运动生理学考研考博资料
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运动生理学
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绪论
名词解释
1.兴奋:生理学中将可兴奋性组织受刺激后产生生物电反应过程及其表现称为兴奋。
2.兴奋性:在生物体内可兴奋组织具有感受刺激、产生兴奋的特性。
3.应激性:机体或一切活体组织对周围环境变化具有发生反应的能力或特性。
4.适应性:生物体长期生存在某一特定的生活环境中,在客观环境的影响下可以逐渐形成一种与环境相适应的、适合自身生存的反应模式。
生物体所具有的这种适应环境的能力称为适应性。
5.新陈代谢:是生物体自我更新的最基本的生命活动过程。
新陈代谢包括同化和异化两个过程。
是最基本的生命活动特征,新陈代谢一旦停止,生命也就结束。
6.运动生理学:是人体生理学的分支,是专门研究人体的运动能力和对运动的反应与适应过程的科学,是体育科学中一门重要的应用基础理论学科。
第一章骨骼肌机能
名词解释
1.动作电位:可兴奋细胞兴奋时,细胞膜上产生的可扩布的电位变化称为动作电位。
2.静息电位:细胞处于安静状态时,细胞膜内外所存在的电位差称为静息电位。
这种电位差存在于细胞膜两侧,故又称跨膜电位,或简称膜电位。
若以细胞膜外电位为零,细胞膜内电位则为-70~-90mV。
3.运动单位:一个α-运动神经元和受其支配的肌纤维所组成的最基本的肌肉收缩单位称为运动单位。
4.兴奋-收缩耦联:通常把以肌细胞膜的电变化为特征的兴奋过程和以肌丝滑行为基础的收缩过程之间的中介过程,称为兴奋—收缩耦联。
5.肌电图(05,07):用适当的方法将骨骼肌兴奋时发生的电位变化引导并记录所得到的图形,称为肌电图。
6.运动单位动员:参与活动的运动单位数目与兴奋频率的结合,称为运动单位动员。
运动单位动员也可称为运动单位募集。
简答和论述
1.骨骼肌肌纤维的收缩原理
答:(1)动作电位及其传导
可兴奋细胞兴奋时,细胞膜上产生的可扩布的电位变化称为动作电位。
主要通过离子流学说
来解释,支配肌纤维运动的神经元兴奋,是肌纤维膜电位发生改变,产生动作电位并传导。
(2)肌纤维兴奋—收缩耦联
通常把以肌细胞膜的电位变化为特征的兴奋过程和以肌丝滑行为基础的收缩过程之间的中介过程称为兴奋—收缩耦联。
主要包括以下三个主要步骤:①兴奋通过横小管系统传导到肌细胞内部②三联管结构处的信息传递③肌质网对钙离子的释放,最终引起肌肉舒张。
(3)肌丝滑行学说认为:
在调节的作用下,由于肌小节中细肌丝在粗肌丝之间滑行造成的肌小节长度变短,以至整块肌肉的收缩。
2.骨骼肌有几种收缩形式?各有什么生理学特点
答:骨骼肌的收缩形式分为等张(向心)收缩,等长收缩,离心收缩,等动收缩。
(1)等张(向心)收缩:肌肉收缩时,长度缩短、起止点相互靠近的收缩
特点:张力增加在前,长度缩短在后;缩短开始后,张力不再增加,直到收缩结束。
是动力性运动的主要收缩形式。
(2)等长收缩:肌肉在收缩时其长度不变的收缩,又称为静力收缩,此时不做机械功。
特点:超负荷运动;与其他关节的肌肉离心收缩和向心收缩同时发生,以保持一定的体位,为其他关节的运动创造条件。
(3)离心收缩:肌肉在收缩产生张力的同时被拉长的收缩。
特点:控制重力对人体的作用——退让工作;制动——防止运动损伤。
(4)等动收缩:在整个关节活动范围内肌肉以恒定的速度,且肌肉收缩时产生的力量始终与阻力相等的肌肉收缩。
特点:收缩过程中收缩速度恒定;肌肉在整个运动范围内均可产生最大张力;作为提高肌肉力量的有效手段。
3.为什么最大力量收缩时,离心收缩产生的张力比向心收缩的大
答:肌肉最大张力收缩时产生的张力取决于肌肉收缩的类型和收缩的速度,同一块肌肉收缩速度相同时,对于肌肉在最大力量收缩时,认为离心收缩产生的张力比较大通常有认为两个方面的原因。
(1)牵张反射
肌肉受到外力的牵拉会反射性的引起收缩,在离心收缩时肌肉受到强烈的牵拉,因此引起强烈的收缩。
(2)离心收缩时肌肉的弹性成分被拉长而产生阻力
在向心收缩时一部分张力在作用于负荷前,先要拉长肌肉中的弹性成分,用来克服弹性阻力,这就使表现出来的张力比实际的张力小了;在离心收缩时由于弹性成分被拉长产生阻力和肌肉收缩产生的阻力同时发生,和就使表现得张力比实际的张力要大了。
4.如何用肌纤维类型的知识指导实践
答:肌纤维类型与运动有着密切的关系,在运动实践中得到广泛的应用。
主要表现在下面几个方面。
(1)肌纤维类型的划分:
①根据收缩速度分:快肌纤维和慢肌纤维。
②根据收缩,代谢特征分:快缩糖酵解型,快缩氧化糖酵解型,慢缩氧化型。
③根据收缩特性和色泽分:快缩白,快缩红和慢缩红三类(2)不同类型肌纤维形态学、生理学和生物化学特征
①不同肌纤维的形态特征:快肌纤维直径较大,含较多收缩蛋白,肌浆网较发达;慢肌纤维
周围毛细血管较丰富,含肌红蛋白较多,线粒体较多。
②生理学特征:a.肌纤维类型与收缩速度,快肌纤维收缩快,慢肌纤维收缩慢,但人体快,慢肌运动单位都是混合的,主要是谁的百分比高些;b.肌纤维类型与收缩力量,肌肉力量主要取决肌纤维的直径和数量,快肌运动单位肌纤维直径大,数量多,收缩力量明显大于慢肌纤维;c.肌纤维类型与抗疲劳能力,慢肌纤维含线粒体数量多,体积大,有氧代谢酶活性高,所以抗疲劳能力比快肌纤维强。
③代谢特征:快肌纤维中一些与无氧代谢有关的酶活性高,数量多,无氧代谢能力强;慢肌纤维氧化酶系统活性强,线粒体多,有氧能力强。
(3)运动时运动单元的动员:以较低强度运动时,慢肌纤维首先被动员。
以较高强度运动时,快肌纤维首先被动员。
(4)肌纤维类型与运动项目:短时间,大强度的运动项目,快肌纤维百分比较高,如100M;耐力项目,慢肌纤维百分比较高,如马拉松;速度耐力性项目,快慢肌纤维百分比相当,如800M。
(5)训练对肌纤维的影响:①肌纤维选择性肥大:a.耐力训练可引起慢肌纤维的选择性肥大b.速度、爆发力训练可引起快肌纤维的选择性肥大②酶活性改变:肌纤维地训练的适应也表现在肌肉中有关酶活性有选择性的增强。
长跑运动员肌肉中,与氧化供能有关的酶活性较高,而与糖酵解及磷酸原供能有关酶活性较低;短跑运动员相反;中跑运动员居短跑和长跑之间。
③肌纤维类型百分组成的变化:具体情况目前在研究领域还存在争论。
(6)实践应用
①运动员选材:不同的运动项目,对肌纤类型的要求不同,通过合理运用肌纤维类型的知识,可以给早期运动员选材提供依据。
②运动训练:在运动训练过程中,根据不同项目肌纤维的不同特点进行有区别的训练,可以有效提高训练的效率,更好地提高运动成绩。
③训练监控:根据肌纤维的代谢特点,机能状况,可以监测运动负荷的大小,运动强度的强弱,从而及时有效的调控运动训练过程向训练目标靠近。
④机能评定:对于运动训练的效果如何,运动的状态如何,疲劳和恢复的结果怎么样,对肌纤维类型及其特征变化进行分析,能够得到良好效果。
5.肌电的产生原理和体育实践中的应用:(11)
答:骨骼肌在兴奋时,肌纤维动作电位传导和扩布,发生电位变化,这种电位变化称为肌电。
用适当方法将骨骼肌兴奋时发生的电位变化引导、记录得到的图形,称为肌电图。
在体育实践中的应用有以下几个方面:
(1)利用肌电测定神经的传导速度
神经和肌肉的传导速度可反映运动员的训练水平和机能状态,是体育科研常用的电生理指标。
方法是在电位。
神经通路上的两个电上,给予电流刺激,从该神经所支配的肌肉上记录诱发电位。
然后根据诱发电位出现的时间和两电极之间的距离计算出神经的传导速度。
(2)利用肌评定骨骼肌的机能状态
肌肉疲劳时肌电活动也会发生变化,可用肌电的肌电幅质和频谱评定骨骼肌的机能状态。
在肌肉等长收缩至疲劳的研究过程中发现,在一定的范围内,肌肉幅值随着肌肉疲劳程度的加深而增加。
,
(3)利用肌电评价肌力
当肌肉以不同的负荷收缩时,其肌电积分值同肌力成正比关系,即肌肉产生张力越大肌电积分值越大。
(4)利用肌电进行技术动作分析
运动中可用多导肌电记录仪将运动中的肌电记录下来。
然后据每块肌肉的放电顺序和肌电幅值,结合高速摄像等技术对运动员技术动作进行分析诊断。
第二章血液
名词解释
1.内环境:细胞外液是细胞直接生活的环境。
通常,为了区别人体生存的外界环境把细胞外液称为机体的内环境。
2.等渗溶液:正常人在体温37℃时,血浆渗透压约为5800毫米汞柱。
以血浆的正常渗透压为标准,与血浆正常渗透压近似的溶液称为等渗溶液。
3.碱储备:血液中缓冲酸性物质的主要成分是碳酸氢钠,通常以每100毫升血浆的碳酸氢钠含量来表示碱贮备量。
碱贮备正常为50%~70%。
4.运动性(假性)贫血:经过长时间、系统的运动训练,尤其是耐力性训练的运动员安静时红细胞数并不比一般人高,有的甚至低于正常值,常被诊断为运动性贫血。
我们称之为假性贫血,是红细胞机能性稀释的反映,是一种适应及健康的表现,不能误认为“贫血”。
5.红细胞压积:即红细胞比容,指红细胞在全血中所占的容积百分比,健康成人红细胞比容男子为40%-50%,女子为37%-48%。
6.贮存血量:正常成年人的血量占体重的7%~8%。
除循环血量外,还有一部分血量贮留在肝、肺、腹腔静脉以及皮下静脉丛等处,流动缓慢,血浆较少,红细胞较多,这部分血量称为贮存血量。
7.渗透压(04,10):溶液促使膜外水分子向内渗透的力量即为渗透压或渗透吸水力,也就是溶液增大的压强,其数值相当于阻止水向膜内扩散的压强。
简答与论述
1 血液的组成与功能
答:血液由血浆和血细胞构成。
血细胞有红、白、血小板;血浆是血细胞以外的液体部分,有水分、化学物质、抗体和激素。
功能:
(1)维持内环境的相对稳定:血液能维持水,氧,营养物质的含量,维持渗透压,酸碱度,体温和血液有形成分等的相对稳定,使得人体内环境相对稳定。
(2)运输作用:血液将从呼吸器官吸入氧和消化系统吸收营养物质运输到身体各出,供给组织细胞进行代谢;同时又将全身各组织的代谢产物二氧化碳,水,尿素等运输到肺,肾皮肤等器官排出体外。
(3)调节作用:血液将内分泌的激素运输到全身,作用于相应的器官改变其活动,起着体液调节作用。
通过皮肤的血管舒缩活动,血液在调节体温过程中发挥重要作用。
(4)防御与保护作用:白细胞对于侵入人体的微生物和体内的坏死组织都有吞噬分解作用。
血浆中含有多种免疫物质,能对抗或消灭外来的细菌和毒素。
血小板有加速凝血,止血作用,对人体有保护作用。
2.如何用血红蛋白指标指导运动实践:(08)
答:血红蛋白在氧分压高的时候与氧结合,在氧分压低的时候与氧分离,其指标稳定,敏感,故长应用与运动员选材,机能评定,训练监控等运动实践中:
(1)用Hb指标进行运动员选材
运动训练实践证明,以血红蛋白值高,波动小者为最佳,这种类型运动员能耐受大负荷运动训练,从事耐力性项目运动较好。
而以血红蛋白值偏低,波动较大者为较差。
(2)机能评定
主要用于运动员机能状态,训练水平,疲劳程度等方面的评定。
但运动员血红蛋白值存在个体差异,不能按统一标准来,应该针对个体进行测定和分析。
(3)训练监控
在训练过程中,血红蛋白常被用来监控运动量,运动强度,运动疲劳,恢复等方面。
3.运动对红细胞的影响:
答:(1)一次性运动对红细胞的影响
①数量:单位容积红细胞数量的增加,但主要是受血浆相对或绝对的减少和血液重新分配的影响。
②圧积:单位容积红细胞数量的增加,因此红细胞圧积也是增加,一般增加强度与训练水平高低有关系。
③流变性:因运动强度,持续时间,训练水平的不同而有差别。
一次不极限强度运动,可使红细胞悬浮度增加,变形性降低,因而导致流变性降低。
(2)长期训练对红细胞的影响:
①数量:经过长期系统的训练,尤其是耐力训练的运动员在安静时,其红细胞数量并不比一般人高,有的甚至低于正常值。
但是红细胞总数和血红蛋白总量较高。
②圧积:相对稳定③流变性:经过系统训练的运动员安静时红细胞的变形能力增强,增加了红细胞膜的弹性,使其在血管中流动更加流畅。
第三章循环机能
名词解释
1.窦性心率:特殊传导系统中以窦房结的自律细胞自律性最高,为正常心脏活动的起搏点,以窦房结为起搏点的心脏活动称为窦性心率。
2.心输出量(11):心输出量一般是指每分钟左心室射入主动脉的血量。
在同一时期,左心与右心接纳回流的血量大致相等,输出的血量也大致相等。
3.每搏输出量:一侧心室每次收缩所射出的血量称为每搏输出量,简称每搏量,常以左心室的每博量为标准。
4.射血分数(04):每搏输出量占心室舒张末期的容积百分比,称为射血分数。
5.心力储备(04):心输出量随机体代谢需要而增长的能力,称为泵功能贮备,或心力贮备
6.心电图(08,11):用引导电极置于肢体或躯体的一定部位记录出来的心脏电变化曲线称心电图。
7.窦性心动徐缓:运动训练,特别是耐力训练可使安静时心率减慢。
某些优秀的耐力运动员安静时心率可低至40~50次/分,这种现象称为窦性心动徐缓。
8.血压:是指血管内血液对单位面积血管壁的侧压力(压强)。
9.减压反射(05,10):当动脉血压升高时,颈动脉窦和主动脉弓压力感受器可产生兴奋,通过中枢调节动脉血压,使心脏的活动不致过强,血管外周阻力不致过高,从而使动脉血压保持在正常的水平上,因此这种压力感受性反射又称为减压反射。
10.期前收缩:额外刺激引起心脏收缩活动发生于下次窦房结兴奋所产生的正常收缩之前,称期前收缩或额外收缩。
简答和论述
1.心输出量的影响因素:
答:心输出量一般是指每分钟左心室射入主动脉的血量。
同一时期左心和有心接纳的回流血量大致相等,心输出量也大致相等。
心输出量的主要因素有:
(1)心率和每搏输出量
心输出量等于每搏输出量与心率的乘积,心率增加和每搏输出量的增加都可以引起心输出量的增加,但是心率过快,由于心舒张末期缩短,每搏输出量减少比心率加快要明显,往往导致心输出量减少。
(2)心肌收缩力
心肌收缩力是决定每搏输出量的主要因素之一,一般说,心肌收缩力越强,每搏输出量越大。
(3)静脉回流血量
静脉回流血量是心输出量持续增加的前提,主要取决于经脉血压和右心房内压差。
2.运动过程中,血液循环发生了哪些变化:
答:肌肉运动时(一次运动)血液循环功能的变化
(1)肌肉运动时心输出量的变化
肌肉运动时循环系统的适应性就是提高心输出量以增加血流供应,运动时心输出量的增加与运动量与耗氧量成正比。
(2)肌肉运动时各器官血液量的变化
运动时各器官的血流量将进行重新分配。
其结果是使心脏和进行运动的肌肉的血流量明显增加,不参与运动的骨骼肌及内脏的血流量减少。
运动开始时,皮肤血流量也减少,但以后由于肌肉产热增加,体温升高,通过体温调节机制,以增加皮肤散热。
同时血流量进行重新分配的生理意义还在于维持一定的动脉血压。
(3)肌肉运动时动脉血压的变化
运动时的动脉血压取决于心输出量和外周阻力两者之间的关系。
如果心输出量的增加和外周阻力的降低两者的比例恰当,则动脉血压变化不大,否则动脉血压就会升高或降低。
另一方面,由于心输出量显著增加,故收缩压升高,而平均动脉压则可能比安静时稍低。
3.长期运动训练对心血管系统的影响:(07)
答:(1)窦性心动徐缓
运动训练,特别是耐力训练可使安静时心率减慢。
某些优秀的耐力运动员安静时心率可低至40—60次/分这种现象称为窦性心动徐缓。
这是由于控制心脏活动的迷走神经作用加强,而交感神经的作用减弱的结果。
窦性心动徐缓是可逆的,优秀运动员停训多年后,心率会恢复或接近正常值。
(2)运动性心脏增大
研究发现,运动训练可使心脏增大,是对长期运动负荷的良好适应。
近年研究发现,以力量性运动为主的项目运动员心脏增大以心室壁增厚为主,而耐力性项目运动员心脏增大以心室腔增大为主。
(3)心血管机能改善
经过训练的运动员心脏每搏输出量增加,这是心脏对运动训练的适应性反应。
运动训练不仅使心脏在形态和机能产生良好适应,而且也可使调节机能得到改善。
有训练者在进行定量工作时,心血管机能动员快、潜力大、恢复快。
4.脉搏(心率)和血压在运动实践中有何应用意义:
答:(1)脉搏是动脉血管壁随心脏的收缩和舒张而发生的规律性搏动。
在正常情况下,脉搏频率和心率是一致的,所以运动实践中常用测量脉搏来代替心率的测定。
①基础心率及安静心率
清晨起床前静卧时的心率为基础心率。
身体健康,机能状态良好时,基础心率稳定并随着训练水平及健康状况的提高而趋平稳下降。
安静心率是指空腹不运动状态下的心率。
应采用运动训练前后自身安静心率进行比较,运动后心率恢复的速度和程度也可衡量运动员对负荷的适应水平。
②评定心脏功能及身体机能状况
通过定量负荷或最大强度负荷试验,比较负荷前后心率的变化及运动后心率恢复过程,可以对心脏功能及身体机能状况作出恰当的判断。
目前常用的定量负荷试验有联合机能负荷试验及台阶试验。
③控制运动强度
运动中的吸氧量是运动负荷对机体刺激的综合反应,目前在运动生理学中广泛使用吸氧量来表示运动强度。
但最近研究发现,心率和吸氧量及最大吸氧量呈线性相关,并发现最大心率百分比和最大吸氧量百分比也呈线性相关,这就为使用心率控制运动强度奠定了基础。
(2)血压是指血管内血液对单位面积血管壁的侧压力(压强)。
意义如下
①清晨卧床时血压和一般安静时血压较为稳定,测定清晨卧床时的血压和一般安静时的血压对评定训练程度和运动疲劳程度有重要参考价值。
②测定定量负荷前后血压及心率的升降幅度及恢复状况可检查心血管系统功能并区别其机能反应类型,从而对心血管机能做出恰当的判断。
③运动训练时,可根据血压变化了解心血管机能对运动负荷的适应情况。
5.有训练的人和一般人在进行定量工作时心血管机能有何不同:
答:(1)两者在安静状态下每分输出量相等,但训动员的心率较低,故每搏输出量较大。
从事最大运动时,两者的心率都可以达到同样地高度,运动员每分输出量明显比一般人的增加高,这是运动员的心脏对运动训练的适应。
(2)经过训练心肌微细结构会发生变化,心肌纤维内ATP酶活性提高,心肌肌浆网对Ca2+的贮存,释放,摄取能力提高,线粒体与细胞膜功能改善,ATP再合成速度增加,冠脉供血良好,使心机收缩力增加。
(3)运动训练同时也可使调节机能得到改善,在训练者进行定量工作时,心血管机能动员快,潜能大,恢复快。
而一般人较训练者有明显差别。
第四章呼吸机能
名词解释
1.肺活量(11):最大深吸气后,再作最大呼气时所呼出的气量,称为肺活量。
2.肺通气量(06):单位时间内吸人(或呼出)的气量称为肺通气量。
一般以每分钟为单位计量,故也称每分通气量。
3.肺泡通气量(09):肺泡通气量是指每分钟吸入肺泡的实际能与血液进行气体交换的有效通气量。
4.时间肺活量:在最大吸气之后,以最快速度进行最大呼气,记录在一定时间内所能呼出的气量,称时间肺活量。
5.最大通气量(05,08):以适宜快和深的呼吸频率、呼吸深度进行呼吸时所测得的每分通气量,称最大通气量。
6.胸内(负)压:胸膜的脏层和壁层延续相连,形成密闭的胸膜腔,胸膜腔内的压力即为胸内压。
7.氧离曲线:氧离曲线或称Hb02解离曲线是表示P02与Hb结合O:2量关系或P02与氧饱和度关系的曲线。
氧离曲线反映了Hb与O2的结合量是随P02的高低而变化,这条曲线呈“S”,而不是直线相关。
8.氧储备:在正常情况下,02除维持体内的代谢消耗外,还储存在体内一小部分待用。
储存在血液和肺以及肌红蛋白中,这部分储存的氧称为氧储备。
9.氧脉搏(04,07):心脏每次搏动输出的血量所摄取的02量,称为氧脉搏,可以用每分摄02量除以每分心率计算。
10.氧利用率:每lOOml动脉血流经组织时所释放的02占动脉血氧含量的百分数,称氧利用率。
11.呼吸当量:每分通气量与摄氧量的比值,安静时的呼吸当量为20-28.
简答和论述
1.运动时,如何进行与技术动作相适应的呼吸:
答:呼吸的形式,时相,节奏必须适应技术动作的变换,必须随技术动作而自由的调整,这不仅为提高运动质量,为配合完成高难度动作技术提供保障,同时也能推迟疲劳的发生。
(1)呼吸形式与技术动作的配合
呼吸的主要形式有胸式呼吸和腹式呼吸。
运动时采取任何形式的呼吸,应根据有利于技术动作的运用而又不妨碍正常的呼吸为原则,灵活转换。
(2)呼吸时相与技术动作的配合
通常非周期性运动要特别注意呼吸的时相,应以人体关节运动的解剖学特征与技术动作的结构特点为转移。
(3)呼吸节奏与技术动作的配合
周期性的运动采用富有节奏的、混合型的呼吸将会使运动更加轻松和协调,更有利于创造出好的运动成绩。
2.运动时如何进行合理的呼吸:
答:运动时合理进行呼吸有利于内环境的稳定,提高训练效果和发挥人体机能,创造优异成绩,一般有以下几点:
(1)减小呼吸道阻力:口鼻并用,以口代鼻
(2)提高肺泡通气效率:深而慢的呼吸形式
(3)与技术动作相适宜:呼吸形式,时相,节奏的配合
(4)合理运用憋气:憋气前吸气勿太深,结束后吐气勿过快;尽量少使用。
3.合理利用憋气的方法以及如何正确看待憋气:
答:(1)合理运用憋气的方法
首先,憋气前的吸气不要太深,结束憋气时,为避免胸内压骤减,使胸内压有一个缓冲、逐渐变小的过程,呼出的气应慢慢的呼出来。
其次憋气应应用于决胜的关键时刻,不必每一个动作,每一个过程都做憋气。
(2)憋气对运动的好处:。