大學(xué)運(yùn)動(dòng)生理學(xué)經(jīng)典課件

緒論體育專業(yè)所學(xué)的《運(yùn)動(dòng)生理學(xué)》是在《人體生理學(xué)》的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一門應(yīng)用性學(xué)科，它和運(yùn)動(dòng)解剖學(xué)、體育保健學(xué)等共同構(gòu)建了體育專業(yè)教學(xué)中的有關(guān)人體科學(xué)的理論體系，是體育專業(yè)教學(xué)中的一門主干課程。第一頁，共58頁。一、課程介紹《運(yùn)動(dòng)生理學(xué)》是體育教育專業(yè)的主干專業(yè)基礎(chǔ)課程之一，本課程兩學(xué)期學(xué)完，每周二節(jié)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)12學(xué)時(shí)?！哆\(yùn)動(dòng)生理學(xué)》教學(xué)安排：第一學(xué)期主要學(xué)習(xí)基礎(chǔ)生理（人體生理），第二學(xué)期主要學(xué)習(xí)應(yīng)用生理（運(yùn)動(dòng)生理）。第二頁，共58頁。自然科學(xué)生物科學(xué)生理學(xué)人體生理學(xué)運(yùn)動(dòng)生理學(xué)第三頁，共58頁。人體解剖：用特殊的刀或剪子將人體分割或切開的意思。人體解剖學(xué)：對(duì)解剖后的人體外部形狀和內(nèi)部構(gòu)成及各器官之間的搭配排列進(jìn)行研究的學(xué)問。形態(tài)：人體外部形狀。結(jié)構(gòu)：內(nèi)部構(gòu)成及各器官之間的搭配排列。第四頁，共58頁。生理：生命現(xiàn)象發(fā)生的原因和道理。生命：生物體具有活動(dòng)的能力原理：帶有普遍意義的道理。人體機(jī)能：人體各器官、系統(tǒng)所表現(xiàn)出來的生命活動(dòng)現(xiàn)象（肌肉工作、呼吸、消化、排泄等）。第五頁，共58頁。人體生理學(xué)：是研究人體機(jī)能活動(dòng)規(guī)律的一門科學(xué)。運(yùn)動(dòng)生理學(xué)：是研究在體育活動(dòng)的影響下人體的機(jī)能活動(dòng)變化規(guī)律的科學(xué)。

我們的教材就是《人體生理學(xué)》和《運(yùn)動(dòng)生理學(xué)》的合訂本。其既有基礎(chǔ)理論，又有應(yīng)用理論。第六頁，共58頁。二、運(yùn)動(dòng)生理學(xué)的主要研究方法

以實(shí)驗(yàn)方法為主導(dǎo)(包括動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和人體實(shí)驗(yàn))也可采用一般學(xué)科的研究方法：如觀察法、分析法、調(diào)查法等現(xiàn)代高科技手段：如核磁共振、計(jì)算機(jī)斷層掃描、彩色多譜勒、遙測(cè)技術(shù)等一般說來，運(yùn)動(dòng)生理學(xué)的研究是從人體整體，器官和系統(tǒng)，細(xì)胞和分子三個(gè)不同的水平進(jìn)行的。第七頁，共58頁。整體水平研究在整體水平上研究人體在一定的環(huán)境條件下運(yùn)動(dòng)時(shí)，人體各系統(tǒng)、器官之間的相互關(guān)系，以及人體各系統(tǒng)、器官對(duì)運(yùn)動(dòng)的反應(yīng)和適應(yīng)過程。如：研究人體運(yùn)動(dòng)時(shí)肌肉工作能力、心血管系統(tǒng)的機(jī)能、呼吸系統(tǒng)的機(jī)能、內(nèi)分泌機(jī)能物質(zhì)和能量代謝等的變化，以及它們對(duì)運(yùn)動(dòng)的適應(yīng)程度。

第八頁，共58頁。器官、系統(tǒng)水平研究人體運(yùn)動(dòng)時(shí)整體機(jī)能的表現(xiàn)，是建立在各器官、系統(tǒng)機(jī)能活動(dòng)密切協(xié)調(diào)配合的基礎(chǔ)之上。欲探討人體運(yùn)動(dòng)時(shí)的機(jī)能變化，必須對(duì)各器官系統(tǒng)的機(jī)能進(jìn)行研究。器官和系統(tǒng)水平的研究，有利于把復(fù)雜的整體生命活動(dòng)化整為零地分別進(jìn)行研究，從而更加準(zhǔn)確、方便地把握機(jī)體的生命活動(dòng)規(guī)律如：運(yùn)動(dòng)時(shí)心血管系統(tǒng)的機(jī)能會(huì)發(fā)生較大的變化，表現(xiàn)為心率、血壓、心輸出量升高。對(duì)引起這些指標(biāo)升高的因素和變化特點(diǎn)的研究，就是器官、系統(tǒng)水平研究。

第九頁，共58頁。細(xì)胞、分子水平研究器官是由一些具有特殊功能的細(xì)胞群所組成，各器官、系統(tǒng)的生理機(jī)能取決于這些具有特殊功能的細(xì)胞群，而每個(gè)細(xì)胞的生理功能又依賴于構(gòu)成細(xì)胞的生物分子。細(xì)胞、分子水平的研究主要是研究運(yùn)動(dòng)時(shí)細(xì)胞內(nèi)各亞微結(jié)構(gòu)的機(jī)能，以及生物分子的特殊理化變化過程。有關(guān)運(yùn)動(dòng)時(shí)骨骼肌超微結(jié)構(gòu)變化，收縮蛋白的結(jié)構(gòu)和代謝水平變化，線粒體、生物膜、酶系統(tǒng)等機(jī)能的變化，就屬于細(xì)胞、分子水平的研究。

細(xì)胞和分子水平的研究，有助于揭示生命現(xiàn)象的最本質(zhì)的基本規(guī)律，并對(duì)理解其它層次的生理活動(dòng)過程具有普遍的指導(dǎo)意義。第十頁，共58頁。三、運(yùn)動(dòng)生理學(xué)的研究對(duì)象研究在體育運(yùn)動(dòng)的影響下人體各器官機(jī)能的變化規(guī)律；研究體育運(yùn)動(dòng)過程中人體機(jī)能的調(diào)節(jié)與適應(yīng)；研究不同人群體育運(yùn)動(dòng)過程中的機(jī)能變化特點(diǎn)；研究不同環(huán)境條件下運(yùn)動(dòng)時(shí)機(jī)能變化特點(diǎn)；研究體育運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練和教學(xué)的生理學(xué)原理。第十一頁，共58頁。四、學(xué)習(xí)運(yùn)動(dòng)生理學(xué)的意義幫助我們更好地理解體育教學(xué)和訓(xùn)練的基本原理和基本規(guī)律，（使體育教學(xué)和訓(xùn)練增加科學(xué)性、減少盲目性；解答學(xué)生鍛煉中遇到的問題；解釋體育鍛煉的基本常識(shí)；武裝我們的教育素養(yǎng)、提高我們的社會(huì)地位）。幫助我們創(chuàng)造和設(shè)計(jì)新的教學(xué)、訓(xùn)練和健身方法與手段。幫助我們更好地學(xué)習(xí)運(yùn)動(dòng)生物化學(xué)、運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)及各門技術(shù)課等后續(xù)課程。第十二頁，共58頁。五、運(yùn)動(dòng)生理學(xué)的學(xué)習(xí)方法勤于在實(shí)踐中觀察和思考培養(yǎng)分析推理，理解記憶的能力在實(shí)踐體會(huì)中學(xué)習(xí)，加強(qiáng)生理知識(shí)與運(yùn)動(dòng)實(shí)踐和日常生活的結(jié)合。提高課堂學(xué)習(xí)效率（課前看書，便于理解；課后看書便于記憶）。課后多做習(xí)題，整理筆記（內(nèi)容含量大，當(dāng)堂課難以消化；學(xué)科發(fā)展較快，新信息要介紹，書中高度概括的理論要展開）。第十三頁，共58頁。六、生命活動(dòng)的基本特征新陳代謝興奮性適應(yīng)性生殖第十四頁，共58頁。新陳代謝生物體與周圍環(huán)境之間不斷進(jìn)行的物質(zhì)交換和能量轉(zhuǎn)移的過程，稱為新陳代謝。其包括合成代謝和分解代謝。人體的各種功能都是建立在新陳代謝的基礎(chǔ)上的。人體的各種功能的基本單位是細(xì)胞。人體的每個(gè)細(xì)胞都在進(jìn)行著個(gè)體的新陳代謝。人體的細(xì)胞都是浸泡在細(xì)胞外液之中。這些細(xì)胞外液是細(xì)胞的直接生活環(huán)境。第十五頁，共58頁。內(nèi)環(huán)境內(nèi)環(huán)境：體內(nèi)細(xì)胞生存的環(huán)境（即細(xì)胞外液），稱為內(nèi)環(huán)境。穩(wěn)態(tài)：內(nèi)環(huán)境的相對(duì)穩(wěn)定及其調(diào)節(jié)過程稱為穩(wěn)態(tài)。第十六頁，共58頁。細(xì)胞與內(nèi)環(huán)境間的物質(zhì)交換形式單純擴(kuò)散易化擴(kuò)散主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)出胞和入胞第十七頁，共58頁。細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)（液態(tài)脂質(zhì)雙分子層）第十八頁，共58頁。單純擴(kuò)散脂溶性物質(zhì)由高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)運(yùn)動(dòng)的過程（順濃度梯度的運(yùn)動(dòng)）。人體靠這種單純擴(kuò)散形式的物質(zhì)不多，主要有O2、CO2等氣體分子，其擴(kuò)散量與濃度梯度成正變。第十九頁，共58頁。易化擴(kuò)散不溶于脂質(zhì)的或親水性物質(zhì)，在膜蛋白的幫助下，由高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)擴(kuò)散或轉(zhuǎn)運(yùn)的過程（順濃度梯度的運(yùn)動(dòng)）。擴(kuò)散運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)主要有Na+K+ca+葡萄糖、氨基酸等小分子物質(zhì)。幫助易化擴(kuò)散的膜蛋白的轉(zhuǎn)運(yùn)方式主要有“載體”和“通道”兩種。第二十頁，共58頁。第二十一頁，共58頁。第二十二頁，共58頁。經(jīng)通道的易化擴(kuò)散第二十三頁，共58頁。經(jīng)載體的易化擴(kuò)散第二十四頁，共58頁。主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)分子在載體蛋白幫助下，由濃度低的一側(cè)向高濃度一側(cè)，并消耗能量的轉(zhuǎn)運(yùn)過程。鈉鉀泵：在膜外：與K+親和力強(qiáng)，與Na+親和力弱。在膜內(nèi)：與Na+親和力強(qiáng)，與K+親和力弱第二十五頁，共58頁。返回第二十六頁，共58頁。通道轉(zhuǎn)運(yùn)與鈉-鉀泵轉(zhuǎn)運(yùn)模式圖第二十七頁，共58頁。出胞和入胞一些大分子的物質(zhì)或物質(zhì)團(tuán)塊出入細(xì)胞時(shí)，會(huì)有更復(fù)雜的膜結(jié)構(gòu)和功能的變化。第二十八頁，共58頁。出胞第二十九頁，共58頁。入胞第三十頁，共58頁。興奮性生物體具有對(duì)刺激產(chǎn)生生物電反應(yīng)的能力或特性，稱為興奮性。刺激：各種能引起細(xì)胞、組織或機(jī)體發(fā)生反應(yīng)的環(huán)境變化均統(tǒng)稱為刺激。反應(yīng)：環(huán)境變化時(shí)，細(xì)胞、組織或機(jī)體內(nèi)部的新陳代謝及外部的表現(xiàn)所發(fā)生的各種變化，稱為反應(yīng)。生物體受到刺激時(shí)，作出適宜的反應(yīng)，是為了更好地適應(yīng)環(huán)境。所以，興奮性是生物體能夠生存的基本特征。第三十一頁，共58頁。刺激引起興奮的條件1.刺激必須具有足夠的強(qiáng)度2.刺激必須持續(xù)一定的時(shí)間3.刺激必須具有一定的強(qiáng)度-時(shí)間變化速率第三十二頁，共58頁?？膳d奮細(xì)胞的強(qiáng)度-時(shí)間曲線基強(qiáng)度時(shí)值強(qiáng)度時(shí)間閾強(qiáng)度閾強(qiáng)度是指在時(shí)間一定時(shí)，能引起組織興奮的最小刺激強(qiáng)度。第三十三頁，共58頁。組織興奮性的評(píng)價(jià)1.閾強(qiáng)度：閾強(qiáng)度越低，表明組織興奮性越高，反之，越低。

基強(qiáng)度：刺激引起組織興奮所需最起碼的強(qiáng)度。2.時(shí)值：用2倍基強(qiáng)度刺激刺激組織，剛能引起組織興奮所需的最短作用時(shí)間。時(shí)值越小，表明組織興奮性越高。第三十四頁，共58頁。組織發(fā)生興奮后興奮性的變化規(guī)律絕對(duì)不應(yīng)期：緊接在興奮之后，其興奮性降低為零。即無論多強(qiáng)的刺激，均不能引起反應(yīng)。相對(duì)不應(yīng)期：興奮性逐漸恢復(fù)，此時(shí)須用高于正常閾值的刺激才能引起反應(yīng)。超常期：興奮性繼續(xù)回升，并超過正常水平，用閾下刺激，就能引起反應(yīng)。低常期：興奮性繼續(xù)向降低方向發(fā)展，出現(xiàn)一個(gè)持續(xù)時(shí)間較長的時(shí)期。最后興奮性恢復(fù)正常。由于絕對(duì)不應(yīng)期的存在，興奮過程就不會(huì)融合，使每次相繼的興奮之間有一個(gè)時(shí)間間隔。這樣興奮的發(fā)生和傳導(dǎo)是“脈沖式”的。第三十五頁，共58頁。生物電示意圖+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++-------++++++--------+去極化反極化復(fù)極化超極化第三十六頁，共58頁。生物電產(chǎn)生的機(jī)制（離子學(xué)說）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-——細(xì)胞膜內(nèi)外離子分布的濃度差異第三十七頁，共58頁。靜息電位與動(dòng)作電位靜息電位：安靜時(shí)存在于細(xì)胞膜內(nèi)外兩側(cè)的電位差，稱為靜息電位(又稱“極化狀態(tài)”)。動(dòng)作電位：當(dāng)細(xì)胞受到刺激時(shí)，細(xì)胞膜內(nèi)外產(chǎn)生的電位變化，稱動(dòng)作電位。去極化：膜內(nèi)電位負(fù)值除去減小超極化：膜內(nèi)電位負(fù)值增大復(fù)極化：膜去極化后，又恢復(fù)到安靜時(shí)的極化狀態(tài)第三十八頁，共58頁。生物電產(chǎn)生的機(jī)制（離子學(xué)說）為了保持細(xì)胞的興奮性，維持膜內(nèi)外鈉離子和鉀離子的濃度差異，細(xì)胞膜上的鈉-鉀泵，可以把鈉離子運(yùn)出膜外，而把鉀離子運(yùn)回膜內(nèi)。這種轉(zhuǎn)運(yùn)過程是逆濃度差進(jìn)行的，需要消耗能量。第三十九頁，共58頁。生物電產(chǎn)生的機(jī)制（離子學(xué)說）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-——靜息電位的產(chǎn)生機(jī)制第四十頁，共58頁。+--++-+-細(xì)胞膜內(nèi)外的K離子濃度梯度成為K外流的動(dòng)力，使K離子外流。隨著K外流，細(xì)胞膜內(nèi)外形成了一個(gè)電位梯度成為K外流的阻力。第四十一頁，共58頁。第四十二頁，共58頁。生物電產(chǎn)生的機(jī)制（離子學(xué)說）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-——?jiǎng)幼麟娢坏漠a(chǎn)生機(jī)制K+Na+Na+Na+Na+第四十三頁，共58頁。_____++++++_+_第四十四頁，共58頁。全或無現(xiàn)象可興奮細(xì)胞受刺激時(shí)，只要刺激強(qiáng)度達(dá)到閾值，則可引起一個(gè)具有一定幅度的動(dòng)作電位，且動(dòng)作電位的幅度不隨刺激強(qiáng)度的增大而增大，也不因傳播距離的延長而衰減。但若刺激強(qiáng)度達(dá)不到閾值，則不能引起動(dòng)作電位。這是由于Na+平衡電位的緣故。細(xì)胞內(nèi)外的Na+濃度差決定了動(dòng)作電位波形的大小。此特性告訴我們，每個(gè)細(xì)胞傳導(dǎo)的信息單位都是一樣的。機(jī)體之所以對(duì)信息的識(shí)別，在于識(shí)別動(dòng)作電位的數(shù)量和頻率（其由每個(gè)細(xì)胞的絕對(duì)不應(yīng)期的長短所決定的）。第四十五頁，共58頁。動(dòng)作電位在同一細(xì)胞的傳導(dǎo)——神經(jīng)沖動(dòng)的傳導(dǎo)（局部電流學(xué)說）第四十六頁，共58頁。興奮在同一細(xì)胞上的傳導(dǎo)（一）傳導(dǎo)機(jī)制：局部電流第四十七頁，共58頁。（二）傳導(dǎo)方式：無髓鞘N纖維的興奮傳導(dǎo)為近距離局部電流有髓鞘N纖維的興奮傳導(dǎo)為跳躍式第四十八頁，共58頁。動(dòng)作電位在傳導(dǎo)過程中的特點(diǎn)：電波長度不變：因傳導(dǎo)時(shí)，去極化和復(fù)極化交替進(jìn)行。信號(hào)不衰減：因電荷的流動(dòng)會(huì)構(gòu)成新的刺激，使電流強(qiáng)度在整個(gè)傳導(dǎo)過程中不衰減，亦即“全或無”式的。第四十九頁，共58頁。適應(yīng)性生物體不僅能感受環(huán)境變化，而發(fā)生一定的反應(yīng)。而且還能隨所處環(huán)境的變化，會(huì)不斷調(diào)整其本身各部分間的相互關(guān)系，發(fā)生相應(yīng)的機(jī)能變化，使自身和環(huán)境間經(jīng)常保持相對(duì)穩(wěn)定，以利于正常生命活動(dòng)的進(jìn)行（如：用進(jìn)廢退）。第五十頁，共58頁。適應(yīng)性：生物體長期生存在某一特