运动生理学复习资料

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第一章 绪论

1 运动生理学定义及任务。

答:运动生理学是人体生理学的一个分支,是研究人体的运动能力和对运动的反应与适应过程的科学,主要研究在运动过程中,人体各细胞、器官、系统的机能变化和它们的协同工作的能力和机理,进而观察其对人体运动能力的影响;同时,还要观察运动对人体的形态和机能产生适应性变化的影响。运动生理学是体育科学中一门重要的应用基础理论学科。

运动生理学的任务是:在对人体生命活动规律有了基础认识的基础上,揭示体育运动对人体机能影响的规律及机理,阐明运动训练、体育教学和运动健身过程中的生理学原理,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、增强体质、延缓衰老、提高工作效率和生活质量的目的。

2 生命活动的基本特征。

答:新陈代谢、兴奋性、应激性、适应性和生殖

3 什么叫内环境和稳态。

答:细胞外液被称为机体的内环境,细胞生存要求内环境各项理化因素相对稳定。然而,内环境理化性质不是绝对静止不变的,而是各种物质在不断交换、转变中达到相对平衡状态,即动态平衡状态,这种平衡状态被称为稳态。

4 人体生理机能的调节方式有哪几种?

答:神经调节、体液调节、自身调节和生物节律

5 人体生理机能调节的控制方式有哪几种?

答:非自动控制系统,反馈控制系统,前馈控制系统

第二章 骨骼肌机能

1 论述骨骼肌肌纤维收缩的原理。

答:(1)兴奋—收缩耦联

当运动神经上的神经冲动到达神经末梢时,通过神经—肌肉接头处的兴奋传递,使肌细胞膜产生兴奋。之后,肌质网向肌浆中释放Ca2+,肌浆中的Ca2+浓度瞬时升高。肌钙蛋白与

Ca2+结合,引起肌钙蛋白的分子结构改变,进而导致原肌球蛋白的分子结构改变。

(2)横桥的运动引起肌丝滑行

原肌球蛋白滑入F-肌动蛋白双螺旋沟的深部,肌动蛋白分子上的活性位点暴露。一旦肌动蛋白分子上的活性位点暴露,粗肌丝上的横桥即与之结合。横桥与肌纤蛋白结合后会产生两种作用:A.激活了横桥上的ATP酶,使ATP迅速分解产生能量,供横桥摆动之用;B.激发横桥的摆动,拉动细肌丝向A带中央移动。然后,横桥自动与肌动蛋白上的活性位点分离,并与新的活性位点结合,横桥再次摆动,拖动细肌丝又向A带中央前进一步。如此,横桥头部前后往复地运动,一步一步地在细肌丝上“行走”,拖动细肌丝向A带中央滑行。由于每个肌节中的横桥的运动,最终使肌肉收缩。

(3)收缩的肌肉舒张

当肌浆中的Ca2+ 浓度升高时,肌浆网膜上的钙泵被激活。在钙泵的作用下,肌质网把Ca2+

泵入肌质网内,使肌浆中Ca2+浓度降低,Ca2+与肌钙蛋白亚单位C分离,肌钙蛋白和原肌球蛋白恢复原先的构型,原肌球蛋白再次掩盖肌动蛋白上的活性位点,阻止横桥与肌纤蛋白的相互作用,细肌丝回至肌肉收缩前的位置,肌肉舒张。

2 论述骨骼肌收缩的形式及各自的生理学特点。

答:根据肌肉收缩时的长度变化,把肌肉收缩分为四种基本形式,即:向心收缩、等长收缩、离心收缩和等动收缩。

(1)向心收缩

肌肉收缩时,长度缩短的收缩称为向心收缩。向心收缩时肌肉长度缩短、起止点相互靠近,因而引起身体运动。而且,肌肉张力增加出现在前,长度缩短发生在后。但肌肉张力在肌肉开始缩短后即不再增加,直到收缩结束。故这种收缩形式又称为等张收缩。肌肉向心收缩时,是做功的。其数值为负荷重量与负荷移动距离的乘积。

在向心收缩过程中,所谓的等张收缩是相对的,尤其是在在体情况下,更是如此。由于在肌肉收缩过程中,往往是通过骨的杠杆作用克服阻力做功。在负荷不变的情况下,要使肌肉在整个关节活动范围内以同样的力量收缩是不可能的。如当肌肉收缩克服重力垂直举起杠铃时,随着关节角度变化,肌肉做功的力矩也会发生变化。因此,需要肌肉用力的程度也不同。

(2)等长收缩

肌肉在收缩时其长度不变,这种收缩称为等长收缩,又称为静力收缩。肌肉等长收缩时由于长度不变,因而不能克服阻力做机械功。等长收缩有两种情况。其一,肌肉收缩时对抗不能克服的负荷。其二,当其它关节由于肌肉离心收缩或向心收缩发生运动时,等长收缩可使某些关节保持一定的位置,为其它关节的运动创造适宜的条件。要保持一定的体位,某些肌肉就必须做等长收缩。

(3)离心收缩

肌肉在收缩产生张力的同时被拉长的收缩称为离心收缩。肌肉做离心收缩也称为退让工作。肌肉离心收缩可防止运动损伤。如从高处跳下时,脚先着地,通过反射活动使股四头肌和臀大肌产生离心收缩。由于肌肉离心收缩的制动作用,减缓了身体的下落速度。不致于使身体造成损伤。离心收缩时肌肉做负功。

(4)等动收缩

在整个关节运动范围内肌肉以恒定的速度,且肌肉收缩时产生的力量始终与与阻力相等的肌肉收缩称为等动收缩。由于在整个收缩过程中收缩速度是恒定的,等动收缩有时也称为等速收缩。等动收缩和等张收缩具有本质的不同。肌肉进行等动收缩时在整个运动范围内都能产生最大的肌张力,等张收缩则不能。此外,等动收缩的速度可以根据需要进行调节。因此,理论和实践证明,等动练习是提高肌肉力量的有效手段。

3 简述肌电图在体育科研中的意义。

答: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、记录所得到的图形,称为肌电图。在体育科研中可利用肌电图在以下几个方面进行研究工作。

(1)利用肌电图测定神经的传导速度

神经和肌肉的传导速度可以反映运动员的训练水平和机能状态,是体育科研中常用的电生理测试指标。其方法是在神经通路的两个点上,给予电流刺激,从该神经所支配的肌肉上记录诱发电位。然后根据诱发电位出现的时间和两电极之间的距离计算出神经的传导速度。

(2)利用肌电评定骨骼肌的机能状态

肌肉疲劳时其肌电活动也会发生变化,因此可以用肌电的肌电幅值和频谱评定骨骼肌的机能状态。在肌肉等长收缩至疲劳的研究过程中发现,在一定的范围内,肌电幅值随着肌肉疲劳程度的加深而增加。在肌肉工作过程中,肌电的频率特性可随着肌肉的机能状态的改变而发生变化。反应肌电的频率特性的指标有平均功率频率(MPF)和中心频率(FC)。在研究肌肉持续工作至疲劳过程中发现,随着疲劳程度的加深,肌电的频谱左移,即平均功率频率降低。肌肉工作的负荷强度越大,疲劳的程度越大,平均功率频率的减小越明显。

(3)利用肌电评价肌力

当肌肉以不同的负荷进行收缩时,其肌电的积分值(IEMG)同肌力成正比关系,即肌肉产生的张力越大IEMG越大。

研究发现当肌肉用40%MVC以下强度收缩时,肌力与肌电呈线性关系。60%MVC以上强度时,肌力与肌电也呈线性关系。但此时的直线斜率较大。而肌力在40%~60%MVC时,肌力与肌电之间的线性关系往往就不存在了。

(4)进行动作分析

在运动过程中可用多导肌电记录仪将肌电记录下来。然后,根据运动中每块肌肉的放电顺序和肌电幅度,结合高速摄像等技术,对运动员的动作进行分析诊断。

第三章 血液

1 简述血液的组成和功能。

答:组成:血浆,红细胞,白细胞,血小板

功能:

(1)维持内环境的相对稳定作用  

(2)运输作用

(3)调节作用

(4)防御和保护作用

2 简述血液维持内环境相对稳定的作用及意义。

答:血液能维持水、氧和营养物质的含量,维持渗透压、酸碱度、体温和血液有形成分等的相对稳定。这些因素的相对稳定会使人体的内环境相对稳定。只有在内环境相对稳定时,人体组织细胞才有正常的兴奋性和生理活动。内环境相对稳定,细胞新陈代谢才能正常进行,才有可能保持细胞的正常兴奋性和各器官的正常机能活动。所以,内环境的相对稳定是机体正常生命活动的必须条件。

3 简述血液对维持酸碱度平衡中的作用。

答:血液中含有数对抗酸和抗碱作用的物质,称为缓冲对。能够维持人体内的酸碱度维持相对稳定。血浆中主要缓冲对有:碳酸氢钠(NaHCO3)/碳酸(H2CO3);蛋白质钠盐/蛋白质:磷酸氢钠(Na2HPO4)/磷酸二氢钠(NaH2PO4)。血液中的缓冲对以血浆H2CO3与NaHCO3

这一对缓冲对最为重要。在正常情况下NaHCO3/H2CO3比值为20:1。保持比值在20:1的范围,需要通过呼吸功能调节血浆中H2CO3浓度和通过肾脏调节血浆中的NaHCO3浓度,以及代谢等方面的配合作用,这样就可保持血浆pH的正常值。

例如,组织代谢所产生的酸性物质进入血浆,与血浆中的NaHCO3发生作用,形成H2CO3

(弱酸)。在碳酸酐酶作用下H2CO3又解离为CO2由呼吸器官排出,从而减低酸度,保持血液的酸碱度。当碱性物质(主要来自食物)进入血浆后与弱酸发生作用,形成弱酸盐,降低碱度。经过这两方面的调节,血液的酸碱度就能维持相对恒定。体内产生酸性物质大大胜于碱性物质,所以,血液中的缓冲物质抗酸的能力远远大于抗碱的能力。血液酸碱度的相对恒定,对生命活动有重要意义。如果血液PH值的变动超过正常范围,就会影响各种酶的活性,从而引起组织细胞的新陈代谢、兴奋性及各种生理机能的紊乱,甚至会出现酸或碱中毒现象。

第四章 循环机能

1 简述心肌的生理特性

答:自动节律性、传导性、兴奋性、收缩性

2 如何利用心率指标评价心脏功能

答:

3 心输出量是指什么?影响心输出量的因素有哪些?

答:心输出量是指每分钟一侧心室射入到动脉的血量,又称为每分输出量,通常以左心室每分射血量来表示。

影响心输出量的因素:

直接因素:每搏输出量和心率

间接因素:心肌收缩力、静脉回流量

4 简述动脉血压定义及形成条件

答:动脉血压的形成条件:"一个前提,三个因素"。

一个前提是循环系统的平均充盈压。如果血液停止流动,循环系统中各部分压力相等,比大气压高7mmHg,称为平均充盈压,是形成血压的基础。

三个因素是(1)心脏射血;(2)外周阻力;(3)大动脉管壁弹性器作用。

第五章 呼吸机能

1 简述呼吸的全过程

答:平静呼吸时,膈肌收缩使穹窿顶下移,并推挤腹腔脏器向下,扩大胸廓上下径。肋间外肌收缩,肋骨沿肋椎关节旋转轴上提并向外侧翻转,同时胸骨也随之推向前上方,使胸廓前后、左右径扩大。胸廓扩大时,肺随之扩张,肺容积的增大使肺内压下降,当低于大气压时,空气进入肺泡,形成吸气;膈肌和肋间外肌的舒张,加之肺和胸廓的弹性回缩与重力作用,以及腹腔脏器恢复到原状的作用,使得膈肌、肋骨回位,胸廓缩小,肺亦随之缩小,随着肺容积的缩小,肺内压上升,当高于大气压时,肺内气体排出体外,形成呼气。

用力吸气时,除主要的吸气肌膈肌和肋间外肌加强收缩外,辅助吸气肌也参与收缩,使胸廓进一步扩大,从而增加吸气气量。用力呼气时,除上述吸气肌舒张外,还有肋间内肌与腹壁肌的同时收缩,前者使肋骨充分下降,后者牵动胸骨向下,并使腹内压增加,使内脏推挤膈肌上移,从而促使胸廓进一步缩小,呼气加深。

2 简述胸内负压及意义

答:胸内压指的是胸膜腔内的压力。胸膜位于肺表面的部分为胸膜脏层,位于胸壁内表面的部分为胸膜壁层。这两个部分延续相连,形成密闭的间隙,即胸膜腔。正常的胸膜腔内没有空气而仅有一薄层浆液,从而使胸膜腔两层间的摩擦阻力减小且相互紧贴。胸内压在呼吸过程中始终低于大气压,为负压。这是由于婴儿出生后,胸廓和肺发育的速度不均衡,肺发育较慢,胸廓发育较快,胸廓容积大于肺。由于胸膜壁层和脏层的紧贴不分,即使在呼气之末也是如此,因而肺始终处于被动牵拉状态。肺本身是有弹性的组织,肺泡又有表面张力,这两者因素使肺具有了回缩力。所以胸膜腔内的压力在呼吸的过程中始终成负值。


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