体育与健康学科知识与教学能力(初中)讲解.doc

精品文档，仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除第一节 运动解剖学一、人体结构的基本组成（一）细胞与细胞间质人体细胞可分为三部分：细胞膜、细胞质和细胞核。细胞膜主要由蛋白质、脂类和糖类构成，有保护细胞，维持细胞内部的稳定性，控制细胞内外的物质交换的作用。细胞质是细胞新陈代谢的中心，主要由水、蛋白质、核糖核酸、酶、电解质等组成。细胞质中还悬浮有各种细胞器。主要的细胞器有线粒体、内质网、溶酶体、中心体等。细胞核由核膜围成，其内有核仁和染色质。染色质含有核酸和蛋白质。核酸是控制生物遗传的物质。细胞核是细胞的核心结构。除成熟的红细胞外，所有的细胞都有细胞核。细胞间质是指由细胞所产生的并存在于细胞周围的物质，由纤维和基质组成。纤维包括弹性纤维、胶原纤维和网状纤维。基质包含复合性糖类、水分和一些代谢产物等。（二）人体四大基本组织1.上皮组织上皮组织也叫做上皮，它是覆盖在身体表面或体内管腔和囊（如肠、胃、血管、关节囊）的内表面上，由密集的上皮细胞和少量细胞间质构成。结构特点是细胞结合紧密，细胞间质少。通常具有保护、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，结缔组织的细胞间质包括基质、细丝状的纤维和不断循环更新的组织液，具有重要功能意义。其功能是保护、防御、支持、修复和贮存等。细胞散居于细胞间质内，分布无极性。广义的结缔组织,包括液状的血液、松软的固有结缔组织和较坚固的软骨与骨；一般所说的结缔组织仅指固有结缔组织。3.肌肉组织肌肉组织包括骨骼肌、心肌和平滑肌三大部分。它是由细长的纤维状肌细胞组成，故也称作肌纤维。骨骼肌一般通过腱附于骨骼上，但也有例外，如食管上部的肌层及面部表情肌并不附于骨骼上。心肌分布于心脏，构成心房、心室壁上的心肌层，也见于靠近心脏的大血管壁上。平滑肌分布于内脏和血管壁，如消化道。心肌具有收缩和舒张的功能，还具有自律性和传导性。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。肌肉组织具有收缩特性，是躯体和四肢运动，以及体内消化、呼吸、循环和排泄等生理过程的动力来源。骨骼肌具有收缩和舒张的功能。4.神经组织神经组织是人和高等动物的基本组织之一，是神经系统的主要构成成分。神经组织是由神经元（即神经细胞）和神经胶质组成。神经元是神经组织中的主要成分，具有接受刺激和传导兴奋的功能，也是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。一般每个神经元都有一条长而分支少的轴突，几条短而呈树状分支的树突。神经元的突起也叫神经纤维。神经纤维末端的细小分支叫神经末梢，分布到所支配的组织。神经元受刺激后能产生兴奋，并能沿神经纤维传导兴奋。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，形状各异，按骨的形态可分为长骨、短骨、扁骨、不规则骨等。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，短骨一般呈立方形，外面被以薄层密质，内部以松质为主，主要分布在手腕和脚踝，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，骨细胞相当于人的成年期，由骨母细胞转化而来。当新骨基质钙化后，细胞被包埋在其中。此时细胞的合成活动停止，胞浆减少，成为骨细胞。骨细胞能产生新的基质，改变晶体液，使骨组织钙、磷沉积和释放处于稳定状态，以维持血钙平衡。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，包裹除关节面以外的整个骨。骨膜可分为浅、深两层，浅层较厚，由致密结缔组织构成；深层疏松，有丰富的神经和血管分布，对骨的营养、新生和感觉有重要的作用。骨由有机物和无机物构成，分别赋予骨的韧性和硬度。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.骨连接按照连接组织的性质和活动状态，骨连接可分为无腔隙骨连接和有腔隙骨连接。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、关节囊和关节腔关节面：是参与组成关节的各相关骨的接触面。分为关节头和关节窝，关节面上覆盖着关节软骨。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。滑膜能产生滑液，可增加润滑，是关节软骨、半月板等新陈代谢的重要媒介。关节腔：为关节囊滑膜层和关节面共同围成的密闭腔隙，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韧带：由致密结缔组织构成，分为囊内韧带和囊外韧带。可加强关节的稳固性和限制关节的运动。关节唇：关节唇是附于关节窝周缘的纤维软骨环，它加深关节窝，增大关节面，增加了关节的稳固性。滑膜囊：滑膜呈囊状膨出形成滑膜囊，起充填和减少摩擦的作用。（3）骨骼肌骨骼肌收缩，牵拉骨绕关节运动轴转动，或使身体局部与整体保持某种姿势，因而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。其中小肠分化出十二指肠、空肠和回肠。大肠分化出盲肠、结肠和直肠。小肠是消化管中最长、最重要的一段，消化作用和全部消化产物的吸收几乎都是在小肠内进行。消化腺包括肝脏、胰脏和唾液腺，它能分泌消化食物的消化液，消化液中含有消化酶，能够促进营养物质的分解。2.消化和吸收食物的消化包括物理性消化和化学性消化。物理性消化如牙齿的切割、撕碎、咀嚼肌的咀嚼、肠壁肌肉的蠕动等；化学性消化是由消化腺分泌的消化液完成的。消化从口腔开始，口腔中的唾液腺、舌下腺、腮腺分泌的唾液可将食物中的淀粉分解成麦芽糖，形成食糜。胃部肌肉的运动和酸性胃液的分泌使食物进一步分解。小肠是消化和吸收的主要场所。小肠长57米，肝分泌的胆汁、胰腺分泌的胰液等进入小肠，配合小肠的分解运动，将食物充分消化。小肠黏膜的环形褶皱、指状绒毛突起、绒毛上的微绒毛突起等，使得小肠内表面扩大了600倍，大大增大了吸收面积。大肠吸收一部分水和电解质后将食物残渣由肛门排出体外。（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，左右两肺之间，在正中矢状面左侧，在正中矢状面右侧，心脏的上方连着上、下腔静脉，左、右肺静脉，主动脉和肺动脉等大血管，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，左半心上下分为左心房和左心室，同理右半心上下分为右心房和右心室。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。动脉按管径大小可分为大、中、小种，静脉也按管径分为大、中、小种，其管壁分为内、中、外三层。人体中心部位以小动脉和小静脉为主。毛细血管的口径最小，平均微米左右，仅能通过一个红细胞，血管壁也最薄，主要由内皮细胞核基膜构成。毛细血管壁薄，通透性大，管中血流缓慢，有利于血管内血液和血管外组织进行物质交换。（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。淋巴组织与相邻的组织有明显的界限，除了参与淋巴器官的构成外，在人体内广泛分布，如呼吸道、消化道及尿道等部位。（五）呼吸系统是人和其他动物与环境之间进行气体交换的系统。通过呼吸，机体从外界环境摄取氧气，排出所产生的二氧化碳以及其他代谢产物。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。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。呼吸道有骨或软骨做支架，保证气流通畅；其内的鼻毛、鼻腔表面、气管和支气管内表面的纤毛和黏液对灰尘和细菌有阻挡的作用，并能够温暖、湿润、清洁进入肺内的空气。肺是气体交换的场所。肺位于胸腔内，每叶肺由几百万个肺泡组成。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。呼吸的全过程（）高等动物和人体的呼吸过程由个相互衔接并且同时进行的环节来完成，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。（）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。（）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。输尿管有三个狭窄的部位输尿管起始处、跨越小骨盆入口处和斜穿膀胱壁处，常成为结石滞留的场所。（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，也就是神经系统对内外环境刺激作出的反应。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。脑神经对。脊髓位于脊椎管内，有个节段，由上至下具体包含：个颈节、个胸节、个腰节、个骶节和个尾节。脊神经与脊髓节段相对应，左右成为一对，共对。（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。视觉器官眼是人体的视觉器官，有眼球及其附属结构组成，眼球是视器的主要部分，位于眼眶内，近似球形，由视神经连于脑。眼球由眼球壁与遮光装置两部分组成。眼球壁可分为外层纤维膜、中层血管膜、内层视网膜三层。眼球纤维膜为眼球壁外层，由坚韧的致密结缔组织构成，有保持眼球外形和保护内部结构的功能。眼球血管膜营养眼内组织并形成暗箱，有利于视网膜的光色感应。视网膜为眼球感光部位。遮光装置包括角膜、房水、晶状体和玻璃体。晶状体位于虹膜和玻璃体之间，为双凸面的扁形弹性无色透明体。晶状体浑浊成为白内障会影响视力。晶状体的曲度可因视物远近不同而受睫状肌的调节。眼的附属结构包括眼睑、结膜、泪器和眼肌等，它们对眼球起保护、运动和支持作用。听觉器官又称前庭蜗器，即耳。按位置分为外耳、中耳和内耳。外耳包括耳廓、外耳道和鼓膜。鼓膜是椭圆形半透明的纤维组织薄膜，起到传播声音的作用，中耳由鼓室、咽鼓管和乳突小房构成。鼓室有传导和放大声波的作用。内耳位于颞骨内面，分为骨迷路和膜迷路两个部分。迷路系统是由耳蜗、前庭、骨半规管、膜半规管、蜗管、椭圆囊和球囊组成，是感受人体运动状态和头部空间位置的感受器。声波在耳内传导的途径为：外耳道接收的声波振动鼓膜，再经听骨链而传至前庭窗，引起前庭阶的外淋巴波动，使得蜗管内的内淋巴波动和螺旋膜振动，毛细胞的纤毛接触盖膜受到刺激而产生神经冲动，由听觉传导路至大脑皮质听觉中枢，产生听觉。本体感受器本体感受器是负责机体深部感觉的感受装置，多位于骨骼、肌肉、肌腱、关节与韧带等部位的神经末梢。与运动关系较大的本体感受器主要是肌梭和腱梭。肌梭位于骨骼肌内，与骨骼肌纤维纵轴平行排列，它是一种长度感受器，当肌肉受到牵拉而收缩时，肌梭内的感觉神经末梢受刺激而兴奋，将肌肉收缩的感觉传导到中枢，产生对肌肉收缩状态的本体感觉。腱梭是位于肌腱、肌腹与肌腱连接处或肌鞘内的感受器，其结构与肌梭相似，但较其简单，主要感受肌肉张力的变化产生本体感觉。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。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。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的主要功能就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的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。（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。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肌肉的细微结构（）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（带）和暗带（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区，区中间有一横向暗线称线，明带长度可变，其中央有一条横向的暗线称线。（）肌管系统注：钙离子在肌肉收缩过程中起重要作用。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。（）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，引起突触后膜对的和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：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；兴奋传递节律是对的。即每一次神经纤维兴奋都可引起一次肌肉细胞兴奋；单向传递。兴奋只能由神经末梢传向肌肉，而不能相反；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；高敏感性。易受化学和其他环境因素变化的影响，易疲劳。（）肌肉的兴奋收缩偶联肌细胞兴奋过程以膜的电变化为特征，而肌细胞的收缩过程是以肌纤维机械变化为基础，他们有着不同的生理机制，肌肉收缩时必定存在某种终结过程把它们联系起来，这一中介过程称为肌肉的兴奋收缩的偶联。主要有三个步骤：电兴奋通过横管系统传向肌细胞深处、三联管结构处的信息传递、肌浆网中释放入胞浆以及由胞浆向肌浆网的再聚积。（）肌肉的收缩与舒张过程肌丝滑动学说认为在收缩时肌小节的缩短（也就是肌肉的缩短）是细肌丝（肌动蛋白丝）在粗肌丝（肌球蛋白丝）之间主动地相对滑行的结果。肌小节缩短时，粗肌丝、细肌丝的长度都不变，只是细肌丝向粗肌丝中心滑行。由于粗肌丝的长度不变，因之带的宽度不变。由于肌小节中部两侧的细肌丝向带中间滑行，逐渐接近，直到相遇，甚至重叠起来，因此区的宽度变小，直到消失，甚至出现反映细肌丝重叠的新带区。由于粗肌丝、细肌丝相向运动，粗肌丝的两端向线靠近，所以带变窄。当肌肉牵张或被牵张时，粗肌丝、细肌丝之间的重叠减少。从分子水平上分析，肌肉收缩是构成粗肌丝和细肌丝的收缩蛋白（肌球蛋白和肌动蛋白）互相作用的结果，而存在于细肌丝中的调节蛋白（原肌球蛋白和肌动蛋白）则起着控制作用。（二）肌肉的收缩形式与特征单收缩与强直收缩缩短收缩、拉长收缩、等长收缩（）缩短收缩缩短收缩是指肌肉收缩所产生的张力大于外加阻力时，肌肉缩短，并牵引骨杠杆做相向运动的一种收缩形式，又称向心收缩。如进行屈肘时，主动肌就是做缩短收缩。根据在整个关节运动范围内肌肉张力与负荷的关系，缩短收缩又可分为非等动收缩和等动收缩两种。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。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，肌肉能以恒定速度或等同的强度收缩。等动收缩肌肉做正功。（）拉长收缩当肌肉收缩力小于外力时，肌肉虽然在收缩，但却被拉长，这种收缩形式称拉长收缩，又称离心收缩。在人体运动中，拉长收缩起着制动、减速和克服重力等作用，肌肉做负功。还有一种收缩形式叫超等长收缩。例如，跳高练习，肌肉做负功。（）等长收缩当肌肉收缩力等于或小于外力时，肌肉虽在收缩但长度不变，这种收缩形式称等长收缩。等长收缩时，肌肉做内功，对运动环节固定、支持和保持某种身体姿势起重要作用。等长收缩肌肉只做内功，外功。肌肉三种收缩形式的特点比较（三）骨骼肌纤维的类型与运动能力分类两类肌纤维的形态功能特征与生理学特征肌纤维类型的形态学特征肌纤维类型的生理学特征肌纤维类型的代谢特征不同肌纤维在肌肉中的分布慢肌：一般成年男女，占。快肌：快占大部分；快少；快占。功能：维持姿势的肌肉中慢肌多，如比目鱼肌（，）；以动力为主的肌肉中快肌多，如肱三头肌（，）。性别：未统一，有人认为男子的慢肌百分比较女子高。年龄：青少年期无差异，在岁，慢肌百分比增加，快肌百分比减少。遗传：单卵双生子之间的肌纤维百分比分布一致；双卵分布一致性差。遗传度：男，；女，。骨骼肌纤维的类型与运动的关系（）运动员的肌纤维类型优秀运动员的肌纤维百分组成具有明显的运动项目特异性。应当指出的是，运动员的肌纤维构成并不是决定运动成绩的唯一因素，它只是影响运动成绩的因素之一。优异的运动成绩最终是由生理、生化、心理和生物力学等各方面因素共同作用的结果。（）训练对肌纤维的影响运动训练对肌纤维类型的转变的影响：两种观点：“遗传学派”和“训练适应学派”。遗传因素可能起主要作用。原因：肌纤维百分比组成的遗传度多数在以上；快慢肌的转化主要发生在型肌的亚型中，且变化范围小于。运动训练对肌纤维的面积和数量的影响：经常进行运动训练或体育锻炼，可使骨骼肌组织壮大。这种壮大产生的原因有两个方面：肌纤维增粗，即肥大；肌纤维数目增多，即增生。但主要是第一种作用。就肌纤维肥大而言，不同形式的运动可优先引起骨骼肌中某种肌纤维产生肥大，这种现象称为肌纤维的选择性肥大。（）训练对肌纤维代谢特征的影响训练对肌纤维有氧能力的影响。耐力训练可使肌纤维中的线粒体数目增多，体积增大，容积密度增加，使线粒体中的有氧代谢酶活性增加，因而使肌纤维的有氧氧化能力提高。力量训练使肌纤维的面积大大增加，而线粒体却未相应增加。因而，力量训练不仅无法增加肌肉的有氧能力，甚至可能降低肌肉的有氧能力。训练对肌纤维无氧能力的影响。短跑运动员乳酸脱氢酶最高，长跑运动员最低，其他项目介于两者之间。训练对肌纤维影响的专一性。训练所引起的肌纤维的适应性变化，具有很明显的专一性，这不仅表现在不同的运动专项或不同训练方式上，而且也表现在局部训练上，即使同一个体，各部肌肉的活动程度不同，反应也不同。二、氧的运输系统与能量代谢（一）氧的运输系统人体有氧工作能力决定于机体氧运输系统功能和肌肉利用氧的能力。其中心泵功能是制约运氧能力的主要因素。氧的供应是实现人体正常生理活动和运动的必要条件。氧的供应，首先是氧的运输，即氧从体外运输到体内，直至细胞中。氧的运输是由包括呼吸系统、血液系统、循环系统所构成的氧的运输系统完成的，并接受神经和体液的调控。人体有氧工作能力取决于机体氧运输系统和肌肉利用氧的能力。运动时的呼吸功能（）运动时肺通气的变化肌肉利用氧的能力主要取决于肌肉的供氧量与细胞肌中线粒体氧化酶的活性、血流量与肌纤维周围的毛细血管等因素。训练可以提高机体有氧能力及最大吸氧量的利用率。人体在进行体育运动时，随着运动强度的增加，体内代谢的加强，所需的氧气和排出二氧化碳量也随之加大，同时在神经和体液的调节下，呼吸肌收缩与舒张加强，表现为呼吸加深加快，肺通气量增加。在运动强度小的情况下，机体所需要的氧和所摄取的氧保持一致的状态，才能够使这种状态持续较长时间。运动时需氧量是随着运动强度的变化而变化的，并受到运动持续时间的影响。训练可导致人体在进行亚极量运动时的每分通气量增加的幅度减少，但训练者能承担的运动强度及运动时能达到的每分通气量的上限较无训练者高。运动时，运动员的最大通气量可达升分，无训练者约为升分。在一定范围内，每分通气量与运动强度呈直线关系。（）运动时的潮气量（深度呼吸）与呼吸频率运动时，呼吸加深加快使通气量增加。在运动强度较低时，每分通气量的增加主要是靠潮气量的增加，呼吸频率的增加不明显；在运动强度较强时，每分通气量的增加主要靠呼吸频率的增加，潮气量的增加幅度有所下降。运动强度大、持续时间短，虽然总需氧量少，但每分钟需氧量却大。反之，运动强度小、持续时间长，虽然每分钟需氧量少，可是总需氧量却大。例如，从百米赛跑速度计算出的需氧量可达每分钟升，而马拉松跑时的需氧量却为每分钟升。如果从持续时间计算需氧量，百米（秒）总需氧量达升左右，而马拉松（个小时以上）总需氧量达升以上。（）运动时的合理呼吸呼吸与技术动作相结合。通常周期性的运动要特别注意呼吸的节奏，富有节奏地呼吸，将会使运动更加轻松和协调，更有利于创造出好的运动成绩。同样呼吸运动是一种节律性活动，其深度和频率随着机体代谢水平而改变，运动时为维持内环境稳定，呼吸必须加深加快，这都是通过神经与体液的共同调节实现的。同时要注意的是呼吸形式、呼吸时相、呼吸节奏与技术，与动作相配合，如长跑，宜采用单步一吸、个单步一呼的方法。非周期性运动时，原则上以完成两臂前屈、外展、外旋、扩胸、提肩或展体时采用的吸气较为有利，而在完成与上述相反的运动时采取呼气为好。体育运动过程中，人们往往忽略了运动与呼吸的配合、协调。加大呼吸深度，控制呼吸频率，提高肺换气效率。剧烈运动时，呼吸频率和肺通气量迅速上升，呼吸深度反而减小，容易引起呼吸肌的疲劳，甚至衰竭，造成运动效果下降。径赛运动员的呼吸频率不宜超过次分，若超过次分，即为无效呼吸。对儿童少年来说，经常进行胸式和腹式的深呼吸锻炼，对发展肺通气功能是非常有益的。由于解剖无效腔的存在，加大呼吸深度，才能有效地提高肺泡通气量。减小呼吸道阻力。运动时呼吸的目的是保证在吸气时，期望肺泡腔中有更多含氧的新鲜空气，呼气时，期望能呼出更多的含二氧化碳的代谢气体。正常人安静时的呼吸是经过鼻呼吸的方法进行的，但运动时，由于肺通气量的增加，需要采取口鼻并用法来呼吸，以减少肺通气的阻力，延缓疲劳的出现。剧烈运动时，用口呼吸可以使肺通气量从用鼻呼吸时的升分增加到升分。当人体进行慢跑时，对氧的需求量不是太大时，采用以鼻吸气，以嘴吐气的方式为佳，随着速度的加快，可增加吐气的深度和频率，当然，在严寒的季节里，最好不要过多地用口呼吸。对于锻炼者来说，主观感觉必须使用嘴帮忙吸气时，说明跑步速度太快，此时应适当放慢运动速度。正确使用憋气方法。胸膜壁层与胸膜脏层之间的腔隙称为胸膜腔，其内存在的压力称为胸内压。在正常情况下总是低于大气压，因此称之为胸内负压。憋气是会反射性地引起肌张力加强，胸廓与腹腔固定，在完成一些运动技术动作时，可为上肢的发力获得稳定的支撑。但憋气过长时，胸膜腔内压会呈正压，导致静脉血回流困难，心输出量减少，致使心、脑、视网膜供血不足，产生头晕、恶心、耳鸣等感觉。憋气结束，会出现反射性深吸气，使胸膜腔内压骤减，滞留于静脉的血液迅速回心，血压骤升。这对于儿童少年的心脏发育和缺乏心力贮备者或老年人的心血管功能会产生极为不利的影响，为此，憋气在运动中一定要谨慎应用。（）运动与氧通气当量经常锻炼的人，氧扩散容量随年龄降低的趋势将推迟，无论安静时还是运动时，运动员的氧扩散量比非运动员高。在肺换气过程中，由肺气泡扩散入肺毛细血管，并供给人体实际消耗或利用的氧量为吸氧量。氧通气当量是指每分通气量和每分吸氧量的比值。氧通气当量是评价呼吸效率的一项重要指标，氧通气当量小，说明氧的摄取效率高。正常人安静时氧通气当量为（升升）。运动时，在相同吸氧量情况下，运动员的通气量比无训练者要少；在相同肺通气量情况下，运动员的吸氧量较无训练者要大得多，即运动员的呼吸效率高。血液与氧的运载（）氧在血液中的运输氧在体内的运输方式有两种：即结合氧与溶解氧。血液中（P高）以物理溶解和化学结合两种方式运载。物理溶解量很少，但物理溶解是化学结合的前提，以化学结合形势的运输占以上，氧与血红蛋白的化学结合叫氧合，其分离叫氧离。在肺部，当氧分压P升高时与结合形成氧合血红蛋白（O），而在组织，当P降低时氧合血红蛋白又解离出。血红蛋白是氧合还是解离，取决于该组织P的高低。血红蛋白不断地在肺部（P高）通过氧合结合血红蛋白（O），并随血液循环运输至组织（P低）进行氧离，释放出，供组织利用。（）血红蛋白氧氧饱和度、氧容量和氧含量血红蛋白氧饱和度。简称血氧饱和度，是指血液中与结合（被氧饱和）的程度。影响血氧饱和的因素是由P所决定的。平原地带的人安静时动脉血P为 （），血氧饱和度为。血红蛋白氧容量。是指血氧饱和度达时，每升血液中血红蛋白所能结合的最大量。影响血红蛋白容量的主要因素是血红蛋白浓度。正常男子的血红蛋白浓度为克升，其容量约为毫升升。血红蛋白氧含量。实际上，正常人血液的血氧饱和度并不能达到，故把每升血液中血红蛋白实质结合的氧含量称为血红蛋白氧含量，其值受氧分压的影响。例如，动脉血氧分压高，血红蛋白氧饱和度大，血氧含量多。正常男子动脉血氧含量约为毫升升，其氧容量约为毫升升。（）血液的酸碱缓冲功能人体血浆正常的酸碱度可用表示。正常人血液的比较恒定，平均值为，动脉血浆的为，静脉血平均低。这是机体代谢和各种酶活动所要求的适宜条件之一。人体生命活动所能耐受的最大变动范围为，低于为失代偿性酸中毒，高于为失代偿性碱中毒。在进行剧烈运动时，机体内主要依靠无氧代谢功能，还会产生大量较强的酸性物质乳酸。这些酸性物质使血液下降。人体从饮食中也会摄入碱性物质。当这些碱性物质进入血液后，解离出-又会使血液呈碱性，升高，而人体只能在一个非常狭小的范围内波动。代谢中产生酸性或碱性物质首先进入血液，被血液中的缓冲物质所平衡。缓冲物质是成对存在的，人体的肾脏也具有维持酸碱平衡的作用。因此在实际工作中，一般可通过检测血液中的某些指标来确定酸碱平衡是否紊乱及其代偿情况。心血管功能与氧的运输（）每搏输出量和射血分数血液循环的形式是多样的。循环系统的组成有开放式和封闭式；循环的途径有单循环和双循环。人类血液循环是封闭式的，由体循环和肺循环两条途径构成的双循环。一次心搏中由一侧心室射出的血液量称为每搏输出量。在安静状态下，正常成年人左心室舒张末期的容积为毫升，收缩末期的容积为毫升，二者差值即为每搏输出量，约为毫升。心室在每次射血时，并未将心室内充盈的血液全部射出。每搏输出量占心室舒张末期容积的百分比，称为射血分数。射血分数每搏输出量心室舒张末期容积（毫升）×成人安静时射血分数约为。每搏输出量和射血分数与心肌收缩力有关。收缩力越大，心脏播出血量越多，心室内剩余血量就越少，射血分数越大。肌肉活动时射血分数提高。（）每分输出量和心指数一侧心室每分钟射出的血液量，称为每分输出量，简称心输出量。心输出量等于心率与搏出量的乘积。安静时，健康男子每搏输出量约为毫升，如心率为次分，则心输出量约为 毫升分。在身体、体重等条件相似的情况下，女子心输出量比男子约低；老年人心输出量低于青年时期；情绪激动或身体活动时，心输出量增加。安静时的心输出量与体表面积成正比。以单位体表面积计算的心输出量，为心指数。在安静和空腹情况下的心指数为静息心指数，它可作为比较不同个体心功能的指标。我国中等身材成年男子静息心指数为 ·；女子静息心指数比男子低。人在岁左右时静息心指数最大，可达 ·，以后随着年龄的增长而逐渐下降。运动时，由于心输出量增加，心指数也增加。（）心功能贮备血液由左心室射出经主动脉及其各级分支流到全身的毛细血管，心输出量随机体代谢需要而增加的能力，称之为心功能贮备或心力贮备。心力贮备是最大心输出量与安静时心输出量之差。健康成人安静时心输出量约为升分；剧烈运动时，心输出量大幅度增加，最大心输出量可达升分，心力贮备可达升分。训练水平高的运动员最大心输出量可达