体育硕士联考-运动生理学.pdf

运动生理学主讲人：张银辉 绪 论第一节 学科简介一、生理学 1、生理学：研究生物体基本功能及活动规律的科学 2、人体生理学：研究人体基本功能及活动规律的科学 3、运动生理学：研究在体育活动影响下人体功能变化及活 动规律的科学 二、运动生理学的任务 1、在认识人体生命活动规律的基础上，揭示运动对人体机 能影响及机理，阐明运动训练、体育教学和运动健身过程 中的生理学原理；2、指导不同年龄、性别和训练程度的人群进行科学训练和 锻炼 三、运动生理学的研究方法 （一）研究水平 1、整体水平：是从整体角度研究运动对人体的影 响例如，在剧烈运动时，人体机能都发生了哪些 变化，各系统机能之间是如何协调的等 2、器官、系统水平 主要研究运动对某些器官或 系统的影响例如，研究运动时的心率和血压变化 等 3、细胞、分子水平 主要研究运动对细胞内各亚 微结构及生物分子的影响有关运动与线粒体、生 物膜、收缩蛋白、血红蛋白、DNA、RNA 等 （二）研究方法 1、实验的分类：根据实验对象的不同可将实验分为人体实验 和动物实验；根据实验的进程可将实验分为急性实验和慢 性实验；根据实验观察的水平可将实验分为整体、器官、 细胞、分子水平等；根据实验的场所又可分为运动现场实 验和实验室实验等。

2、动物实验：常将动物实验分为急性实验和慢性实验 3、人体实验：常用的人体试验有运动现场实验和实验室实验 第二节 生命活动的基本表现 一、新陈代谢 （一）概念：生物体不断地与周围环境进行物质和能量交 换的过程 （二）类型：1、分解代谢；2、合成代谢 （三）意义：物质代谢和能量代谢是新陈代谢过程中的两 个方面，新陈代谢是生物体存在的最基本特征 二、应激性 （一）概念：机体或一切活组织对环境条件变化发生反应的 能力或特性 （二）刺激：能引起可兴奋组织产生反应的环境变化 （三）反应：指组织接受刺激后所发生的变化过程，一般分 为兴奋过程和抑制过程 三、兴奋性 （一）兴奋：可兴奋组织接受刺激后产生的可传播的、伴有 电活动变化的反应过程 （二）概念：可兴奋组织接受刺激后产生兴奋的能力和特性 （三）可兴奋组织：接受刺激后能产生动作电位的组织如 神经、肌肉、腺体等 （四）应激性与兴奋性的异同：1、相同点，即二者都包含者刺激与反应的关系；2、不同点，（1）组织的范畴不同应激性组织包括所有组织；而兴 奋性组织仅指可兴奋组织2）反应的形式不同兴奋活动必然要产生电活动；而 应激活动可以不产生电活动，也可以产生包括细胞的 电变化。

因此，具有兴奋性的组织必然具有应激性， 而具有应激性的组织不一定具有兴奋性 （四）应激性与兴奋性的异同：1、相同点，即二者都包含者刺激与反应的关系；2、不同点，（1）组织的范畴不同应激性组织包括所有组织；而兴 奋性组织仅指可兴奋组织2）反应的形式不同兴奋活动必然要产生电活动；而 应激活动可以不产生电活动，也可以产生包括细胞的 电变化因此，具有兴奋性的组织必然具有应激性， 而具有应激性的组织不一定具有兴奋性 四、适应性 在环境的影响下，生物体逐渐形成的 一种与之相适应的、适合自身生存的反 应模式生物体所具有的这种与适应环 境的能力称为适应性 五、生殖 生物体生长发育到一定阶段后，能够 产生与自己相似的子代个体，这种功能 称为生殖 第三节 人体与环境 一、外环境 1、自然环境变化将对人体产生刺激，引起人体产生应激性 或适应性变化 2、社会环境的影响包括社会因素和心理因素它通过神经 系统特别是大脑皮层，通过心理过程起反应 二、内环境由细胞外液组成的细胞生存环境称为内环境，即细胞外液 的总称第四节 人体生理机能的调节 通常将调节方式分为神经调节、体液调节和自身调节三 种 一、神经调节 （一）概念：通过神经系统的活动对机体功能进行的调节 。

它在整个调节中起主要作用 （二）特点：迅速、准确 （三）方式：反射反射是指在中枢神经系统的参与下， 机体对刺激产生的规律性反应 （四）结构基础：反射弧包括感受器、传入神经、中枢 、传出神经和效应器五个环节 二、体液调节 （一）概念：通过体液中化学物质的作用对机体 功能进行的调节方式 （二）特点：缓慢、持久和广泛 （三）方式：内分泌调解，局部体液调解 （四）与神经调节的关系：体液调节是神经调节 的一个环节，相当于神经调节的效应器，故称 为神经—体液调节 三、自身调节 （一）概念：指组织细胞自身对刺激产生适应性反 应的过程； （二）特点：调节幅度小，灵敏度低 四、生理机能的整体调控 （一）非自动控制系统：指单一的反射过程它的 特点是，调控信息只能通过反射弧从感受器传到 效应器，而效应器的信息不能反作用于中枢 （二）反馈式控制系统：由效应器上的感受装置返 回的信息作用于中枢，使中枢调整其发出指令的 现象就是反馈 第一章 骨骼肌第一节 骨骼肌收缩的机理一、肌纤维的微细结构（一）肌原纤维 每条肌原纤维全长都呈现有规则的明暗交替横纹，因此骨骼肌 也称为横纹肌 肌原纤维由粗、细两种肌丝按一定规律排 列而成。

两 Z 线之间构成肌小节，是肌肉收缩与舒张的基 本功能单位 （二）肌管系统 肌管系统是指包绕在每一条肌原纤维周围的管状结构，它由横 管系统和纵管系统组成（三）、肌丝的分子组成 1、粗肌丝：由肌球蛋白组成 2、细肌丝：由肌动蛋白、原肌球蛋白和肌钙蛋白组成 二、肌肉的收缩过程 （一）肌丝滑行学说 由 Z 线发出的细肌丝在某种力量的作用下向 A带中央滑动 ，结果相邻的各 Z 线互相靠近，肌小节的长度变短， 从而导致肌原纤维以至整条肌纤维和整块肌肉缩短 （二）肌纤维的兴奋—收缩耦联 1、概念：肌细胞膜产生动作电位过程与引起肌丝滑行过程 之间的中介过程称为 第二节 细胞的生物电现象一、静息电位 （一）概念：安静时存在于细胞膜内外的电位差 （二）特点：是膜外为正，膜内为负 （三）产生的机理 1、“离子学说”：①细胞内外各种离子分布是不均匀的；②细胞膜对各种离子的通透具有选择性 2、产生的机理：K+外移，故又称为 K+ 平衡电位 二、动作电位 （一）概念：可兴奋细胞受刺激时在静息电位的基础上产生的可传播的电位变化过程 （二）波形：1、膜内电位由-90mV 上升到 0mV 的过程称为去极化，即膜电位的消失过程 2、膜内电位由 0mV 上升到+30mV 的过程称为反极化， 3、膜内电位由+30mV 又恢复到静息电位的过程称为复极化。

（三）特点：（1）“全或无”现象；（2）不衰减性传导；（3）脉冲式；（4）内正外负 （四）产生机理：Na+顺电化学梯度内流，故又称为 Na +的平衡电位 （五）意义：兴奋的指标 三、动作电位的传导 （一）传导：动作电位在同一细胞上的传播 （二）传递：在两个细胞之间的传播 （三）形式：局部电流 （四）神经冲动：沿神经纤维传导的动作电位四、细胞间的兴奋传递 （一）神经肌肉接头的结构 神经肌肉接头处由接头前膜、接头后膜和接头间隙三部分组成二）神经肌肉接头的兴奋传递 1、过程：轴突末稍去极化→Ca2+进入突触小体→突触小泡与突触前膜融 合、破裂、释放经递质→神经递质与受体结合→引起突触后膜对 K+Na+通透性提→突触后膜去极化、产突触后电位→引发细胞膜产生 动作电位 2、特点：（1）单向传递；（2）时间延搁；（3）易受环境变化的影响 ；（4）1 对1 传递3、模式：电-化学-电的传递 第三节 骨骼肌的特性一、肌肉的物理特性 1、伸展性：肌肉在外力的作用下可被拉长的特性叫伸展性 2、弹性：当拉长肌肉的外力取消后，肌肉又能恢复原状的 特性叫弹性 3、粘滞性：肌肉被拉长或撤消力后回弹的难易程度。

肌肉 是一个粘弹性体 二、肌肉的生理特性 （一）生理特性： 1、兴奋性：骨骼肌受到刺激后能产生兴奋的特性 2、收缩性：肌肉兴奋后能够产生缩短反应的特性 （二）引起兴奋的刺激条件1、刺激强度 （1）阈强度（又叫阈值）：引起组织产生兴奋的最小刺激强度 （2）阈刺激：引起组织产生兴奋的最小强度的刺激 （3）阈上刺激；阈下刺激 2、刺激时间 要使组织兴奋，刺激必须持续足够的时间 3、刺激强度变化率 三、单收缩和强直收缩 （一）单收缩 1、概念：肌肉接受单一刺激产生一次收缩 2、单收缩曲线：肌肉收缩分为三个时期，即潜伏期、收缩期和舒张期 （二）强直收缩 1、概念：给予肌肉一系列彼此间隔很短刺激而发生持续性的缩短状态 2、类型：（1）不完全强直收缩；（2）完全强直收缩 第四节 肌肉收缩的形式和影响因素一、肌肉收缩的形式 （一）缩短收缩 1、概念：肌肉收缩所产生的张力大于外加阻力时，肌肉缩短的一种收 缩形式 缩短收缩时肌肉起止点靠近，又称向心收缩 2、特点：肌肉做正功 3、类型： （1）非等动收缩（又称等张收缩），在整个收缩过程中负荷是恒定的 ，由于关节角度的变化，引起肌肉收缩力与负荷不相等，收缩速度 也变化。

（2）等动收缩是通过专门的等动练习器来实现的在整个关节范围内 肌肉产生的张力始终与负荷相同，肌肉能以恒定速度进行收缩 （二）拉长收缩 1、概念：肌肉收缩力小于外力时，肌肉被拉长的 收缩形式，又称离心收缩 2、特点：肌肉做负功三）等长收缩 1、概念：当肌肉收缩力等于或小于外力时，肌肉 收缩长度不变的收缩形式 2、特点：作功为零 二、影响肌肉收缩的主要因素 （一）前负荷 1、概念：肌肉收缩前加在肌肉上的负荷，它使肌肉在收缩前处于一定的 拉长状态2、前负荷与肌肉张力的关系：在一定范围内，前负荷越大，肌肉收缩的 初长度越长， 肌肉收缩时产生的张力越大 3、最适初长度：引起肌肉产生最大收缩力的初长度 （二）后负荷 1、概念：肌肉开始收缩时所拉动的负荷或克服的阻力 2、后负荷与肌肉张力的关系：在一定范围内，后负荷越大，肌肉收缩时 产生的张力越大，但肌肉开始收缩的速度减小 （三）肌肉收缩能力 肌肉收缩能力是指肌肉本身的收缩能力（内因） 三、肌肉的做功、功率和机械效率 （一）肌肉的做功：包括外功和内功人体运动时既 作外功有作内功但通常所讲的肌肉作功，主要是 指肌肉作的外功，即机械功。

（二）肌肉的功率 即：肌肉收缩的爆发力 （三）肌肉的机械效率 肌肉收缩时消耗的能量被转变为功和热人的机械效 率一般为 25%～30% 第五节 骨骼肌纤维的类型与运动一、骨骼肌纤维的分类 1、按照肌纤维的颜色：红肌、白肌 2、按肌肉收缩速度：慢肌（ST）、快肌（FT） 3、依据肌原纤维 ATP 酶组织化学染色法：Ⅰ型、Ⅱ型（Ⅱa、Ⅱb、Ⅱc三种亚型） 4、根据肌肉的收缩速度及代谢特征：慢、氧化型，快 、糖酵解型，快、氧化、糖酵解型 二、肌纤维类型的形态学、生理学和代谢特征 （一）形态学特征 肌纤维类型的形态学特征形态学特征Ⅰ型（慢肌）Ⅱ型（快肌）肌纤维的直径 肌纤维数量 肌浆网（内质网） α-运动神经元 神经肌肉接点 终板面积 毛细血管网 血液供给 神经支配比 细 少 不发达 小 后膜无皱折 小 较丰富 多 少粗 多 发达 大 后膜有皱折 大 不太丰富 少 多（二）生理学特征 1、收缩速度：肌肉中如果快肌纤维的百分比较高，肌肉的收 缩速度较快 2、肌肉力量：快肌运动单位的收缩力量明显大于慢肌运动单 位 3、抗疲劳性：慢肌纤维抗疲劳的能力比快肌纤维强得多。

（三）代谢特征 慢肌纤维中的线粒体多而大，有氧代谢酶活性高，因 而有氧代谢能力强，快肌中的无氧代谢酶活性高，因而快 肌纤维的无氧代谢能力较慢肌纤维高 （四）运动单位募集 1、运动单位：一个α运动神经原和受其支配的肌纤维所组成。