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1、运动生理学经典课件第1页，共59页，编辑于2022年，星期三绪 论n体育专业所学的运动生理学是在人体生理学的基础上发展起来的一门应用性学科，它和运动解剖学、体育保健学等共同构建了体育专业教学中的有关人体科学的理论体系，是体育专业教学中的一门主干课程。第2页，共59页，编辑于2022年，星期三一、课程介绍n运动生理学运动生理学是体育教育专业的主干是体育教育专业的主干专业基础课程之一，本课程两学期学完，专业基础课程之一，本课程两学期学完，每周二节，实验教学每周二节，实验教学12学时。学时。n运动生理学运动生理学教学安排：第一学期主教学安排：第一学期主要学习基础生理（人体生理）要学习基础生理（人体生
2、理），第二学，第二学期主要学习应用生理（运动生理）。期主要学习应用生理（运动生理）。第3页，共59页，编辑于2022年，星期三自然科学生物科学生理学人体生理学运动生理学第4页，共59页，编辑于2022年，星期三人体解剖：用特殊的刀或剪子将人体分割或切开的意思。人体解剖学人体解剖学：对解剖后的人体外部形状和内部构成及各器官之间的搭配排列进行研究的学问。形态：人体外部形状。结构：内部构成及各器官之间的搭配排列。第5页，共59页，编辑于2022年，星期三生理：生命现象发生的原因和道理。生命：生物体具有活动的能力原理：带有普遍意义的道理。人体机能：人体各器官、系统所表现出来的生命活动现象（肌肉工作、呼
3、吸、消化、排泄等）。第6页，共59页，编辑于2022年，星期三人体生理学：是研究人体机能活动规律的人体生理学：是研究人体机能活动规律的一门科学。一门科学。n运动生理学：是研究在体育活动的影响下运动生理学：是研究在体育活动的影响下人体的机能活动变化规律的科学。人体的机能活动变化规律的科学。我们的教材就是人体生理学和运动生理学的合订本。其既有基础理论，又有应用理论。第7页，共59页，编辑于2022年，星期三 二、运动生理学的主要研究方法二、运动生理学的主要研究方法 以实验方法为主导以实验方法为主导(包括动物实验和人体实验包括动物实验和人体实验)也可采用一般学科的研究方法：如观察法、分析法、也可采用
4、一般学科的研究方法：如观察法、分析法、调查法等调查法等 现代高科技手段：如核磁共振、计算机断层扫描、现代高科技手段：如核磁共振、计算机断层扫描、彩色多谱勒、遥测技术等彩色多谱勒、遥测技术等一般说来，运动生理学的研究是从人体整体，器官和系统，细胞和分子三个不同的水平进行的。第8页，共59页，编辑于2022年，星期三整体水平研究n 在整体水平上研究人体在一定的环境条件下运动时，人体各系统、器官之间的相互关系，以及人体各系统、器官对运动的反应和适应过程。如：研究人体运动时肌肉工作能力、心血管系统的机能、呼吸系统的机能、内分泌机能物质和能量代谢等的变化，以及它们对运动的适应程度。第9页，共59页，编辑
5、于2022年，星期三器官、系统水平研究n人体运动时整体机能的表现，是建立在各器官、系统机能活动密切协调配合的基础之上。欲探讨人体运动时的机能变化，必须对各器官系统的机能进行研究。n 器官和系统水平的研究，有利于把复杂的整体生命活动化整为零地分别进行研究，从而更加准确、方便地把握机体的生命活动规律 n如：运动时心血管系统的机能会发生较大的变化，表现为心率、血压、心输出量升高。对引起这些指标升高的因素和变化特点的研究，就是器官、系统水平研究。第10页，共59页，编辑于2022年，星期三细胞、分子水平研究n 器官是由一些具有特殊功能的细胞群所组成，各器官、系统的生理机能取决于这些具有特殊功能的细胞群
6、，而每个细胞的生理功能又依赖于构成细胞的生物分子。细胞、分子水平的研究主要是研究运动时细胞内各亚微结构的机能，以及生物分子的特殊理化变化过程。有关运动时骨骼肌超微结构变化，收缩蛋白的结构和代谢水平变化，线粒体、生物膜、酶系统等机能的变化，就属于细胞、分子水平的研究。n 细胞和分子水平的研究，有助于揭示生命现象的最本质的基本规律，并对理解其它层次的生理活动过程具有普遍的指导意义。第11页，共59页，编辑于2022年，星期三三、运动生理学的研究对象n研究在体育运动的影响下人体各器官机能的变研究在体育运动的影响下人体各器官机能的变化规律；化规律；n研究体育运动过程中人体机能的调节与适应；研究体育运动
7、过程中人体机能的调节与适应；n研究不同人群体育运动过程中的机能变化特点；研究不同人群体育运动过程中的机能变化特点；n研究不同环境条件下运动时机能变化特点；研究不同环境条件下运动时机能变化特点；n研究体育运动训练和教学的生理学原理。研究体育运动训练和教学的生理学原理。第12页，共59页，编辑于2022年，星期三四、学习运动生理学的意义n 帮助我们更好地理解体育教学和训练的帮助我们更好地理解体育教学和训练的基本原理和基本规律，基本原理和基本规律，（使体育教学和训练增加科（使体育教学和训练增加科学性、减少盲目性；解答学生锻炼中遇到的问题；解释体育锻炼学性、减少盲目性；解答学生锻炼中遇到的问题；解释体
8、育锻炼的基本常识；武装我们的教育素养、提高我们的社会地位）的基本常识；武装我们的教育素养、提高我们的社会地位）。n 帮助我们创造和设计新的教学、训练和帮助我们创造和设计新的教学、训练和健身方法与手段。健身方法与手段。n 帮助我们更好地学习运动生物化学、运帮助我们更好地学习运动生物化学、运动医学及各门技术课等后续课程。动医学及各门技术课等后续课程。第13页，共59页，编辑于2022年，星期三五、运动生理学的学习方法五、运动生理学的学习方法n勤于在实践中观察和思考勤于在实践中观察和思考n培养分析推理，理解记忆的能力培养分析推理，理解记忆的能力n在实践体会中学习，加强生理知识与运动实践和日在实践体会
9、中学习，加强生理知识与运动实践和日常生活的结合。常生活的结合。n提高课堂学习效率（课前看书，便于理解；课提高课堂学习效率（课前看书，便于理解；课后看书便于记忆）。后看书便于记忆）。n课后多做习题，整理笔记课后多做习题，整理笔记（内容含量大，当堂课难以消（内容含量大，当堂课难以消化；学科发展较快，新信息要介绍，书中高度概括的理论要展开）化；学科发展较快，新信息要介绍，书中高度概括的理论要展开）。第14页，共59页，编辑于2022年，星期三六、生命活动的基本特征六、生命活动的基本特征n 新陈代谢n 兴奋性n 适应性n 生殖第15页，共59页，编辑于2022年，星期三新陈代谢新陈代谢 生物体与周围环
10、境之间不断进行的物质交生物体与周围环境之间不断进行的物质交换和能量转移的过程，称为换和能量转移的过程，称为新陈代谢新陈代谢。其其包括包括合成代谢合成代谢和和分解代谢分解代谢。人体的各种功能都是建立在新陈代谢的基础上的。人体的各种功能的基本单位是细胞。人体的每个细胞都在进行着个体的新陈代谢。人体的细胞都是浸泡在细胞外液之中。这些细胞外液是细胞的直接生活环境。第16页，共59页，编辑于2022年，星期三内环境n内环境内环境：体内细胞生存的环境（即细胞外：体内细胞生存的环境（即细胞外液），称为内环境。液），称为内环境。n稳态稳态：内环境的相：内环境的相 对稳定及其调对稳定及其调 节节过程称过程称为稳
11、态。为稳态。第17页，共59页，编辑于2022年，星期三细胞与内环境间的物质交换形式细胞与内环境间的物质交换形式n单纯扩散n易化扩散n主动转运n出胞和入胞第18页，共59页，编辑于2022年，星期三细胞膜的结构（液态脂质双分子层）第19页，共59页，编辑于2022年，星期三单纯扩散n脂溶性物质由高浓度一侧向低浓度一侧运动的过程（顺浓度梯度的运动）。n人体靠这种单纯扩散形式的物质不多，主要有O2、CO2 等气体分子，其扩散量与浓度梯度成正变。第20页，共59页，编辑于2022年，星期三易化扩散n不溶于脂质的或亲水性物质，在膜蛋白的帮助下，由高浓度一侧向低浓度一侧扩散或转运的过程（顺浓度梯度的运动
12、）。n扩散运输的物质主要有Na+K+ca+葡萄糖、氨基酸等小分子物质。n帮助易化扩散的膜蛋白的转运方式主要有“载体”和“通道”两种。第21页，共59页，编辑于2022年，星期三第22页，共59页，编辑于2022年，星期三第23页，共59页，编辑于2022年，星期三经通道的易化扩散经通道的易化扩散第24页，共59页，编辑于2022年，星期三经载体的易化扩散经载体的易化扩散第25页，共59页，编辑于2022年，星期三主动转运n物质分子在载体蛋白帮助下，由浓度低的一侧向高浓度一侧，并消耗能量的转运过程。钠钾泵：在膜外：与K+亲和力强，与Na+亲和力弱。在膜内：与Na+亲和力强，与K+亲和力弱第26页
13、，共59页，编辑于2022年，星期三返回第27页，共59页，编辑于2022年，星期三通道转运与钠通道转运与钠-钾泵转运模式图钾泵转运模式图第28页，共59页，编辑于2022年，星期三出胞和入胞n一些大分子的物质或物质团块出入细胞时，会有更复杂的膜结构和功能的变化。第29页，共59页，编辑于2022年，星期三出胞第30页，共59页，编辑于2022年，星期三入胞第31页，共59页，编辑于2022年，星期三兴奋性n生物体具有对刺激产生生物电反应的能生物体具有对刺激产生生物电反应的能力或特性，称为兴奋性力或特性，称为兴奋性。刺激：各种能引起细胞、组织或机体发生反应的环刺激：各种能引起细胞、组织或机体发
14、生反应的环 境境变化均统称为刺激。变化均统称为刺激。反应：环境变化时，细胞、组织或机体内部的新陈代谢反应：环境变化时，细胞、组织或机体内部的新陈代谢及外部的表现所发生的各种变化，称为反应。及外部的表现所发生的各种变化，称为反应。生物体受到刺激时，作出适宜的反应，是为了更好地适应环境。所以，兴奋性是生物体能够生存的基本特征。第32页，共59页，编辑于2022年，星期三刺激引起兴奋的条件n1.刺激必须具有足够的强度刺激必须具有足够的强度n2.刺激必须持续一定的时间刺激必须持续一定的时间n3.刺激必须具有一定的强度刺激必须具有一定的强度-时间变化速率时间变化速率第33页，共59页，编辑于2022年，
15、星期三可兴奋细胞的强度可兴奋细胞的强度-时间曲线时间曲线基强度基强度时值时值强强度度时间时间阈强度阈强度阈强度是指在时间一定时，能引起组织兴奋的最小刺激强度。第34页，共59页，编辑于2022年，星期三组织兴奋性的评价n1.阈强度阈强度：阈强度越低，表明组织兴奋性越高，：阈强度越低，表明组织兴奋性越高，反之，越低。反之，越低。n 基强度基强度：刺激引起组织兴奋所需最起码的强度。：刺激引起组织兴奋所需最起码的强度。n2.时值时值：用：用2倍基强度刺激刺激组织，刚能引起组倍基强度刺激刺激组织，刚能引起组织兴奋所需的最短作用时间。时值越小，表明组织兴奋所需的最短作用时间。时值越小，表明组织兴奋性越高
16、。织兴奋性越高。第35页，共59页，编辑于2022年，星期三组织发生兴奋后兴奋性的变化规律组织发生兴奋后兴奋性的变化规律n绝对不应期：紧接在兴奋之后，其兴奋性降低为零。即无论多强的刺激，均不能引起反应。n相对不应期：兴奋性逐渐恢复，此时须用高于正常阈值的刺激才能引起反应。n超常期：兴奋性继续回升，并超过正常水平，用阈下刺激，就能引起反应。n低常期：兴奋性继续向降低方向发展，出现一个持续时间较长的时期。n最后兴奋性恢复正常。由于绝对不应期的存在，兴奋过程就不会融合，使每次相继的兴奋之间有一个时间间隔。这样兴奋的发生和传导是“脉冲式”的。第36页，共59页，编辑于2022年，星期三生物电示意图+-
17、+-+去极化反极化复极化超极化第37页，共59页，编辑于2022年，星期三生物电产生的机制（离子学说）Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+A-A-A-A-A-A-A-A-A-Cl_Cl_Cl_Cl_Cl_Cl_Cl_Cl_Cl_Cl_Cl_Cl_Cl_A-A-细胞膜内外离子分布的浓度差异细胞膜内外离子分布的浓度差异第38页，共59页，编辑于2022年，星期三静息电位与动作电位n静息电位静息电位：安静时存在于细胞膜内外两侧的：安静时存在于细胞膜内外两侧的电位差，称为静息电位电
18、位差，称为静息电位(又称又称“极化状态极化状态”)。n动作电位动作电位：当细胞受到刺激时，细胞膜内外：当细胞受到刺激时，细胞膜内外产生的电位变化，称动作电位。产生的电位变化，称动作电位。去极化：膜内电位负值除去减小超极化：膜内电位负值增大复极化：膜去极化后，又恢复到安静时的极化状态第39页，共59页，编辑于2022年，星期三生物电产生的机制（生物电产生的机制（离子学说离子学说）n为了保持细胞的兴奋性，维持膜内外钠离子为了保持细胞的兴奋性，维持膜内外钠离子和钾离子的浓度差异，细胞膜上的和钾离子的浓度差异，细胞膜上的钠钠-钾泵钾泵，可，可以把钠离子运出膜外，而把钾离子运回膜内。这种以把钠离子运出膜
19、外，而把钾离子运回膜内。这种转运过程是逆浓度差进行的，需要消耗能量。转运过程是逆浓度差进行的，需要消耗能量。第40页，共59页，编辑于2022年，星期三生物电产生的机制（离子学说）Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+A-A-A-A-A-A-A-A-A-Cl_Cl_Cl_Cl_Cl_Cl_Cl_Cl_Cl_Cl_Cl_Cl_Cl_A-A-静息电位的产生机制静息电位的产生机制第41页，共59页，编辑于2022年，星期三+-+-+-细胞膜内外的细胞膜内外的K离子离子浓度梯度浓度梯
20、度成为成为K外流的外流的动力动力，使，使K离子外流。离子外流。随着随着K外流，细胞膜内外流，细胞膜内外形成了一个外形成了一个电位梯度电位梯度成为成为K外流的外流的阻力阻力。第42页，共59页，编辑于2022年，星期三第43页，共59页，编辑于2022年，星期三生物电产生的机制（离子学说）Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+A-A-A-A-A-A-A-A-A-Cl_Cl_Cl_Cl_Cl_Cl_Cl_Cl_Cl_Cl_Cl_Cl_Cl_A-A-动作电位的产生机制动作电位的产生
21、机制K+Na+Na+Na+Na+第44页，共59页，编辑于2022年，星期三_+_+_第45页，共59页，编辑于2022年，星期三全或无现象n 可兴奋细胞受刺激时，只要刺激强度达到阈值，则可引起一个具有一定幅度的动作电位，且动作电位的幅度不随刺激强度的增大而增大，也不因传播距离的延长而衰减。但若刺激强度达不到阈值，则不能引起动作电位。这是由于Na+平衡电位的缘故。细胞内外的Na+浓度差决定了动作电位波形的大小。此特性告诉我们，每个细胞传导的信息单位都是一样的。机体之所以对信息的识别，在于识别动作电位的数量和频率（其由每个细胞的绝对不应期的长短所决定的）。第46页，共59页，编辑于2022年，星
22、期三动作电位在同一细胞的传导动作电位在同一细胞的传导神经冲动神经冲动的传导（局部电流学说）的传导（局部电流学说）第47页，共59页，编辑于2022年，星期三兴奋在同一细胞上的传导兴奋在同一细胞上的传导（一）传导机制：（一）传导机制：局部电流局部电流第48页，共59页，编辑于2022年，星期三（二）传导方式（二）传导方式：无髓鞘无髓鞘N N纤维的兴奋传导为纤维的兴奋传导为近距离局部电流近距离局部电流有髓鞘有髓鞘N N纤维的兴奋传导为纤维的兴奋传导为跳跃式跳跃式第49页，共59页，编辑于2022年，星期三动作电位在传导过程中的特点：电波长度不变：因传导时，去极化和复极化交替进行。信号不衰减：因电荷
23、的流动会构成新的刺激，使电流强度在整个传导过程中不衰减，亦即“全或无”式的。第50页，共59页，编辑于2022年，星期三适应性适应性n 生物体不仅能感受环境变化，而发生一定的反应。而且还能随所处环境的变化，会不断调整其本身各部分间的相互关系，发生相应的机能变化，使自身和环境间经常保持相对稳定，以利于正常生命活动的进行（如：用进废退）。第51页，共59页，编辑于2022年，星期三n适应性：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
24、境的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。能力。n例如长期居住在高原地区的居民，其血液中的红细胞数量远远例如长期居住在高原地区的居民，其血液中的红细胞数量远远超过平原地区的居民。超过平原地区的居民。n运动员经过长期的力量训练可使肌肉的力量和体积增加；长期经过耐运动员经过长期的力量训练可使肌肉的力量和体积增加；长期经过耐力训练可使肌肉耐力、心肺功能得到改善等，这些都是人体对环境变力训练可使肌肉耐力、心肺功能得到改善等，这些都是人体对环境变化产生适应的结果。化产生适应的结果。第52页，共59页，编辑于2022年，星期三生殖生殖n生物体生长发育到一定阶段后，
25、能够产生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，这种功能称为生与自己相似的子代个体，这种功能称为生殖殖。克隆技术的出现，使传统的生殖理论和观念受到挑战。第53页，共59页，编辑于2022年，星期三七、人体生命活动的调节机制1.神经调节2.体液调节3.自身调节第54页，共59页，编辑于2022年，星期三神经调节神经调节n神经调节是人体内最主要的调节机制。其神经调节是人体内最主要的调节机制。其基本调节方式是反射。基本调节方式是反射。n反射反射：是指在中枢神经系统参与下，机体：是指在中枢神经系统参与下，机体对内、外环境刺激产生的应答性反应。对内、外环境刺激产生的应答性反应。n其特点
26、：调节快速而准确其特点：调节快速而准确第55页，共59页，编辑于2022年，星期三膝跳膝跳反射反射第56页，共59页，编辑于2022年，星期三体液调节体液调节n体液调节是通过人体内分泌细胞分泌的各种激素来完成的。n其特点是：作用缓慢、广泛、持久第57页，共59页，编辑于2022年，星期三自身调节自身调节n自身调节：是指当体内外环境变化时，器官、组织、细胞不依赖于神经或体液调节而产生的适应性反应。n特点：调节范围有限、幅度小、不灵敏。第58页，共59页，编辑于2022年，星期三生命活动调节与反馈机制生命活动调节与反馈机制示意图示意图效应器控制器控制器反应反应正反馈负反馈反馈通道第59页，共59页，编辑于2022年，星期三