体育与健康学科知识与教学能力(高中)

第一节运动解剖学

一、人体结构的基本组成

1.上皮组织

具有保护、吸收、分泌、排泄和感受外界刺激的功能。

2.结缔组织

由细胞和大量细胞间质构成，功能是保护、防御、支持、修复和贮存等。

3.肌肉组织

肌肉组织包括骨骼肌、心肌和平滑肌三大部分。心肌具有收缩和舒张、自律性和传导性。

骨骼肌与心肌的肌纤维均有横纹，又称横纹肌。平滑肌纤维无横纹。

俯卧撑发展：前锯肌、胸大肌（近固定）、肱三头肌（远固定）；

仰卧起坐发展：髂腰肌、股直肌；

卧推杠铃发展：前锯肌、胸大肌、肱三头肌（近固定）；

引体向上发展胸小肌、菱形肌、背阔肌（近固定）、胸大肌、肱肌；

负重深蹲起发展：竖脊肌、臀大肌、股四头肌（远固定）、小腿三头肌（近固定）；

仰卧两头起发展：腹直肌、腹内、外斜肌、髂腰肌、股直肌（近固定）；

仰卧举腿发展：腹直肌、髂腰肌、股直肌；

负重耸肩发展：斜方肌、颈肌、上臂肌群、菱形肌；

负重扩胸发展：斜方肌、背阔肌（近固定）。

肺通气的动力是呼吸肌收缩；肺换气的动力是分压差。

4.神经组织

神经组织是由神经元（即神经细胞）和神经胶质组成。神经元神经活动的基本功能单位。神经胶质在神经组织中起着支持、保护和营养作用。

人体神经组织主要由神经细胞构成。神经细胞也叫神经元，包括细胞体和突起两部分。

二、人体主要器官和系统的结构特点（一）运动系统

运动系统由骨、骨连接和骨骼肌组成。

1.骨

人体由206块骨组成。长骨大部分由致密骨组成，主要分布于四肢，但是一些骨骼除外，如髌骨、腕骨、掌骨、跗骨等，短骨一般分布在手腕和脚踝，扁骨主要分布在颅和肩胛处，不规则骨主要分布在躯干、颅部和髋骨。根据其存在部位分为附肢骨与中轴骨，附肢骨共126块，包括上下肢骨，中轴骨共80块，包括颅骨和椎骨、胸廓骨。

骨主要是由骨质、骨髓和骨膜三部分构成，活体的骨还包括血管和神经等。

骨质即骨组织，分为骨松质和骨密质，骨密质由若干层紧密排列的骨板构成，质地致密，抗压、抗扭曲性能强，构成长骨骨干及骺和其他类型骨的外层。骨松质由许多针状、片状的骨小梁构成，结构较疏松，骨小梁的排列与骨所承受的压力和张力方向一致，组成压力曲线和张力曲线，使骨具有节省材料、轻便、坚固的特点。成熟骨组织中的主要细胞是骨细胞，骨细胞对骨吸收和骨形成都起作用，是维持成熟骨新陈代谢的主要细胞。

骨髓填充于骨髓腔和骨松质间隙内。成人的红骨髓分布在扁骨、不规则骨和长骨骨骺端的骨松质中。红骨髓具有造血功能。

骨膜由结缔组织构成。

骨由有机物（韧性）和无机物（韧性）构成。骨中的有机物主要是胶原纤维和粘多糖蛋白，无机物主要是磷酸钙和碳酸钙等。

2.骨连接

无腔隙骨连接包括韧带连接、软骨连接和骨性连接。有腔隙连接主要指关节连接。

（1）关节的基本构造包括关节面、关节囊和关节腔

①关节面：分为关节头和关节窝，关节面上覆盖着关节软骨。

②关节囊：包在关节的周围，封闭关节腔。可分为外层的纤维膜和内层的滑膜。

③关节腔：密闭腔隙，腔内有少量滑液，呈负压，对维持关节的稳固具有一定作用。

（2）关节的辅助结构包括关节唇、关节内软骨和韧带滑液囊

①韧带：可加强关节的稳固性和限制关节的运动。

②关节唇：它加深关节窝，增大关节面，增加了关节的稳固性。

③滑膜囊：起充填和减少摩擦的作用。（3）骨骼肌

骨骼肌收缩是运动系统中的动力源。（二）消化系统

1.消化系统的组成

人体的消化系统包括消化管和消化腺。

口、咽、食管、胃、小肠、大肠和肛门

组成消化管。口腔到12指肠为上消化

道，12指肠到肛门为下消化道。

消化腺包括肝脏、胰脏和唾液腺。

2.消化和吸收

食物的消化包括物理性消化和化学性

消化。

（三）心血管系统

心血管系统是人体内封闭的连续管道

系统，由心脏和血管组成。心脏位于胸

腔内，心腔分左右两个半心，两半心之

间互不相通，被房间隔和室间隔隔开，

上房下室。右心房上方有上腔静脉开

口，下方有下腔静脉开口，右心房和右

心室之间相通，但由右房室瓣控制，血

液只能从心房流向心室，不能倒流。右

心室的上方的出口为肺动脉口，由肺动

脉瓣控制，血流不能倒流。左心房上有

肺静脉口，左心房和左心室之间相通，

但是由左房室瓣控制，血液不能倒流。

左心室流出口为主动脉口，并由主动脉

瓣控制血流。此外，心脏上还有一套节

律性波动的传导系统。血管可以运行血

液，具有传输营养和运输氧气等作用，

可分为动脉、静脉和毛细血管。

（四）淋巴系统

淋巴系统是心血管系统的辅助结构，由

各级淋巴管道、淋巴器官和淋巴组织组

成。

淋巴管道包括毛细淋巴管、淋巴管、淋

巴干和淋巴导管。管内含有淋巴，淋巴

产生于组织液。组织液与组织细胞进行

组织交换后，大部分在毛细血管静脉端

被吸入静脉，少部分进入盲端的毛细淋

巴管成为淋巴。

淋巴器官包括淋巴结、扁桃体、脾、胸

腔等。淋巴器官具有产生淋巴细胞、浆

细胞、滤过淋巴，参与免疫反应等功能，

是身体重要的防御装置。

（五）呼吸系统

１．气体交换原理

根据物理学原理，各种气体无论处于气

体状态还是溶解在液体中，当各处气体

分子压力不等时，通过分子运动，气体

分子总是从压力高处向压力低处净移

动，直至各处压力相等。

２．人的呼吸系统

人的呼吸系统包括呼吸道和肺。

呼吸道由鼻腔、咽、喉、气管和支气管

组成。其中鼻、咽、喉称为上呼吸道；

气管和支气管称为下呼吸道。呼吸道是

气体进出肺的唯一通道。肺是气体交换

的场所。肺位于胸腔内，肺由肺泡组成。

肺泡壁仅由单层扁平上皮构成，外面密

布有毛细血管和弹性纤维，所以血液内

的气体与肺泡内的气体（主要是二氧化

碳和氧气）可以充分地进行交换。

３．呼吸的全过程

（1）人体的呼吸过程包括肺通气（外

界空气与肺之间的气体交换过程）、肺

换气（肺泡与肺毛细血管之间的气体交

换过程）和气体在血液中的运输。内呼

吸（或组织呼吸）即组织换气是血液与

组织、细胞之间的气体交换过程，有时

也将细胞内的氧化过程包括在内。可见

呼吸过程不仅依靠呼吸系统来完成，还

需要血液循环系统的配合，这种协调配

合与机体代谢水平相适应，又都受到神

经和体液因素的调节。

（2）发生在肺内的气体交换：肺泡壁

和毛细血管之间的距离很短，允许气体

分子自由通过。肺内的大量肺泡为气体

交换提供了非常大的交换场所。在呼吸

过程中，吸入气体中氧气的气压大于肺

泡内氧气的气压，氧气进入肺中，而当

血液流经肺毛细血管网时，血液中的氧

比肺泡中氧的气压要低很多，肺泡内的

氧气由于分压差向血液净扩散，血液的

氧压便逐渐上升，最后接近肺泡内的氧

压。二氧化碳则从血液向肺泡扩散，快

速达到平衡。

（3）组织中的气体交换：在组织中，

由于细胞的新陈代谢，不断消耗氧气产

生二氧化碳，所以组织中的氧压比动脉

中的氧压低，而二氧化碳的压强高于动

脉中二氧化碳的气压。氧便顺着分压差

由血液向细胞扩散，二氧化碳则由细胞

向血液扩散，组织细胞与血液间的气体

交换，使得组织不断地从血液获得氧，

供代谢需要，同时把代谢产生的二氧化

碳由血液运送到肺而呼出。

（六）泌尿系统

泌尿系统是由肾、输尿管、膀胱和尿道

组成。输尿管管壁有较厚的平滑肌，可

以节律性蠕动，把尿液排入膀胱。

（七）神经系统

（1）神经系统是由中枢神经系统和周

围神经系统两部分组成。中枢神经系统

包括位于颅腔的脑和位于椎管的脊髓。

周围神经系统是脑和脊髓以外的神经

成分，神经系统的基本活动方式是反

射。反射活动通过反射弧来实现。

（2）反射弧的五个环节有：感受器、

感觉神经元、神经中枢、运动神经和效

应器。脑分为大脑、间脑、小脑、中脑、

脑桥和延髓。脑神经１２对。脊髓位于

脊椎管内，有３１个节段，由上至下具

体包含：８个颈节、１２个胸节、５个

腰节、５个骶节和１个尾节。脊神经与

脊髓节段相对应，左右成为一对，共３

１对。

（八）感觉器

感觉器是感受器及其辅助装置的总称，

是人类认识世界的第一环节，把感受到

的刺激，转变为神经冲动，沿着一定的

传导途径至脑，产生相应的感觉。

视觉器官；听觉器官；本体感受器

三、人体各大系统的功能及与运动的关

系

（一）运动系统的功能及与运动的关系

１．骨和骨连接的功能特点

运动系统由骨、骨连接和骨骼肌三种器

官组成。骨以不同形式连结在一起，构

成骨骼，形成了人体的基本形态，并为

肌肉提供附着。在神经支配下，肌肉收

缩，牵拉其所附着的骨，以可动的骨连

接为枢纽，产生杠杆运动。运动系统主

要的功能是运动。简单的移位和高级活

动如语言、书写等，都是由骨、骨连接

和骨骼肌实现的。运动系统的第二个功

能是支持。构成人体基本形态，头、颈、

胸、腹、四肢，维持体姿。运动系统的

第三个功能是保护。由骨、骨连接和骨

骼肌形成了多个体腔，颅腔、胸腔、腹

腔和盆腔，保护脏器。

２．大关节运动中的主要肌群

关节在人体运动中发挥着重大作用。关

节活动幅度是评定柔韧性的重要指标。

运动上肢的主要肌群是背肌和胸肌；运

动肩关节的主要肌群是背肌、胸肌和肩

肌；运动肘关节的主要肌群是上臂肌和

前臂肌；运动腕关节的主要肌群是前臂

肌；运动髋关节的主要肌群是下肢带

肌；运动膝关节的主要肌群是周围的屈

肌、伸肌、旋内肌和旋外肌；运动踝关

节的主要肌群是小腿后屈肌和小腿前

伸肌。

３．肌肉的协调工作

原动肌是主动收缩直接完成动作的肌

肉或肌群。与原动肌作用相反的肌群叫

做对抗肌。还有一些起到协调作用的固

定肌和中和肌。身体所有的生活动作和

体育运动都是由这四种肌肉协调配合

来完成的。

（二）消化系统的功能及与运动的关系

运动对消化系统的整体机能有提高作

用。加强胃肠蠕动，促进肠道内消化废

物和毒素的排出。能预防和改善胃食道

反流症，促进排便，改善便秘。长期运

动锻炼能使固定肝、胃、脾、肠等内脏

器官的韧带得到加强，能有效地防治胃

肠下垂病症。胃肠蠕动的加强又能积极

地消耗胃肠外壁的脂肪组织，缩小腹

型、降低腹腔内的压力，解除腹内压力

对肝、肾、脾等重要脏器的不良作用。

经常规律的运动锻炼能促进消化液分

泌和脂肪代谢，增强消化道对食物的消

化吸收能力。肝脏的脂肪代谢在运动锻

炼的作用下变得活跃，因此，脂肪肝可

以在运动锻炼的作用下得到有效的防

治，目前，脂肪肝防治的方法中运动锻

炼已是被公认的切实有效的方法之一。

但是长时间的剧烈运动就会引起过度

疲劳而对消化系统产生不良的影响，会

导致一些胃黏膜缺血、降低胃黏膜的防

御能力、减少胃液分泌、削弱消化和吸

收等。

（三）心血管系统的功能及与运动的关

系

长期的有规律体育运动可引起心脏结

构域功能的适应性变化，形成运动性心

脏的特点。运动性心脏主要的特点是心

室容积腔明显增大，而且心室壁增厚，

这样就使每搏输出量增大和心肌收缩

力增强。合理的体育锻炼对血管的内皮

细胞和平滑肌的形态结构产生良性作

用，有利于维持血管的弹性，促进微循

环的功能，维持适当的血压，保证重要

器官的血液供应，并能预防和减缓高血

压的发生。

（四）呼吸系统的功能及与运动的关系

呼吸系统的生理指标在长期有规律的

运动锻炼下会有所提高，特别是青少

年，效果会更加显著。在一些运动中要

防止特定的呼吸动作所产生的不利影

响。过高的胸内压就会引发上下腔静脉

的血液回流，可能会造成心输出量不

足，从而发生脑部暂时性缺血导致晕

厥。

（五）泌尿系统的功能及与运动的关系

泌尿系统由肾、输尿管、膀胱、尿道组

成。主要功能是排出体内在代谢过程中

的残渣和多余的物质，以及维持机体内

环境的酸碱平衡，但在运动中，肾脏一

般会处于缺血状态从而导致少尿，这个

时候，代谢的终产物的排泄主要靠汗液

的分泌。剧烈运动可能会导致肾脏受

损，会出现蛋白尿甚至血尿等现象。

（六）神经系统的功能及与运动的关系

神经系统由中枢和周围神经系统组成，

中枢位于脑和脊髓。功能是对机体进行

调节和指挥，并且直接控制人体的运

动。运动单位是任何一种动作的基本功

能单位，而运动单位就是由一条运动神

经纤维的所有分支及其所支配的肌纤

维所组成的，也就是说肌肉只有接受神

经的直接支配才能产生运动。

脑干具有传导、反射的低级中枢、网状

结构功能；

小脑具有协调躯体运动、调节肌紧张、

维持平衡的功能；

脊髓具有传导、反射的功能。脊髓内最

简单的反射弧只有两个神经元，如膝反

射。

（七）感受器与运动的关系

本体感受器又称运动感觉，其特点是它

可以相对独立于视觉和听觉而起作用，

比如说人即使闭上眼睛都能感受到自

身身体各个部位的位置及状态，篮球运

动员即使不需要依靠视觉也可以进行

运球。本体感受器具有可训性，有效的

重复训练可以提高本体感受的灵敏度，

本体感受器在把它所接受到的刺激以

神经冲动的形式传输到中枢神经引起

本体感觉的同时，还把肌肉关节处的活

动信息及时反馈给中枢，来调整和矫正

中枢神经对外界的控制，使运动完成得

更为准确。

本体感受器主要包括肌梭、腱梭，具有

感受肌肉牵张、收缩和关节伸展的功

能。

第二节运动生理学

一、骨骼肌收缩的生理学原理

（一）肌肉的细微结构与收缩原理

１．肌肉的细微结构

（１）肌原纤维

骨骼肌由束状排列的肌细胞组成，又称

肌纤维。一条肌纤维由许多肌原纤维组

成。肌原纤维是由可调节的粗肌丝和细

肌丝组成。在显微镜下每条肌原纤维全

长都呈现有规则的明暗交替，分别称为

明带（Ｉ带）和暗带（Ａ带）。在肌原

纤维上，暗带长度比较固定，其中间有

一个比较透明的区域为Ｈ区，Ｈ区中间

有一横向暗线称Ｍ线，明带长度可变，

其中央有一条横向的暗线称Ｚ线。

（２）肌管系统

注：钙离子在肌肉收缩过程中起重要作

用。

２．肌肉的收缩原理

在完整的机体内，肌肉的收缩活动都是

在中枢神经系统的控制下完成的，其收

缩过程至少包括：兴奋在神经—肌肉接

点的传递、肌肉兴奋—收缩偶联和肌肉

的收缩与舒张三个环节。

（１）兴奋在神经—肌肉接点的传递

运动神经纤维在到达所支配的骨骼肌

时发出分支，形成末端膨大的神经末

梢。神经末梢与肌纤维接触前先失去髓

鞘，再以裸露末梢嵌入肌膜上被称为终

板膜的凹陷中，形成神经—肌肉接点。

神经—肌肉接点类似于突触，其结构包

括突触前膜、突触后膜和突触间隙三个

部分。

兴奋在神经—肌肉接点的传递是通过

化学递质乙酰胆碱和终板膜电位变化

来实现的，它包括突触前和突触后两个

过程。

突触前过程指乙酰胆碱的合成、贮存和

释放。突触后过程为乙酰胆碱进入突触

间隙经扩散到达突触后膜时，立即与突

触后膜的乙酰胆碱受体结合，引起突触

后膜对的Ｎａ＋和Ｋ＋等离子的通透

性改变，突触后膜被极化，形成终板电

位。终板电位属局部反应电位，他通过

局部电流作用，使临近肌细胞膜去极化

而产生动作电位，实现了兴奋由神经传

递给肌肉。

兴奋在神经肌肉接点的传递有如下特

点：

①化学传递。神经和肌肉之间的兴奋传

递是通过化学递质乙酰胆碱进行的；

②兴奋传递节律是１对１的。即每一次

神经纤维兴奋都可引起一次肌肉细胞

兴奋；

③单向传递。兴奋只能由神经末梢传向

肌肉，而不能相反；

④时间延搁。兴奋地传递要经历递质的

释放、扩散和作用等多个环节，因而传

递速度缓慢；