运动生理学教案(共十五章)

运动生理学教案（共十五章）绪论一、生命的基本特征1．新陈代谢——启发学生举例说明新陈代谢概念：通过同化和异化过程，生物体实现自我更新的最基本生命活动过程，即机体与外界环境之间的物质转换和能量转换过程。

为最基本的生命活动特征，新陈代谢一旦停止，生命也就结束。

同化过程：生物体不断地从体外环境中摄取有用的物质，使其合成、转化为机体自身物质的过程。

吸收能量过程。

异化过程：生物体不断地将自身物质进行分解，并将分解产物排出体外的过程。

产生能量过程。

以上两过程同时进行并相互依存，是需要酶作用的一系列复杂的生化反应过程。

新陈代谢包括物质代谢和能量代谢，物质代谢必然伴随着能量的产生和转移、利用，而能量的转变也必然伴随着物质的合成和分解。

2．应激性3．兴奋性概念：生物体内可兴奋组织感受刺激产生兴奋的特性。

刺激：引起组织产生兴奋的环境变化。

物理、化学、生物、机械等分类，有强度和作用时间的要求。

可兴奋组织：神经、肌肉、腺体。

兴奋：可兴奋组织受刺激后产生可扩布的动作电位。

兴奋性表现：兴奋：相对静止——活动，弱——强抑制：活动——相对静止，强——弱例：肌肉活动的兴奋——收缩耦联、神经系统的兴奋抑制活动、心脏活动的强弱变化。

比较应激性和兴奋性的区别。

4．适应性概念：生物体所具有的适应环境的能力。

客观环境的长期影响可使生物体形成与环境相适应的，适合自身生存的反应模式。

例：气候服习、高原环境中人体红细胞增多耐力运动员心脏肥大，肌纤维增粗。

运动训练过程实质上为人体机能对运动形式和运动强度的适应过程。

启发学生结合运动实例说明适应性在训练比赛中的重要性5．生殖二、人体生理机能的调节及调节的控制细胞外液——内环境：人体细胞、组织、器官的生存环境。

内环境理化因素相对稳定——稳态稳态不断受到影响，又不断得以维持——正常生理机能维持人体与外界环境之间也保持相互联系和彼此影响。

体内调控机制调节生理机能，使人体对内外环境变化产生适应并维持内环境的稳定和生物节律。

体内主要调控机制：神经调节、体液调节、自身调节、生物节律例：神经系统对运动中代谢率增高的适应性性调节：心输出量增加，呼吸频率变化等内分泌对运动中代谢率增高的适应性调节：心输出量增加，呼吸频率变化等。

（一）调节1．神经调节概念：神经系统直接参与下所实现的生理机能调节过程结构基础：反射弧基本过程：反射调节特点：快速、准确、短暂例：运动神经对肌肉活动的支配性调节2．体液调节：概念：人体血液或体液中的化学物质如激素等进行的生理调节。

基本过程：内分泌腺、组织等——血液——靶器官或细胞调节特点：缓慢、广泛、准确例：胰岛素对血糖的调节、肾上腺素对心血管机能的调节、甲状旁腺素对钙磷代谢的调节举例说明神经、体液调节的作用和特点。

3．自身调节不依赖外来神经、体液调节，局部组织在特定的情况下，自身对刺激发生适应性反应。

例：肌肉活动的初长度调节4．生物节律（二）调解的控制1．非自动控制系统2．反馈控制系统用图示解释反馈调节的作用。

启发学生分析实例中哪些是属于正、负反馈。

3．前馈控制系统三、运动生理学研究的基本方法，历史与研究现状（一）研究方法1．动物试验法：①慢性试验；②急性试验2．人体试验法：①运动现场测试法；②实验室测试法（二）历史与研究现状1．运动生理学的历史希尔被誉为“运动生理学之父”。

当时出版了三部运动生理学名著：《肌肉活动》、《人类的肌肉运动-影响速度与疲劳的因素》和《有生命的机械》。

我国的运动生理学发展可追溯到20世纪的40年代。

生理学家蔡翘于1940年出版了《运动生理学》一书。

1957年北京体育学院为我国首次培养出运动生理学研究生。

其后，在高等学校体育东中也先后成立了运动生理学教研室。

1958年成立了国家体育科学研究所，其中设置了运动生理学研究室，这是我国第一个专门研究运动生理学的科研机构。

70年代末至80年代，是我国运动生理学的教学及科研工作的第二次飞跃发展时期。

2．当前运动生理学的几个研究热点四、运动生理学的发展趋势1．微观水平研究不断深入2．宏观水平研究更加发展3．研究方法日益创新4．应用性研究受到重视5．研究领域不断扩大第一章骨骼肌机能人体的肌肉分为骨骼肌、心肌和平滑肌三大类。

骨骼肌的主要活动形式是收缩和舒张。

通过舒缩活动完成运动、动作，维持身体姿势。

骨骼肌的活动是在神经系统的调节支配下，在机体各器官系统的协调活动下完成的。

第一节肌纤维的结构一、肌原纤维和肌小节——与解剖学结合复习肌纤维的结构1．肌细胞即肌纤维2．肌纤维（肌内膜）集中形成肌束（肌束膜），肌束集中形成肌肉（肌外膜）3．肌纤维直径60微米，长度数毫米——数十厘米4．肌肉两端为肌腱，跨关节附骨二、肌管系统三、肌丝分子的组成第二节骨骼肌细胞的生物电现象可兴奋组织的生物电现象是组织兴奋的本质活动——（结合《绪论》有关问题提问）生物电活动包括静息电位活动和动作电位活动，前者是后者的基础。

一、静息电位1．概念：细胞处于安静状态时细胞膜内外所存在的电位差。

（视图）2．产生原理①细胞内外各种离子的浓度分布是不均匀的；②静息状态下细胞膜对各种离子通透具有选择性；③静息状态时，细胞膜对K+的通透性大，而对Na+的通透性较小，K+向细胞外流动。

造成细胞外电位高而细胞内电位低的电位差；④随着K+外流，细胞膜两侧形成的外正内负的电场力会阻止细胞内K+的继续外流，当促使K+外流的由浓度差形成的向外扩散力与阻止K+外流的电场力相等时，K+的净移动量就会等于零。

这时细胞内外的电位差值就稳定在一定水平上，这就是静息电位。

由于静息电位主要是K+由细胞内向外流动达到平衡时的电位值，所以又把静息电位称为K+平衡电位。

二、动作电位1．概念可兴奋细胞兴奋时，细胞内产生的可扩布的电位变化称为动作电位。

2．产生原理膜外Na+多于膜内，在受刺激时膜Na+通道开放，Na+由膜外向膜内运动，达到Na+的平衡电位，在此过程中，经过去极化形成膜外为负膜内为正的反极化（锋电位，绝对不应期）状态，继而复极化（后电位，相对不应期、超常期），恢复到极化状态。

3．特点①“全或无”现象任何刺激一旦引起膜去极化达到阈值，动作电位就会立刻产生，它一旦产生就达到最大值，动作电位的幅度不会因刺激加强而增大。

②不衰减性传导动作电位一旦在细胞膜的某一部位产生，它就会间整个细胞膜传播，而且其幅度不会因为传播距离增加而减弱。

③脉冲式由于不应期的存在使连续的多个动作电位不可能融合，两个动作电位之间总有一定间隔。

三、动作电位的传导无髓神经纤维：局部电流有髓神经纤维：跳跃式——以神经纤维局部电流环路方式双向传导有髓鞘神经呈跳跃式传导，速度快；无髓鞘神经传导速度慢。

四、细胞间的兴奋传递1．神经—肌肉接点的结构、兴奋传递过程运动终板：终板前膜（介质）、终板后膜（受体）、终板间隙（酶）2．神经——肌肉接头的兴奋传递冲动→轴突末梢→钙通道开放钙入→突触小泡前移融合破裂→释放乙酰胆碱→乙经间隙与后膜受体结合终板电位（钠内流＞钾外流）→总合为动作电位→沿肌膜扩布五、肌电骨骼肌在兴奋时，会由于肌纤维动作电位的传导和扩布而发生电位变化，这种电位变化称为肌电。

用适当的方法将骨骼肌兴奋时发生的电位变化引导、放大并记录所得到的图形，称为肌电图。

引导肌电信号的电极可分为两大类，一类是针电极，另一类是表面电极。

第三节骨骼肌的收缩过程一、肌丝滑行学说1．概念：在调节因素的作用下，肌小节中的细肌丝在粗肌丝的带动下向A带中央滑行，使肌小节长度变短，导致肌原纤维肌纤维以致整块肌肉的收缩。

2．要点：肌原纤维的缩短，是细肌丝在粗肌丝之间滑行的结果。

3．根据：肌细胞缩短时，Z线互相靠拢，肌小节变短，明带和H区变短甚至消失，暗带的长度则保持不变。

二、肌纤维收缩的分子机制运动神经冲动（动作电位）→神经末梢→神经-肌肉接头兴奋传递→肌膜兴奋→横管膜兴奋→三联管兴奋→终池（纵管、肌质网）释钙→肌钙蛋白亚单位C+钙→肌钙蛋白分子构型变化→原肌球蛋白变构移位→肌动蛋白结合位点暴露+粗肌丝横桥→ATP酶激活→ATP分解供能→横桥摆动→细肌丝向H区滑行（多次）→肌小节缩短→肌肉收缩三、兴奋-收缩耦联概念：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。

钙离子是重要的沟通物质。

三个步骤：肌膜电兴奋的传导、三联管处的信息传递、肌浆网（纵管系统）中Ca2+的释放。

第四节骨骼肌的特性一、骨骼肌的物理特性伸展性、弹性、粘滞性二、骨骼肌的生理特性及兴奋条件1．刺激强度：阈刺激强度。

要引起骨骼肌兴奋必须具备必要的条件。

即引起兴奋的最小刺激强度。

因肌而异，与肌肉的训练程度有关，2．刺激作用时间：兴奋的必需条件之一。

作用时间与刺激强度成反比。

时值：用2倍的基强度刺激组织，引起组织兴奋所需的最短时间。

时值愈小则组织兴奋性愈高。

（肱二头肌时值：一般人：0.058毫秒；二级举重运动员：0.051毫秒；举重运动健将：0.047毫秒）3．刺激强度变化率：刺激从无到有，从小变大的变化速率（通电、断电霎那）。

第五节骨骼肌收缩一、骨骼肌的收缩形式肌肉收缩时，可表现为肌丝滑动引起的肌小节缩短，也可表现为无肌小节缩短的肌肉张力增加。

根据肌肉收缩时的长度和张力变化，肌肉收缩可分为4种类型：等张（向心）收缩、等长收缩、离心收缩、等动收缩。

（一）等张（向心）收缩1．概念：肌肉收缩时张力首先增加，后长度变短，起止点彼此靠近，引起身体运动。

2．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。

例：杠铃举起后；跑步；提重物等。

（二）等长收缩1．概念：肌肉收缩时张力增加长度不变。

即静力性收缩，此时不做机械功。

（不推动物体，不提起物体）2．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。

例：蹲起、蹲下（肩带、躯干；腿部、臀部）；体操十字支撑、直角支撑；武术站桩等。

（三）离心收缩1．概念：肌肉在产生张力的同时被拉长。

2．特点：控制重力对人体的作用——退让工作；制动——防止运动损伤。

例：下蹲——股四头肌；搬运放下重物——上臂、前臂肌；高处跳下——股四头肌、臀大肌（四）等动收缩1．概念：在整个肌肉活动的范围内，肌肉以恒定的速度、始终与阻力相等的力量收缩。

2．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；为提高肌肉力量的有效手段。

例：自由泳划水（五）骨骼肌不同收缩形式的比较1．力量：离心收缩力量最大。

2．代谢：离心收缩耗能低，生理指标反应低于向心收缩3．肌肉酸痛：离心收缩﹥等长收缩﹥向心收缩二、骨骼肌收缩的力学表现（略）三、运动单位的动员1．运动单位的概念1个a-运动神经元及其支配的肌纤维组成1个运动单位。