Neuroelectrical factors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .183 vi CONTENTS Chemical interactions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .184 Energy sources . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .186 The muscle twitch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .186 Muscle tone . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .188 The anatomy of smooth muscle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .189 The anatomy of cardiac muscle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .189 The naming and actions of skeletal muscles . . . . . . . . . . . .189 The function and location of selected skeletal muscles . .190 Muscles of facial expression . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .190 Muscles of mastication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .190 Muscles of the eye . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .190 Muscles moving the head . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .190 Muscles moving the shoulder girdle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .193 Muscles moving the humerus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .194 Muscles moving the elbow . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .194 Muscles moving the wrist . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .196 Muscles moving the hand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .196 Muscles moving the thumb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .196 Muscles moving the fingers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .198 Muscles of the abdominal wall . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .198 Muscles of respiration or breathing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .198 Muscles moving the femur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .199 Muscles moving the knee joint . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .199 Muscles moving the foot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .202 Muscles moving the toes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .202 Body systems working together to maintain homeostasis: the muscular system . . . . . . . . . . . . . . . . .206 Summary outline . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .207 Review questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .210 Laboratory exercise: the muscular system . . . . . . . . . . . . .211 CHAPTER 10: The Nervous System Introduction, Spinal Cord, and Spinal Nerves 212 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .214 Organization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .214 Classification of nerve cells . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .215 Neuroglia cells . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .215 The structure of a neuron . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .216 Structural classification of neurons . . . . . . . . . . . . . . . . . .216 Functional classification of neurons . . . . . . . . . . . . . . . . .217 The physiology of the nerve impulse . . . . . . . . . . . . . . . . . .218 The synaptic transmission . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .218 The reflex arc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .221 Grouping of neural tissue . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .222 The spinal cord . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .223 Functions of the spinal cord . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .224 The spinal nerves . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .224 Summary outline . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .225 Review questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .227 Laboratory exercise: the nervous system, introduction, spinal cord, and spinal nerves . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .229 CONTENTS vii CHAPTER 11: The Nervous System The Brain, Cranial Nerves, Autonomic Nervous System, and the Special Senses 230 The principal parts of the brain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .232 The anatomy and function of the brainstem . . . . . . . . . . .233 The anatomy and function of the diencephalon . . . . . . . .235 The cerebrum: structure and function . . . . . . . . . . . . . . . . .235 The cerebellum: structure and function . . . . . . . . . . . . . . .236 The autonomic nervous system . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .236 The 12 cranial nerves and their functions . . . . . . . . . . . . .238 The special senses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .239 The sense of smell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .240 The sense of taste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .241 The sense of sight . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .243 The anatomy of the eye . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .243 The sense of hearing and equilibrium . . . . . . . . . . . . . . . . . .244 Body systems working together to maintain homeostasis: the nervous system . . . . . . . . . . . . . . . . . .245 Summary outline . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .248 Review questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .251 Laboratory exercise: the nervous system . . . . . . . . . . . . . .253 CHAPTER 12: The Endocrine System 254 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .256 The functions of hormones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .257 The classification of hormones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .258 The hypothalamus of the brain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .258 The major endocrine glands and their hormones . . . . . . .260 The anterior pituitary gland, its hormones, and some disorders . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .260 The posterior pituitary gland and its hormones . . . . . . . . . . .263 The thyroid gland, its hormones, and some disorders . . . . . .263 The parathyroid glands, their hormone, and some disorders . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .265 The adrenal glands, their hormones, and some disorders . . . .266 The pancreas, its hormones, and some disorders . . . . . . . . . .267 The testes and the ovaries . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .268 The thymus gland and its hormone . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .270 The pineal gland and its hormone . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .270 Body systems working together to maintain homeostasis: the endocrine system . . . . . . . . . . . . . . . . .271 Summary outline . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .271 Review questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .275 Laboratory exercise: the endocrine system . . . . . . . . . . . .276 CHAPTER 13: The Blood 278 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .280 Functions of the blood . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .280 The classification of blood cells and the composition of plasma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .281 Formation of blood cells: hematopoiesis . . . . . . . . . . . . . .281 Blood cell anatomy and functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .284 The clotting mechanism . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .285 The blood groups . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .288 The ABO blood group . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .288 The Rh blood group . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .288 viii CONTENTS Summary outline . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .290 Review questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .292 Laboratory exercise: the blood . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .293 CHAPTER 14: The Cardiovascular System 294 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .296 The anatomy of the heart . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .297 The layers of the heart wall . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .298 The chambers of the heart . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .299 The great vessels of the heart . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .301 The valves of the heart . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .301 Blood flow through the heart . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .302 The conduction system of the heart . . . . . . . . . . . . . . . . . . .303 A cardiac cycle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .303 Some major blood circulatory routes . . . . . . . . . . . . . . . . . .304 Anatomy of blood vessels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .304 Major arteries and veins of the body . . . . . . . . . . . . . . . . . .306 Body systems working together to maintain homeostasis: the cardiovascular system . . . . . . . . . . . . .310 Summary outline . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .311 Review questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .314 Laboratory exercise: the cardiovascular system . . . . . . . .315 CHAPTER 15: The Lymphatic System 316 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .318 The functions of the system and the structure and functions of the lymphatic vessels . . . . . . . . . . . . . .318 Lymphatic vessels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .319 Lymph nodes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .320 Lymph circulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .321 The organs of the lymphatic system . . . . . . . . . . . . . . . . . .323 Immunity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .325 Antigens and antibodies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .325 Cells of the immune response and other defenses . . . . . .326 Body systems working together to maintain homeostasis: the lymphatic system . . . . . . . . . . . . . . . . .327 Summary outline . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .330 Review questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .332 Laboratory exercise: the lymphatic system . . . . . . . . . . . . .333 CHAPTER 16: Nutrition and the Digestive System 334 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .336 General organization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .336 Histology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .337 The mouth or oral cavity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .340 The salivary glands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .341 Teeth . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .342 The pharynx . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .344 The esophagus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .344 The stomach . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .344 The pancreas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .347 The liver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .348 The gallbladder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .349 The small intestine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .349 The large intestine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .352 The formation of the feces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .355 CONTENTS ix Body systems working together to maintain homeostasis: the digestive system . . . . . . . . . . . . . . . . . .355 Summary outline . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .356 Review questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .358 Laboratory exercise: the digestive system . . . . . . . . . . . . . .359 CHAPTER 17: The Respiratory System 364 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .366 The anatomy and functions of the nose . . . . . . . . . . . . . . .368 The structure and functions of the pharynx . . . . . . . . . . . .369 The larynx or voice box . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .369 The trachea or windpipe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .370 The bronchi and the bronchial tree . . . . . . . . . . . . . . . . . . .372 The anatomy and function of the lungs . . . . . . . . . . . . . . . .373 The respiration process . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .375 Body systems working together to maintain homeostasis: the respiratory system . . . . . . . . . . . . . . . .378 Summary outline . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .379 Review questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .381 Laboratory exercise: the respiratory system . . . . . . . . . . .382 CHAPTER 18: The Urinary System 384 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .386 The functions of the urinary system . . . . . . . . . . . . . . . . . .388 The external anatomy of the kidneys . . . . . . . . . . . . . . . . .389 The internal anatomy of the kidneys . . . . . . . . . . . . . . . . . .389 The anatomy of the nephrons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .390 Blood and nerve supply to the nephrons . . . . . . . . . . . . . .392 The physiology of the nephrons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .393 The ureters: anatomy and function . . . . . . . . . . . . . . . . . . .394 The urinary bladder and the micturition reflex . . . . . . . . .394 The urethra: male and female positions . . . . . . . . . . . . . . .395 Body systems working together to maintain homeostasis: the urinary system . . . . . . . . . . . . . . . . . . .397 Summary outline . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .398