绪论
2020-03-02 21:01:17 来源：范文大全收藏下载本文
绪
论
教学任务
1.通过教学，使学生对运动生理学建立基本概念，明确运动生理学的研究对象和研究的基本方法。
2.从生理学角度介绍生命的基本特征，掌握稳态、兴奋性、反应和适应等基本概念及生理功能的稳态调节三种方式和反馈调节。 3.熟知运动反应和训练适应的特性。 4.了解运动生理的发展概况。
教学重点
运动生理学、稳态、兴奋性、反应和适应的概念； 生理功能的稳态调节三种方式。
教学难点
兴奋性、反应和适应的概念；生理功能的稳态调节三种方式。
教学方法与手段
结合多媒体课件进行课堂讲授
教 学 内 容
学时分配：2 学时
一、运动生理学的研究对象、任务和方法
（一）运动生理学的研究对象和任务
1、概念：
生理学是一门研究生物体生命活动规律的科学。生理学的研究对象是活体，是一门实验性的科学，一切生理学的理论均来自实验。
人体生理学是生理学的一个分支，是研究正常人体生理活动规律的科学。
运动生理学是人体生理学中一个学科分支，是学习和研究人在体育运动过程中，或在长期系统的体育锻炼影响下，人体生理活动发展变化的规律，并应用它去指导人们合理地从事锻炼和科学地进行体育教学或运动训练。
2、运动生理学的任务是：
（1）揭示体育运动对人体机能影响的规律及机理。
研究人体的运动能力：力量、速度等运动素质的生理学基础，运动中的能量供应等。 （2）阐明运动训练、体育教学和运动健身过程中的生理学原理。
研究运动状态下人体的机能变化（运动时的心血管机能变化等）；研究人体对运动的反应和适应（运动性心脏增大、运动性心动过缓等）
（3）指导不同年龄、性别和训练程度的人群进行科学的运动锻炼，以达到提高竞技运动水平、增强全民体质、延缓衰老、提高工作效率和生活质量的目的。
3、研究目的：
揭示运动对人体机能影响的规律和机理，阐明运动训练、体育教学、运动健身过程中的生理学原理，指导不同群体人群的科学运动锻炼，提高竞技水平，增强全民体质，延缓衰老、提高工作和生活质量。
（二）运动生理学研究的基本方法：
1、研究水平
（1）整体水平研究：在整体水平上研究人体在一定的环境条件下运动时，人体各器官、系统之间的相互关系，以及人体各器官、系统对运动的适应过程。
（2）器官、系统水平研究：离体组织、器官实验法。
（3） 细胞、分子水平研究：离体细胞、分子实验法。
要阐明某一生理功能的机制，一般需要对细胞和分子、器官和系统，以及整体三个水平的研究结果进行分析和综合，得出比较全面的结论。
2、研究方法 (1)人体实验和测定法
①运动现场测试和监控法：如心率遥测系统。
②实验室测试法：如跑台、自行车功量计以及各种训练装置。
③功能测试和评定：对各种生理状态或变化进行测定，了解体育锻炼和运动训练对提高人体各种生理功能的作用。 (2)动物试验法：
一般有慢性实验、急性实验（分为在体与离体两种）两类。
二、稳态——生理学的研究主题
（一）内环境:
指人体内每个细胞所浸浴的液体环境，它由组织液和血浆、淋巴构成。
内环境是体内细胞与外环境进行物质交换的桥梁。为细胞直接提供必要物理和化学条件，而且为细胞生存提供营养物质并接受细胞代谢产生的尾产物。
（二）稳态
1.概念： 内环境的各种物理、化学性质是保持相对稳定的，称为内环境的稳态。 2.含义： ①指细胞外液的理、化因素在一定水平上是恒定的。
②指这个恒定状态并不是固定不变的，是一个动态平衡，在微小波动中保持相对恒定。
③稳态的实现在神经体液机制调节下，通过各器官系统的活动而实现的。 3.意义：
维持细胞、器官、系统乃至整体的正常功能及生命活动的必要条件。若破坏内环境稳定，机体将发生疾病。例如肺的呼吸活动可补充细胞代谢消耗的O2，排出代谢产生的CO2，维持细胞外液O2和CO2分压的稳态；胃肠道的消化、吸收可补充细胞代谢所消耗的各种营养物质，肾的排泄功能将各种代谢产物排出体外，从而使细胞外液中各种营养物质和代谢产物的浓度维持相对稳定。
总之，内环境的稳态是细胞、器官维持正常生存和活动的必要条件；反之，各种细胞器官的活动又能维持内环境的稳态。
（三）生理功能的稳态调节
机体对各器官系统功能的调节主要通过：
1、神经调节
由神经系统的活动调节生理功能的调节方式。神经系统活动的基本过程是反射，反射活动的结构基础称为反射弧。反射弧由五个基本成分组成：感受器、传入神经纤维、神经中枢、传出神经纤维和效应器。
调节特点：快速、短暂、精确。
2、体液调节
指某些特殊的化学物质经血液运输调节机体的生理功能的调节方式。这一类化学物质包括激素（内分泌腺和散在分布的内分泌细胞所分泌）、细胞代谢产物（如CO
2、乳酸）以及组织胺、5-羟色胺、腺苷酸等。
调节特点：缓慢、广泛、持久；调节方式：激素
①远分泌：内分泌腺→激素→血液运输→受体→生理效应。
②旁分泌：除激素外，某些组织、细胞产生的一些化学物质，虽不能随血液到身体其他部位起调节作用，但可在局部组织液内扩散，改变邻近组织细胞的活动。
这种调节可看作是局部性体液调节。
③神经分泌：神经细胞分泌的激素释放入血达到的体液调节。
3、自身调节：
指组织和细胞在不依赖于外来的神经或体液调节情况下，自身对刺激发生的适应性反应过程。
调节特点：影响范围小，效应也小，对刺激的敏感性较低。
(四)反馈在实现反应和适应中的作用
在控制系统中，控制部分不断受受控部分的影响，即受控部分不断有反馈信息返回输入给控制部分，并改变它的活动。
控制方式：双向性（正反馈、负反馈）。在正常人体内，大多数情况下反馈信号能减低控制部分的活动，即负反馈；在少数情况下反馈信号能加强控制部分的活动，为正反馈。
反馈控制系统分为比较器、控制部分和受控部分三个主要环节 。
①正反馈：正反馈不是维持系统的平衡或稳态，而是破坏原先的平衡状态。负反馈是维持系统的平衡或稳态。 ②负反馈：
正常机体中有大量的负反馈机制（压力感受性反射，体温调节），正反馈机制很少（排尿反射、分娩、大量失血出现的“恶性循环”）。
（五）前馈调节
前馈控制是指控制部分向受控部分发出指令的同时，又通过另一快捷通路向受控部分发出前馈信息，及时地调控受控部分的活动。 控制特点：
•
①前馈机制可更快地对活动进行控制，使活动更加准确(如某肌肉完成一定动作)。
•
②有些条件反射也可认为是一种前馈控制（如看到食物就唾液分泌）。
如冬泳的人在换上泳装跳入冰水前，人体内的温度还没有降低，但空气低温已刺激皮肤冷感受器，通过中枢神经系统内信息的传递，提前发动了体温调节机制，增加产热，控制散热，以保持体温相对稳定。泳者进入泳场更衣室准备换装时，泳场环境产生的视觉、听觉刺激，就已通过条件反射的方式发动体温调节机制，这些都是前馈控制的表现。
三、兴奋和兴奋性——反应和适应的前提
（一）兴奋和兴奋性
1、反应：有机体对刺激发生反应的特性。 刺激→反应。
2、兴奋性：有机体对刺激发生兴奋的能力。
兴奋：机体某些组织（神经、肌肉或腺体）受到刺激后所产生的特殊的生物电反应（称动作电位）。
生理活动表现：兴奋与抑制。
3、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。
（2）静息电位产生原理：用“离子学说”来解释
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。
通透性：K+ ＞ Cl- ＞ Na+ ＞ A- ③静息时，K+的通透性大，Na+的通透性较小
K+外流→细胞内负外正电位差
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。
4、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。 （2）动作电位的变化过程 ①静息相：-90mv ②去极相：
去极化：-90→0mv
反极化：0→+30mv ③复极相： +30→-90mv （3）用离子流学说来解释动作电位： ①细胞内外各种离子的浓度分布不均匀 ②细胞膜对各种离子通透具有选择性
③膜受刺激， Na+大量内流，膜去极化至反极化 ④ Na+平衡电位，K+快速外流，至静息状态
5、应用：
（1）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。
（2）脑电图、心电图。
（二）刺激引起兴奋的条件
1、刺激：指内、外环境的变化，而且这种变化能够为机体所感知。
刺激是引起组织兴奋的动因。刺激的种类很多，有机械的、温度的、化学的和电的刺激。实验表明，任何刺激要引起组织兴奋必须达到一定的刺激强度、持续一定的作用时间和一定的强度-时间变化率，它们构成了被称为引起组织兴奋的三个刺激条件。这三个条件的值是可变的，并相互影响，如其中一个或二个值发生变化，其余的值也相应改变。
2、强度：
（1）阈强度和阈刺激
在生理实验中常用电刺激研究细胞的兴奋性。严格地讲电刺激不是生理刺激，但其强度和作用时间易精确控制，在一定范围内又可多次重复而不会损伤组织，所以它在生理学实验中被广泛采用。
通常把在一定刺激作用时间和强度—时间变化率下，引起组织兴奋的这个临界刺激强度，称为阈强度或阈值。具有这种临界强度的刺激，称为阈刺激，强度小于阈值的刺激为阈下刺激， 强度大于阈值的刺激为阈上刺激。 （2）刺激强度必须有足够的变化速率
（3）刺激作用时间： 必须有足够的刺激时间。
刺激作用时间不同，阈刺激强度不同。在一定范围内，刺激作用时间短，阈刺激强度大；刺激作用时间长，阈刺激强度小。
（三）组织产生兴奋后兴奋性的变化
组织或细胞接受一次刺激产生兴奋的当时和以后一段时间内，它们的兴奋性将发生一系列有次序变化，然后才恢复正常。组织兴奋性经历四个时期：
1、紧接兴奋之后，出现一个非常短暂的绝对不应期，历时约0.3 ms，兴奋性由原有水平降低到零，无论测试刺激的强度多大，都不能引起第二次兴奋；
2、继而出现历时3ms的相对不应期，表现兴奋性逐渐上升，但仍低于原来水平，需要高于正常阈值的刺激才能引起兴奋；
3、接着为超常期，约12ms，兴奋性高于原来水平，用低于正常阈值的刺激也可引起第二次兴奋；
4、然后出现一个长达70ms的低常期，最后兴奋性恢复到原有水平。
上述兴奋性变化各个时期长短，可因刺激条件不同而改变。组织兴奋后不应期存在，意味着单位时间内只能发生一定频数的兴奋。
（四）兴奋的传导
动作电位的特征之一就是它的可传导性，即细胞膜任何一处兴奋时，它所产生的动作电位可传播到整个细胞。
神经冲动：指身体某一局部的兴奋可通过相应的神经纤维传导到远处，在神经纤维上传导兴奋或动作电位。
即神经冲动是指沿神经纤维传导着的兴奋。
四、反应和适应——运动和训练的影响
（一）反应
指人体在一次运动练习中所出现的暂时性功能变化。
运动时，因压力感受性反射受到抑制，应激刺激引起交感神经系统高度兴奋，使血压、心率↑，而这些信息不能引起明显的神经调节活动，故血压和心率维持在高水平。
（二）适应性：
由长时间地（几周、几月或多年）反复地多次进行同样的练习（即训练）所引致的人体功能和结构形态的持久性变化。
如人到高海拔低氧环境中生活时， 血液中红细胞和血红蛋白均增加，以增强运输氧的能力，使机体在低氧条件下仍能进行正常活动。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。
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化产生适应的结果。生理适应以体内各器官、系统活动的改变为主。
（三）运动反应和适应的稳态和负反馈特征
急性运动或训练所引起的暂时的或持久的生理变化，几乎都趋向于降低或消除由急性运动或训练引起的对稳态的干扰，促进稳态。
五、运动生理学的发展概述
微观水平研究不断深入、宏观水平研究更加发展、研究方法日益创新、应用性研究受到重视、研究领域不断扩大。
（一）运动生理学的历史
运动生理学是20世纪初发展起来的一门年轻的学科。
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》。于1922年获得诺贝尔医学奖 我国生理工作者程瀚章于1924年编写了《运动生理》；
蔡翘教授(中国科学院院士)于1937年出版了他与助手吴襄共同编著的《生理学实验》。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。在高等学校体育系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。
中国生理学会运动生理学专业委员会于2001年成立，是中国运动生理学发展史上的一个
重要里程碑。
（二）当前运动生理学的几个研究热点
1、最大摄氧量的研究
2、对氧债学说的再认识
3、关于个体乳酸阈的研究
4、关于运动性疲劳的研究
5、关于运动对自由基代谢影响的研究
自由基又称为游离基，系指外层轨道上含有一个或一个以上未配对电子的分子、原子、离子或基团。
6、运动对骨骼肌收缩蛋白机构和代谢的影响
7、关于肌纤维类型的研究
8、运动对心脏功能影响的研究
9、运动与控制体重
10、运动与免疫机能 思考（作业）题：
1.运动生理学的研究任务是什么？研究方法有哪些? 2.人体生理机能是如何调节的? 人体生理机能调节的控制是如何实现的? 3.何谓反馈、正反馈、负反馈、前馈？何谓反应和适应？ 4.引起兴奋的刺激条件是什么？ 课后小结：
1、运动生理学基本概念，运动生理学的研究对象和研究的基本方法。
3、稳态、兴奋性等基本概念及生理功能的稳态调节三种方式和反馈调节。
4、引起兴奋的刺激条件。
5、反应和适应等基本概念。
6、运动反应和训练适应的特性。
人人范文网 m.inrrp.com.cn 手机版