运动生理学(全集)PPT

《运动生理学》课件骆汉雄河源职业技术学院艺体系2007.8.28绪论课程名称运动生理学授课对象体育教育专业授课学时2授课时间授课教师骆汉雄授课内容绪论教学要求1、掌握生命活动的基本表现形式和人体机能调节方式及特点；掌握新陈代谢、兴奋性、应激性和内环境的概念。2、熟悉刺激与机体机能变化之间的关系。3、了解运动生理学研究的任务、方法以及人体机能调控的方式教学重点生命活动的基本表现形式，人体机能调节方式教学难点人体机能调控教学手段多媒体、投影仪第一节学科简介一、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、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、内环境和稳态（一）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。（二）稳态1、概念：内环境的理化因素，如温度、渗透压、酸碱度、各种离子浓度等经常保持相对稳定状态。2、稳态的含义：（1）细胞外液理化特性总在一定水平上保持相对稳定；（2）这个恒定状态并不是固定不变的，故稳态是一个相对稳定状态。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。作业：1、比较神经调节、体液调节和自身调节的作用、特点及意义。2、试述内环境、稳态及其意义。3、论述生命活动的基本表现形式。4、试述学习运动生理学的意义小结：1、概括生命活动的基本表现形式及其意义；总结生命活动的本质。2、总结不同机能调节方式的作用及意义；举例说明运动过程中人体机能调节的特点及意义。3、举例说明学习运动生理学的意义。第一章骨骼肌课程名称运动生理学授课对象体育教育专业授课学时2授课时间授课教师授课内容第一章骨骼肌教学要求1、掌握肌肉的物理特性和生理特性，肌纤维的生理及代谢特征；2、熟悉熟悉肌肉的收缩过程，引起组织产生兴奋的刺激条件，影响肌肉收缩的主要因素以及骨骼肌纤维的类型与运动的关系；3、了解单收缩和强直收缩的概念及其产生的条件，肌肉收缩的形式及其特点4、掌握静息电位及动作电位的概念及其产生的机理；教学重点1、肌肉的物理特性和生理特性；2、肌纤维的生理、代谢特征以及影响肌肉收缩的主要因素；3、骨骼肌纤维的类型与运动的关系。教学难点肌纤维的兴奋收缩耦联教学手段多媒体，投影仪第一节骨骼肌收缩的机理一、肌纤维的微细结构（复习）（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2、步骤：（1）动作电位通过小管系统传到肌细胞内部；（2）三联管处的信息传递。终池把大量的Ca2+释放到细胞质中，Ca2+与细丝中的肌钙蛋白结合，最终导致肌丝滑行。（3）肌质网对Ca2+再回收肌质网膜上有钙泵，当肌浆中Ca2+浓度升高时，钙泵将肌浆中的Ca2+逆浓度差回收到肌浆网中。肌浆中Ca2+浓度降低，Ca2+与肌钙蛋白分离，粗细丝分离，最终引起肌肉舒张。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