體育與健康學(xué)科知識與教學(xué)能力(高中).doc

第一節(jié) 運(yùn)動解剖學(xué)一、人體結(jié)構(gòu)的基本組成1.上皮組織具有保護(hù)、吸收、分泌、排泄和感受外界刺激的功能。2.結(jié)締組織由細(xì)胞和大量細(xì)胞間質(zhì)構(gòu)成，功能是保護(hù)、防御、支持、修復(fù)和貯存等。3.肌肉組織肌肉組織包括骨骼肌、心肌和平滑肌三大部分。心肌具有收縮和舒張、自律性和傳導(dǎo)性。骨骼肌與心肌的肌纖維均有橫紋，又稱橫紋肌。平滑肌纖維無橫紋。俯臥撐發(fā)展：前鋸肌、胸大?。ń潭ǎ?、肱三頭?。ㄟh(yuǎn)固定）；仰臥起坐發(fā)展：髂腰肌、股直?。慌P推杠鈴發(fā)展：前鋸肌、胸大肌、肱三頭?。ń潭ǎ?；引體向上發(fā)展胸小肌、菱形肌、背闊肌（近固定）、胸大肌、肱??；負(fù)重深蹲起發(fā)展：豎脊肌、臀大肌、股四頭?。ㄟh(yuǎn)固定）、小腿三頭?。ń潭ǎ?；仰臥兩頭起發(fā)展：腹直肌、腹內(nèi)、外斜肌、髂腰肌、股直?。ń潭ǎ?；仰臥舉腿發(fā)展：腹直肌、髂腰肌、股直肌；負(fù)重聳肩發(fā)展：斜方肌、頸肌、上臂肌群、菱形??；負(fù)重擴(kuò)胸發(fā)展：斜方肌、背闊?。ń潭ǎ?。肺通氣的動力是呼吸肌收縮；肺換氣的動力是分壓差。4.神經(jīng)組織神經(jīng)組織是由神經(jīng)元（即神經(jīng)細(xì)胞）和神經(jīng)膠質(zhì)組成。神經(jīng)元神經(jīng)活動的基本功能單位。神經(jīng)膠質(zhì)在神經(jīng)組織中起著支持、保護(hù)和營養(yǎng)作用。人體神經(jīng)組織主要由神經(jīng)細(xì)胞構(gòu)成。神經(jīng)細(xì)胞也叫神經(jīng)元，包括細(xì)胞體和突起兩部分。二、人體主要器官和系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點（一）運(yùn)動系統(tǒng)運(yùn)動系統(tǒng)由骨、骨連接和骨骼肌組成。1.骨人體由206塊骨組成。長骨大部分由致密骨組成，主要分布于四肢，但是一些骨骼除外，如髕骨、腕骨、掌骨、跗骨等，短骨一般分布在手腕和腳踝，扁骨主要分布在顱和肩胛處，不規(guī)則骨主要分布在軀干、顱部和髖骨。根據(jù)其存在部位分為附肢骨與中軸骨，附肢骨共126塊，包括上下肢骨，中軸骨共80塊，包括顱骨和椎骨、胸廓骨。骨主要是由骨質(zhì)、骨髓和骨膜三部分構(gòu)成，活體的骨還包括血管和神經(jīng)等。骨質(zhì)即骨組織，分為骨松質(zhì)和骨密質(zhì)，骨密質(zhì)由若干層緊密排列的骨板構(gòu)成，質(zhì)地致密，抗壓、抗扭曲性能強(qiáng)，構(gòu)成長骨骨干及骺和其他類型骨的外層。骨松質(zhì)由許多針狀、片狀的骨小梁構(gòu)成，結(jié)構(gòu)較疏松，骨小梁的排列與骨所承受的壓力和張力方向一致，組成壓力曲線和張力曲線，使骨具有節(jié)省材料、輕便、堅固的特點。成熟骨組織中的主要細(xì)胞是骨細(xì)胞，骨細(xì)胞對骨吸收和骨形成都起作用，是維持成熟骨新陳代謝的主要細(xì)胞。骨髓填充于骨髓腔和骨松質(zhì)間隙內(nèi)。成人的紅骨髓分布在扁骨、不規(guī)則骨和長骨骨骺端的骨松質(zhì)中。紅骨髓具有造血功能。骨膜由結(jié)締組織構(gòu)成。骨由有機(jī)物（韌性）和無機(jī)物（韌性）構(gòu)成。骨中的有機(jī)物主要是膠原纖維和粘多糖蛋白，無機(jī)物主要是磷酸鈣和碳酸鈣等。2.骨連接無腔隙骨連接包括韌帶連接、軟骨連接和骨性連接。有腔隙連接主要指關(guān)節(jié)連接。（1）關(guān)節(jié)的基本構(gòu)造包括關(guān)節(jié)面、關(guān)節(jié)囊和關(guān)節(jié)腔關(guān)節(jié)面：分為關(guān)節(jié)頭和關(guān)節(jié)窩，關(guān)節(jié)面上覆蓋著關(guān)節(jié)軟骨。關(guān)節(jié)囊：包在關(guān)節(jié)的周圍，封閉關(guān)節(jié)腔?？煞譃橥鈱拥睦w維膜和內(nèi)層的滑膜。關(guān)節(jié)腔：密閉腔隙，腔內(nèi)有少量滑液，呈負(fù)壓，對維持關(guān)節(jié)的穩(wěn)固具有一定作用。（2）關(guān)節(jié)的輔助結(jié)構(gòu)包括關(guān)節(jié)唇、關(guān)節(jié)內(nèi)軟骨和韌帶滑液囊韌帶：可加強(qiáng)關(guān)節(jié)的穩(wěn)固性和限制關(guān)節(jié)的運(yùn)動。關(guān)節(jié)唇：它加深關(guān)節(jié)窩，增大關(guān)節(jié)面，增加了關(guān)節(jié)的穩(wěn)固性?；つ遥浩鸪涮詈蜏p少摩擦的作用。（3）骨骼肌骨骼肌收縮是運(yùn)動系統(tǒng)中的動力源。（二）消化系統(tǒng)1.消化系統(tǒng)的組成人體的消化系統(tǒng)包括消化管和消化腺?？凇⒀?、食管、胃、小腸、大腸和肛門組成消化管。口腔到12指腸為上消化道，12指腸到肛門為下消化道。消化腺包括肝臟、胰臟和唾液腺。2.消化和吸收食物的消化包括物理性消化和化學(xué)性消化。（三）心血管系統(tǒng)心血管系統(tǒng)是人體內(nèi)封閉的連續(xù)管道系統(tǒng)，由心臟和血管組成。心臟位于胸腔內(nèi)，心腔分左右兩個半心，兩半心之間互不相通，被房間隔和室間隔隔開，上房下室。右心房上方有上腔靜脈開口，下方有下腔靜脈開口，右心房和右心室之間相通，但由右房室瓣控制，血液只能從心房流向心室，不能倒流。右心室的上方的出口為肺動脈口，由肺動脈瓣控制，血流不能倒流。左心房上有肺靜脈口，左心房和左心室之間相通，但是由左房室瓣控制，血液不能倒流。左心室流出口為主動脈口，并由主動脈瓣控制血流。此外，心臟上還有一套節(jié)律性波動的傳導(dǎo)系統(tǒng)。血管可以運(yùn)行血液，具有傳輸營養(yǎng)和運(yùn)輸氧氣等作用，可分為動脈、靜脈和毛細(xì)血管。（四）淋巴系統(tǒng)淋巴系統(tǒng)是心血管系統(tǒng)的輔助結(jié)構(gòu)，由各級淋巴管道、淋巴器官和淋巴組織組成。淋巴管道包括毛細(xì)淋巴管、淋巴管、淋巴干和淋巴導(dǎo)管。管內(nèi)含有淋巴，淋巴產(chǎn)生于組織液。組織液與組織細(xì)胞進(jìn)行組織交換后，大部分在毛細(xì)血管靜脈端被吸入靜脈，少部分進(jìn)入盲端的毛細(xì)淋巴管成為淋巴。淋巴器官包括淋巴結(jié)、扁桃體、脾、胸腔等。淋巴器官具有產(chǎn)生淋巴細(xì)胞、漿細(xì)胞、濾過淋巴，參與免疫反應(yīng)等功能，是身體重要的防御裝置。（五）呼吸系統(tǒng)氣體交換原理根據(jù)物理學(xué)原理，各種氣體無論處于氣體狀態(tài)還是溶解在液體中，當(dāng)各處氣體分子壓力不等時，通過分子運(yùn)動，氣體分子總是從壓力高處向壓力低處凈移動，直至各處壓力相等。人的呼吸系統(tǒng)人的呼吸系統(tǒng)包括呼吸道和肺。呼吸道由鼻腔、咽、喉、氣管和支氣管組成。其中鼻、咽、喉稱為上呼吸道；氣管和支氣管稱為下呼吸道。呼吸道是氣體進(jìn)出肺的唯一通道。肺是氣體交換的場所。肺位于胸腔內(nèi)，肺由肺泡組成。肺泡壁僅由單層扁平上皮構(gòu)成，外面密布有毛細(xì)血管和彈性纖維，所以血液內(nèi)的氣體與肺泡內(nèi)的氣體（主要是二氧化碳和氧氣）可以充分地進(jìn)行交換。呼吸的全過程（1）人體的呼吸過程包括肺通氣（外界空氣與肺之間的氣體交換過程）、肺換氣（肺泡與肺毛細(xì)血管之間的氣體交換過程）和氣體在血液中的運(yùn)輸。內(nèi)呼吸（或組織呼吸）即組織換氣是血液與組織、細(xì)胞之間的氣體交換過程，有時也將細(xì)胞內(nèi)的氧化過程包括在內(nèi)?？梢姾粑^程不僅依靠呼吸系統(tǒng)來完成，還需要血液循環(huán)系統(tǒng)的配合，這種協(xié)調(diào)配合與機(jī)體代謝水平相適應(yīng)，又都受到神經(jīng)和體液因素的調(diào)節(jié)。（2）發(fā)生在肺內(nèi)的氣體交換：肺泡壁和毛細(xì)血管之間的距離很短，允許氣體分子自由通過。肺內(nèi)的大量肺泡為氣體交換提供了非常大的交換場所。在呼吸過程中，吸入氣體中氧氣的氣壓大于肺泡內(nèi)氧氣的氣壓，氧氣進(jìn)入肺中，而當(dāng)血液流經(jīng)肺毛細(xì)血管網(wǎng)時，血液中的氧比肺泡中氧的氣壓要低很多，肺泡內(nèi)的氧氣由于分壓差向血液凈擴(kuò)散，血液的氧壓便逐漸上升，最后接近肺泡內(nèi)的氧壓。二氧化碳則從血液向肺泡擴(kuò)散，快速達(dá)到平衡。（3）組織中的氣體交換：在組織中，由于細(xì)胞的新陳代謝，不斷消耗氧氣產(chǎn)生二氧化碳，所以組織中的氧壓比動脈中的氧壓低，而二氧化碳的壓強(qiáng)高于動脈中二氧化碳的氣壓。氧便順著分壓差由血液向細(xì)胞擴(kuò)散，二氧化碳則由細(xì)胞向血液擴(kuò)散，組織細(xì)胞與血液間的氣體交換，使得組織不斷地從血液獲得氧，供代謝需要，同時把代謝產(chǎn)生的二氧化碳由血液運(yùn)送到肺而呼出。（六）泌尿系統(tǒng)泌尿系統(tǒng)是由腎、輸尿管、膀胱和尿道組成。輸尿管管壁有較厚的平滑肌，可以節(jié)律性蠕動，把尿液排入膀胱。（七）神經(jīng)系統(tǒng)（1）神經(jīng)系統(tǒng)是由中樞神經(jīng)系統(tǒng)和周圍神經(jīng)系統(tǒng)兩部分組成。中樞神經(jīng)系統(tǒng)包括位于顱腔的腦和位于椎管的脊髓。周圍神經(jīng)系統(tǒng)是腦和脊髓以外的神經(jīng)成分，神經(jīng)系統(tǒng)的基本活動方式是反射。反射活動通過反射弧來實現(xiàn)。（2）反射弧的五個環(huán)節(jié)有：感受器、感覺神經(jīng)元、神經(jīng)中樞、運(yùn)動神經(jīng)和效應(yīng)器。腦分為大腦、間腦、小腦、中腦、腦橋和延髓。腦神經(jīng)對。脊髓位于脊椎管內(nèi)，有個節(jié)段，由上至下具體包含：個頸節(jié)、個胸節(jié)、個腰節(jié)、個骶節(jié)和個尾節(jié)。脊神經(jīng)與脊髓節(jié)段相對應(yīng)，左右成為一對，共對。（八）感覺器感覺器是感受器及其輔助裝置的總稱，是人類認(rèn)識世界的第一環(huán)節(jié)，把感受到的刺激，轉(zhuǎn)變?yōu)樯窠?jīng)沖動，沿著一定的傳導(dǎo)途徑至腦，產(chǎn)生相應(yīng)的感覺。視覺器官；聽覺器官；本體感受器三、人體各大系統(tǒng)的功能及與運(yùn)動的關(guān)系（一）運(yùn)動系統(tǒng)的功能及與運(yùn)動的關(guān)系骨和骨連接的功能特點運(yùn)動系統(tǒng)由骨、骨連接和骨骼肌三種器官組成。骨以不同形式連結(jié)在一起，構(gòu)成骨骼，形成了人體的基本形態(tài)，并為肌肉提供附著。在神經(jīng)支配下，肌肉收縮，牽拉其所附著的骨，以可動的骨連接為樞紐，產(chǎn)生杠桿運(yùn)動。運(yùn)動系統(tǒng)主要的功能是運(yùn)動。簡單的移位和高級活動如語言、書寫等，都是由骨、骨連接和骨骼肌實現(xiàn)的。運(yùn)動系統(tǒng)的第二個功能是支持。構(gòu)成人體基本形態(tài)，頭、頸、胸、腹、四肢，維持體姿。運(yùn)動系統(tǒng)的第三個功能是保護(hù)。由骨、骨連接和骨骼肌形成了多個體腔，顱腔、胸腔、腹腔和盆腔，保護(hù)臟器。大關(guān)節(jié)運(yùn)動中的主要肌群關(guān)節(jié)在人體運(yùn)動中發(fā)揮著重大作用。關(guān)節(jié)活動幅度是評定柔韌性的重要指標(biāo)。運(yùn)動上肢的主要肌群是背肌和胸??；運(yùn)動肩關(guān)節(jié)的主要肌群是背肌、胸肌和肩??；運(yùn)動肘關(guān)節(jié)的主要肌群是上臂肌和前臂?。贿\(yùn)動腕關(guān)節(jié)的主要肌群是前臂??；運(yùn)動髖關(guān)節(jié)的主要肌群是下肢帶??；運(yùn)動膝關(guān)節(jié)的主要肌群是周圍的屈肌、伸肌、旋內(nèi)肌和旋外肌；運(yùn)動踝關(guān)節(jié)的主要肌群是小腿后屈肌和小腿前伸肌。肌肉的協(xié)調(diào)工作原動肌是主動收縮直接完成動作的肌肉或肌群。與原動肌作用相反的肌群叫做對抗肌。還有一些起到協(xié)調(diào)作用的固定肌和中和肌。身體所有的生活動作和體育運(yùn)動都是由這四種肌肉協(xié)調(diào)配合來完成的。（二）消化系統(tǒng)的功能及與運(yùn)動的關(guān)系運(yùn)動對消化系統(tǒng)的整體機(jī)能有提高作用。加強(qiáng)胃腸蠕動，促進(jìn)腸道內(nèi)消化廢物和毒素的排出。能預(yù)防和改善胃食道反流癥，促進(jìn)排便，改善便秘。長期運(yùn)動鍛煉能使固定肝、胃、脾、腸等內(nèi)臟器官的韌帶得到加強(qiáng)，能有效地防治胃腸下垂病癥。胃腸蠕動的加強(qiáng)又能積極地消耗胃腸外壁的脂肪組織，縮小腹型、降低腹腔內(nèi)的壓力，解除腹內(nèi)壓力對肝、腎、脾等重要臟器的不良作用。經(jīng)常規(guī)律的運(yùn)動鍛煉能促進(jìn)消化液分泌和脂肪代謝，增強(qiáng)消化道對食物的消化吸收能力。肝臟的脂肪代謝在運(yùn)動鍛煉的作用下變得活躍，因此，脂肪肝可以在運(yùn)動鍛煉的作用下得到有效的防治，目前，脂肪肝防治的方法中運(yùn)動鍛煉已是被公認(rèn)的切實有效的方法之一。但是長時間的劇烈運(yùn)動就會引起過度疲勞而對消化系統(tǒng)產(chǎn)生不良的影響，會導(dǎo)致一些胃黏膜缺血、降低胃黏膜的防御能力、減少胃液分泌、削弱消化和吸收等。（三）心血管系統(tǒng)的功能及與運(yùn)動的關(guān)系長期的有規(guī)律體育運(yùn)動可引起心臟結(jié)構(gòu)域功能的適應(yīng)性變化，形成運(yùn)動性心臟的特點。運(yùn)動性心臟主要的特點是心室容積腔明顯增大，而且心室壁增厚，這樣就使每搏輸出量增大和心肌收縮力增強(qiáng)。合理的體育鍛煉對血管的內(nèi)皮細(xì)胞和平滑肌的形態(tài)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生良性作用，有利于維持血管的彈性，促進(jìn)微循環(huán)的功能，維持適當(dāng)?shù)难獕海ＷC重要器官的血液供應(yīng)，并能預(yù)防和減緩高血壓的發(fā)生。（四）呼吸系統(tǒng)的功能及與運(yùn)動的關(guān)系呼吸系統(tǒng)的生理指標(biāo)在長期有規(guī)律的運(yùn)動鍛煉下會有所提高，特別是青少年，效果會更加顯著。在一些運(yùn)動中要防止特定的呼吸動作所產(chǎn)生的不利影響。過高的胸內(nèi)壓就會引發(fā)上下腔靜脈的血液回流，可能會造成心輸出量不足，從而發(fā)生腦部暫時性缺血導(dǎo)致暈厥。（五）泌尿系統(tǒng)的功能及與運(yùn)動的關(guān)系泌尿系統(tǒng)由腎、輸尿管、膀胱、尿道組成。主要功能是排出體內(nèi)在代謝過程中的殘渣和多余的物質(zhì)，以及維持機(jī)體內(nèi)環(huán)境的酸堿平衡，但在運(yùn)動中，腎臟一般會處于缺血狀態(tài)從而導(dǎo)致少尿，這個時候，代謝的終產(chǎn)物的排泄主要靠汗液的分泌。劇烈運(yùn)動可能會導(dǎo)致腎臟受損，會出現(xiàn)蛋白尿甚至血尿等現(xiàn)象。（六）神經(jīng)系統(tǒng)的功能及與運(yùn)動的關(guān)系神經(jīng)系統(tǒng)由中樞和周圍神經(jīng)系統(tǒng)組成，中樞位于腦和脊髓。功能是對機(jī)體進(jìn)行調(diào)節(jié)和指揮，并且直接控制人體的運(yùn)動。運(yùn)動單位是任何一種動作的基本功能單位，而運(yùn)動單位就是由一條運(yùn)動神經(jīng)纖維的所有分支及其所支配的肌纖維所組成的，也就是說肌肉只有接受神經(jīng)的直接支配才能產(chǎn)生運(yùn)動。腦干具有傳導(dǎo)、反射的低級中樞、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)功能；小腦具有協(xié)調(diào)軀體運(yùn)動、調(diào)節(jié)肌緊張、維持平衡的功能；脊髓具有傳導(dǎo)、反射的功能。脊髓內(nèi)最簡單的反射弧只有兩個神經(jīng)元，如膝反射。（七）感受器與運(yùn)動的關(guān)系本體感受器又稱運(yùn)動感覺，其特點是它可以相對獨立于視覺和聽覺而起作用，比如說人即使閉上眼睛都能感受到自身身體各個部位的位置及狀態(tài)，籃球運(yùn)動員即使不需要依靠視覺也可以進(jìn)行運(yùn)球。本體感受器具有可訓(xùn)性，有效的重復(fù)訓(xùn)練可以提高本體感受的靈敏度，本體感受器在把它所接受到的刺激以神經(jīng)沖動的形式傳輸?shù)街袠猩窠?jīng)引起本體感覺的同時，還把肌肉關(guān)節(jié)處的活動信息及時反饋給中樞，來調(diào)整和矯正中樞神經(jīng)對外界的控制，使運(yùn)動完成得更為準(zhǔn)確。本體感受器主要包括肌梭、腱梭，具有感受肌肉牽張、收縮和關(guān)節(jié)伸展的功能。第二節(jié) 運(yùn)動生理學(xué)一、骨骼肌收縮的生理學(xué)原理（一）肌肉的細(xì)微結(jié)構(gòu)與收縮原理肌肉的細(xì)微結(jié)構(gòu)（）肌原纖維骨骼肌由束狀排列的肌細(xì)胞組成，又稱肌纖維。一條肌纖維由許多肌原纖維組成。肌原纖維是由可調(diào)節(jié)的粗肌絲和細(xì)肌絲組成。在顯微鏡下每條肌原纖維全長都呈現(xiàn)有規(guī)則的明暗交替，分別稱為明帶（帶）和暗帶（帶）。在肌原纖維上，暗帶長度比較固定，其中間有一個比較透明的區(qū)域為區(qū)，區(qū)中間有一橫向暗線稱線，明帶長度可變，其中央有一條橫向的暗線稱線。（）肌管系統(tǒng)注：鈣離子在肌肉收縮過程中起重要作用。肌肉的收縮原理在完整的機(jī)體內(nèi)，肌肉的收縮活動都是在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的控制下完成的，其收縮過程至少包括：興奮在神經(jīng)肌肉接點的傳遞、肌肉興奮收縮偶聯(lián)和肌肉的收縮與舒張三個環(huán)節(jié)。（）興奮在神經(jīng)肌肉接點的傳遞運(yùn)動神經(jīng)纖維在到達(dá)所支配的骨骼肌時發(fā)出分支，形成末端膨大的神經(jīng)末梢。神經(jīng)末梢與肌纖維接觸前先失去髓鞘，再以裸露末梢嵌入肌膜上被稱為終板膜的凹陷中，形成神經(jīng)肌肉接點。神經(jīng)肌肉接點類似于突觸，其結(jié)構(gòu)包括突觸前膜、突觸后膜和突觸間隙三個部分。興奮在神經(jīng)肌肉接點的傳遞是通過化學(xué)遞質(zhì)乙酰膽堿和終板膜電位變化來實現(xiàn)的，它包括突觸前和突觸后兩個過程。突觸前過程指乙酰膽堿的合成、貯存和釋放。突觸后過程為乙酰膽堿進(jìn)入突觸間隙經(jīng)擴(kuò)散到達(dá)突觸后膜時，立即與突觸后膜的乙酰膽堿受體結(jié)合，引起突觸后膜對的和等離子的通透性改變，突觸后膜被極化，形成終板電位。終板電位屬局部反應(yīng)電位，他通過局部電流作用，使臨近肌細(xì)胞膜去極化而產(chǎn)生動作電位，實現(xiàn)了興奮由神經(jīng)傳遞給肌肉。興奮在神經(jīng)肌肉接點的傳遞有如下特點：化學(xué)傳遞。神經(jīng)和肌肉之間的興奮傳遞是通過化學(xué)遞質(zhì)乙酰膽堿進(jìn)行的；興奮傳遞節(jié)律是對的。即每一次神經(jīng)纖維興奮都可引起一次肌肉細(xì)胞興奮；單向傳遞。興奮只能由神經(jīng)末梢傳向肌肉，而不能相反；時間延擱。興奮地傳遞要經(jīng)歷遞質(zhì)的釋放、擴(kuò)散和作用等多個環(huán)節(jié)，因而傳遞速度緩慢；高敏感性。易受化學(xué)和其他環(huán)境因素變化的影響，易疲勞。（）肌肉的興奮收縮偶聯(lián)肌細(xì)胞興奮過程以膜的電變化為特征，而肌細(xì)胞的收縮過程是以肌纖維機(jī)械變化為基礎(chǔ)，他們有著不同的生理機(jī)制，肌肉收縮時必定存在某種終結(jié)過程把它們聯(lián)系起來，這一中介過程稱為肌肉的興奮收縮的偶聯(lián)。主要有三個步驟：電興奮通過橫管系統(tǒng)傳向肌細(xì)胞深處、三聯(lián)管結(jié)構(gòu)處的信息傳遞、肌漿網(wǎng)中釋放入胞漿以及由胞漿向肌漿網(wǎng)的再聚積。（）肌肉的收縮與舒張過程肌絲滑動學(xué)說認(rèn)為在收縮時肌小節(jié)的縮短是細(xì)肌絲（肌動蛋白絲）在粗肌絲（肌球蛋白絲）之間主動地相對滑行的結(jié)果。肌小節(jié)縮短時，粗肌絲、細(xì)肌絲的長度都不變，只是細(xì)肌絲向粗肌絲中心滑行。由于粗肌絲的長度不變，因之帶的寬度不變。由于肌小節(jié)中部兩側(cè)的細(xì)肌絲向帶中間滑行，逐漸接近，直到相遇，甚至重疊起來，因此區(qū)的寬度變小，直到消失，甚至出現(xiàn)反映細(xì)肌絲重疊的新帶區(qū)。由于粗肌絲、細(xì)肌絲相向運(yùn)動，粗肌絲的兩端向線靠近，所以帶變窄。當(dāng)肌肉牽張或被牽張時，粗肌絲、細(xì)肌絲之間的重疊減少。從分子水平上分析，肌肉收縮是構(gòu)成粗肌絲和細(xì)肌絲的收縮蛋白（肌球蛋白和肌動蛋白）互相作用的結(jié)果，而存在于細(xì)肌絲中的調(diào)節(jié)蛋白（原肌球蛋白和肌動蛋白）則起著控制作用。（二）肌肉的收縮形式與特征1單收縮與強(qiáng)直收縮2縮短收縮、拉長收縮、等長收縮1）縮短收縮縮短收縮是指肌肉收縮所產(chǎn)生的張力大于外加阻力時，肌肉縮短，并牽引骨杠桿做相向運(yùn)動的一種收縮形式，又稱向心收縮。如進(jìn)行屈肘時，主動肌就是做縮短收縮。根據(jù)在整個關(guān)節(jié)運(yùn)動范圍內(nèi)肌肉張力與負(fù)荷的關(guān)系，縮短收縮又可分為非等動收縮和等動收縮兩種。非等動收縮（又稱等張收縮），在整個收縮過程中負(fù)荷是恒定的，由于關(guān)節(jié)角度的變化，引起肌肉收縮力與負(fù)荷不相等，收縮速度也變化。等動收縮是通過專門的等動練習(xí)器來實現(xiàn)的。在整個關(guān)節(jié)范圍內(nèi)肌肉產(chǎn)生的張力始終與負(fù)荷相同，肌肉能以恒定速度或等同的強(qiáng)度收縮。等動收縮肌肉做正功。2）拉長收縮當(dāng)肌肉收縮力小于外力時，肌肉雖然在收縮，但卻被拉長，這種收縮形式稱拉長收縮，又稱離心收縮。在人體運(yùn)動中，拉長收縮起著制動、減速和克服重力等作用，肌肉做負(fù)功。還有一種收縮形式叫超等長收縮。例如，跳高練習(xí)，肌肉做負(fù)功。3）等長收縮當(dāng)肌肉收縮力等于或小于外力時，肌肉雖在收縮但長度不變，這種收縮形式稱等長收縮。等長收縮時，肌肉做內(nèi)功，對運(yùn)動環(huán)節(jié)固定、支持和保持某種身體姿勢起重要作用。等長收縮肌肉只做內(nèi)功，外功。肌肉三種收縮形式的特點比較（三）骨骼肌纖維的類型與運(yùn)動能力1力量訓(xùn)練的原則：超負(fù)荷、漸增阻力、針對性、順序性、適宜頻度。2速度素質(zhì)訓(xùn)練原則：改善提高神經(jīng)系統(tǒng)的靈活性；發(fā)展磷酸原系統(tǒng)功能能力；提高肌肉的協(xié)調(diào)放松能力；發(fā)展腿部力量及關(guān)節(jié)的柔韌性。4骨骼肌纖維的類型與運(yùn)動的關(guān)系1）運(yùn)動員的肌纖維類型優(yōu)秀運(yùn)動員的肌纖維百分組成具有明顯的運(yùn)動項目特異性。應(yīng)當(dāng)指出的是，運(yùn)動員的肌纖維構(gòu)成并不是決定運(yùn)動成績的唯一因素，它只是影響運(yùn)動成績的因素之一。優(yōu)異的運(yùn)動成績最終是由生理、生化、心理和生物力學(xué)等各方面因素共同作用的結(jié)果。2）訓(xùn)練對肌纖維的影響運(yùn)動訓(xùn)練對肌纖維類型的轉(zhuǎn)變的影響：兩種觀點：“遺傳學(xué)派”和“訓(xùn)練適應(yīng)學(xué)派”。遺傳因素可能起主要作用。原因：肌纖維百分比組成的遺傳度多數(shù)在90以上；快慢肌的轉(zhuǎn)化主要發(fā)生在型肌的亞型中，且變化范圍小于10。運(yùn)動訓(xùn)練對肌纖維的面積和數(shù)量的影響：經(jīng)常進(jìn)行運(yùn)動訓(xùn)練或體育鍛煉，可使骨骼肌組織壯大。原因有兩個：肌纖維增粗，即肥大；肌纖維數(shù)目增多，即增生。但主要是第一種作用。就肌纖維肥大而言，不同形式的運(yùn)動可優(yōu)先引起骨骼肌中某種肌纖維產(chǎn)生肥大，這種現(xiàn)象稱為肌纖維的選擇性肥大。3）訓(xùn)練對肌纖維代謝特征的影響訓(xùn)練對肌纖維有氧能力的影響。耐力訓(xùn)練可使肌纖維中的線粒體數(shù)目增多，體積增大，容積密度增加，使線粒體中的有氧代謝酶活性增加，因而使肌纖維的有氧氧化能力提高。力量訓(xùn)練使肌纖維的面積大大增加，而線粒體卻未相應(yīng)增加。因而，力量訓(xùn)練不僅無法增加肌肉的有氧能力，甚至可能降低肌肉的有氧能力。訓(xùn)練對肌纖維無氧能力的影響。短跑運(yùn)動員乳酸脫氫酶最高，長跑運(yùn)動員最低，其他項目介于兩者之間。訓(xùn)練對肌纖維影響的專一性。訓(xùn)練所引起的肌纖維的適應(yīng)性變化，具有很明顯的專一性，這不僅表現(xiàn)在不同的運(yùn)動專項或不同訓(xùn)練方式上，而且也表現(xiàn)在局部訓(xùn)練上，即使同一個體，各部肌肉的活動程度不同，反應(yīng)也不同。二、氧的運(yùn)輸系統(tǒng)與能量代謝（一）氧的運(yùn)輸系統(tǒng)人體有氧工作能力決定于機(jī)體氧運(yùn)輸系統(tǒng)功能和肌肉利用氧的能力。其中心泵功能是制約運(yùn)氧能力的主要因素。氧的供應(yīng)是實現(xiàn)人體正常生理活動和運(yùn)動的必要條件。氧的供應(yīng)，首先是氧的運(yùn)輸，即氧從體外運(yùn)輸?shù)襟w內(nèi)，直至細(xì)胞中。氧的運(yùn)輸是由包括呼吸系統(tǒng)、血液系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)所構(gòu)成的氧的運(yùn)輸系統(tǒng)完成的，并接受神經(jīng)和體液的調(diào)控。人體有氧工作能力取決于機(jī)體氧運(yùn)輸系統(tǒng)和肌肉利用氧的能力。運(yùn)動時的呼吸功能1）運(yùn)動時肺通氣的變化肌肉利用氧的能力主要取決于肌肉的供氧量與細(xì)胞肌中線粒體氧化酶的活性、血流量與肌纖維周圍的毛細(xì)血管等因素。訓(xùn)練可以提高機(jī)體有氧能力及最大吸氧量的利用率。人體在進(jìn)行體育運(yùn)動時，隨著運(yùn)動強(qiáng)度的增加，體內(nèi)代謝的加強(qiáng)，所需的氧氣和排出二氧化碳量也隨之加大，同時在神經(jīng)和體液的調(diào)節(jié)下，呼吸肌收縮與舒張加強(qiáng)，表現(xiàn)為呼吸加深加快，肺通氣量增加。在運(yùn)動強(qiáng)度小的情況下，機(jī)體所需要的氧和所攝取的氧保持一致的狀態(tài)，才能夠使這種狀態(tài)持續(xù)較長時間。運(yùn)動時需氧量是隨著運(yùn)動強(qiáng)度的變化而變化的，并受到運(yùn)動持續(xù)時間的影響。訓(xùn)練可導(dǎo)致人體在進(jìn)行亞極量運(yùn)動時的每分通氣量增加的幅度減少，但訓(xùn)練者能承擔(dān)的運(yùn)動強(qiáng)度及運(yùn)動時能達(dá)到的每分通氣量的上限較無訓(xùn)練者高。運(yùn)動時，運(yùn)動員的最大通氣量可達(dá)升分，無訓(xùn)練者約為升分。在一定范圍內(nèi)，每分通氣量與運(yùn)動強(qiáng)度呈直線關(guān)系。2）運(yùn)動時的潮氣量（深度呼吸）與呼吸頻率運(yùn)動時，呼吸加深加快使通氣量增加。在運(yùn)動強(qiáng)度較低時，每分通氣量的增加主要是靠潮氣量的增加，呼吸頻率的增加不明顯；在運(yùn)動強(qiáng)度較強(qiáng)時，每分通氣量的增加主要靠呼吸頻率的增加，潮氣量的增加幅度有所下降。運(yùn)動強(qiáng)度大、持續(xù)時間短，雖然總需氧量少，但每分鐘需氧量卻大。反之，運(yùn)動強(qiáng)度小、持續(xù)時間長，雖然每分鐘需氧量少，可是總需氧量卻大。3）運(yùn)動時的合理呼吸呼吸與技術(shù)動作相結(jié)合。通常周期性的運(yùn)動要特別注意呼吸的節(jié)奏，富有節(jié)奏地呼吸，將會使運(yùn)動更加輕松和協(xié)調(diào)，更有利于創(chuàng)造出好的運(yùn)動成績。同樣呼吸運(yùn)動是一種節(jié)律性活動，其深度和頻率隨著機(jī)體代謝水平而改變，運(yùn)動時為維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定，呼吸必須加深加快，這都是通過神經(jīng)與體液的共同調(diào)節(jié)實現(xiàn)的。同時要注意的是呼吸形式、呼吸時相、呼吸節(jié)奏與技術(shù)，與動作相配合，如長跑，宜采用單步一吸、個單步一呼的方法。非周期性運(yùn)動時，原則上以完成兩臂前屈、外展、外旋、擴(kuò)胸、提肩或展體時采用的吸氣較為有利，而在完成與上述相反的運(yùn)動時采取呼氣為好。體育運(yùn)動過程中，人們往往忽略了運(yùn)動與呼吸的配合、協(xié)調(diào)。加大呼吸深度，控制呼吸頻率，提高肺換氣效率。劇烈運(yùn)動時，呼吸頻率和肺通氣量迅速上升，呼吸深度反而減小，容易引起呼吸肌的疲勞，甚至衰竭，造成運(yùn)動效果下降。徑賽運(yùn)動員的呼吸頻率不宜超過次分，若超過次分，即為無效呼吸。對兒童少年來說，經(jīng)常進(jìn)行胸式和腹式的深呼吸鍛煉，對發(fā)展肺通氣功能是非常有益的。由于解剖無效腔的存在，加大呼吸深度，才能有效地提高肺泡通氣量。減小呼吸道阻力。運(yùn)動時呼吸的目的是保證在吸氣時，期望肺泡腔中有更多含氧的新鮮空氣，呼氣時，期望能呼出更多的含二氧化碳的代謝氣體。正常人安靜時的呼吸是經(jīng)過鼻呼吸的方法進(jìn)行的，但運(yùn)動時，由于肺通氣量的增加，需要采取口鼻并用法來呼吸，以減少肺通氣的阻力，延緩疲勞的出現(xiàn)。劇烈運(yùn)動時，用口呼吸可以使肺通氣量從用鼻呼吸時的升分增加到升分。當(dāng)人體進(jìn)行慢跑時，對氧的需求量不是太大時，采用以鼻吸氣，以嘴吐氣的方式為佳，隨著速度的加快，可增加吐氣的深度和頻率，當(dāng)然，在嚴(yán)寒的季節(jié)里，最好不要過多地用口呼吸。對于鍛煉者來說，主觀感覺必須使用嘴幫忙吸氣時，說明跑步速度太快，此時應(yīng)適當(dāng)放慢運(yùn)動速度。正確使用憋氣方法。胸膜壁層與胸膜臟層之間的腔隙稱為胸膜腔，其內(nèi)存在的壓力稱為胸內(nèi)壓。在正常情況下總是低于大氣壓，因此稱之為胸內(nèi)負(fù)壓。憋氣是會反射性地引起肌張力加強(qiáng)，胸廓與腹腔固定，在完成一些運(yùn)動技術(shù)動作時，可為上肢的發(fā)力獲得穩(wěn)定的支撐。但憋氣過長時，胸膜腔內(nèi)壓會呈正壓，導(dǎo)致靜脈血回流困難，心輸出量減少，致使心、腦、視網(wǎng)膜供血不足，產(chǎn)生頭暈、惡心、耳鳴等感覺。憋氣結(jié)束，會出現(xiàn)反射性深吸氣，使胸膜腔內(nèi)壓驟減，滯留于靜脈的血液迅速回心，血壓驟升。這對于兒童少年的心臟發(fā)育和缺乏心力貯備者或老年人的心血管功能會產(chǎn)生極為不利的影響，為此，憋氣在運(yùn)動中一定要謹(jǐn)慎應(yīng)用。4）運(yùn)動與氧通氣當(dāng)量經(jīng)常鍛煉的人，氧擴(kuò)散容量隨年齡降低的趨勢將推遲，無論安靜時還是運(yùn)動時，運(yùn)動員的氧擴(kuò)散量比非運(yùn)動員高。在肺換氣過程中，由肺氣泡擴(kuò)散入肺毛細(xì)血管，并供給人體實際消耗或利用的氧量為吸氧量。氧通氣當(dāng)量是指每分通氣量和每分吸氧量的比值。氧通氣當(dāng)量是評價呼吸效率的一項重要指標(biāo)，氧通氣當(dāng)量小，說明氧的攝取效率高。正常人安靜時氧通氣當(dāng)量為（升升）。運(yùn)動時，在相同吸氧量情況下，運(yùn)動員的通氣量比無訓(xùn)練者要少；在相同肺通氣量情況下，運(yùn)動員的吸氧量較無訓(xùn)練者要大得多，即運(yùn)動員的呼吸效率高。2.血液與氧的運(yùn)載1）氧在血液中的運(yùn)輸氧在體內(nèi)的運(yùn)輸方式有兩種：即結(jié)合氧與溶解氧。血液中（P高）以物理溶解和化學(xué)結(jié)合兩種方式運(yùn)載。物理溶解量很少，但物理溶解是化學(xué)結(jié)合的前提，以化學(xué)結(jié)合形勢的運(yùn)輸占以上，氧與血紅蛋白的化學(xué)結(jié)合叫氧合，其分離叫氧離。在肺部，當(dāng)氧分壓P升高時與結(jié)合形成氧合血紅蛋白（O），而在組織，當(dāng)P降低時氧合血紅蛋白又解離出。血紅蛋白是氧合還是解離，取決于該組織P的高低。血紅蛋白不斷地在肺部（P高）通過氧合結(jié)合血紅蛋白（O），并隨血液循環(huán)運(yùn)輸至組織（P低）進(jìn)行氧離，釋放出，供組織利用。2)血紅蛋白氧氧飽和度、氧容量和氧含量血紅蛋白氧飽和度。簡稱血氧飽和度，是指血液中與結(jié)合（被氧飽和）的程度。影響血氧飽和的因素是由P所決定的。平原地帶的人安靜時動脈血P為13.3 （），血氧飽和度為9698。血紅蛋白氧容量。是指血氧飽和度達(dá)100時，每升血液中血紅蛋白所能結(jié)合的最大量。影響血紅蛋白容量的主要因素是血紅蛋白濃度。正常男子的血紅蛋白濃度為150克升，其容量約為200毫升升。血紅蛋白氧含量。實際上，正常人血液的血氧飽和度并不能達(dá)到100，故把每升血液中血紅蛋白實質(zhì)結(jié)合的氧含量稱為血紅蛋白氧含量，其值受氧分壓的影響。例如，動脈血氧分壓高，血紅蛋白氧飽和度大，血氧含量多。正常男子動脈血氧含量約為194毫升升，其氧容量約為200毫升升。3）血液的酸堿緩沖功能正常人血液的平均值為7.4，動脈血漿的為7.357.45，靜脈血平均低0.020.1。這是機(jī)體代謝和各種酶活動所要求的適宜條件之一。人體生命活動所能耐受的最大PH變動范圍為6.97.8，PH低于7.33為失代償性酸中毒，高于7.45為失代償性堿中毒。在進(jìn)行劇烈運(yùn)動時，機(jī)體內(nèi)主要依靠無氧代謝功能，還會產(chǎn)生大量較強(qiáng)的酸性物質(zhì)乳酸。這些酸性物質(zhì)使血液PH下降。人體從飲食中也會攝入堿性物質(zhì)。當(dāng)這些堿性物質(zhì)進(jìn)入血液后，解離出OH-又會使血液呈堿性，PH升高，而人體PH只能在一個非常狹小的范圍內(nèi)波動。代謝中產(chǎn)生酸性或堿性物質(zhì)首先進(jìn)入血液，被血液中的緩沖物質(zhì)所平衡。緩沖物質(zhì)是成對存在的，人體的腎臟也具有維持酸堿平衡的作用。3心血管功能與氧的運(yùn)輸1）每搏輸出量和射血分?jǐn)?shù)血液循環(huán)的形式是多樣的。循環(huán)系統(tǒng)的組成有開放式和封閉式；循環(huán)的途徑有單循環(huán)和雙循環(huán)。人類血液循環(huán)是封閉式的，由體循環(huán)和肺循環(huán)兩條途徑構(gòu)成的雙循環(huán)。一次心搏中由一側(cè)心室射出的血液量稱為每搏輸出量。在安靜狀態(tài)下，正常成年人左心室舒張末期的容積為145毫升，收縮末期的容積為75毫升，二者差值即為每搏輸出量，約為70毫升。心室在每次射血時，并未將心室內(nèi)充盈的血液全部射出。每搏輸出量占心室舒張末期容積的百分比，稱為射血分?jǐn)?shù)。射血分?jǐn)?shù)每搏輸出量心室舒張末期容積（毫升）100成人安靜時射血分?jǐn)?shù)約為60。每搏輸出量和射血分?jǐn)?shù)與心肌收縮力有關(guān)。收縮力越大，心臟播出血量越多，心室內(nèi)剩余血量就越少，射血分?jǐn)?shù)越大。肌肉活動時射血分?jǐn)?shù)提高。2）每分輸出量和心指數(shù)一側(cè)心室每分鐘射出的血液量，稱為每分輸出量，簡稱心輸出量。心輸出量等于心率與搏出量的乘積。安靜時，健康男子每搏輸出量約為70毫升，如心率為75分，則心輸出量約為5K毫升分。在身體、體重等條件相似的情況下，女子心輸出量比男子約低10；老年人心輸出量低于青年時期；情緒激動或身體活動時，心輸出量增加。安靜時的心輸出量與體表面積成正比。以單位體表面積計算的心輸出量，為心指數(shù)。3）心功能貯備血液由左心室射出經(jīng)主動脈及其各級分支流到全身的毛細(xì)血管，心輸出量隨機(jī)體代謝需要而增加的能力，稱之為心功能貯備或心力貯備。心力貯備是最大心輸出量與安靜時心輸出量之差。健康成人安靜時心輸出量約為5升分；劇烈運(yùn)動時，心輸出量大幅度增加，最大心輸出量可達(dá)30升分，心力貯備可達(dá)25升分。訓(xùn)練水平高的運(yùn)動員最大心輸出量可達(dá)35升分。心功能貯備也可以用心率貯備來表示，即：心率貯備最大心率安靜心率。一般而言，一個人的最大心率可用“220年齡”來衡量。因此，同年齡的人的心率貯備就決定于其安靜心率，安靜心率較低者有較高的心率貯備。研究發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動訓(xùn)練不能提高最大心率，但運(yùn)動訓(xùn)練，特別是耐力訓(xùn)練能降低安靜心率，故耐力運(yùn)動員的心率貯備較大。4）動脈血壓動脈血壓的形成與心臟射血、外周阻力、主動脈和大動脈管壁的可擴(kuò)張性和彈性以及血管系統(tǒng)內(nèi)有無足夠的血液充盈量等因素有關(guān)。血壓是指血管內(nèi)血液對于單位面積血管壁的側(cè)壓力，即壓強(qiáng)。血壓的形成還有賴于心臟的射血和血液流動過程中所遇到的外周阻力。主動脈和大動脈管壁的彈性對動脈血壓起緩沖作用，當(dāng)主動脈和大動脈管壁的彈性降低時，表現(xiàn)為收縮壓升高而舒張壓不變或稍高，脈壓增大。在一個心動周期中，盡管血液是連續(xù)不斷的，但動脈血管內(nèi)的血壓卻是周期性變化著的，心室收縮時，主動脈壓急劇升高，在收縮中期動脈血壓達(dá)到最大值，稱收縮壓。心室舒張時主動脈壓下降，在心舒末期主動脈壓最低值稱舒張壓。動脈血壓通常用在上臂肱動脈處測得的血壓來代表。正常人動脈血壓在一定范圍內(nèi)變動，但保持相對穩(wěn)定。如果動脈血壓過低，各器官得不到足夠的血液供應(yīng)，可導(dǎo)致腦、心、腎等器官缺血、缺氧，嚴(yán)重時將危及生命。血壓過高，則心臟射血的阻力增大，心肌負(fù)荷加重，久之可導(dǎo)致心臟擴(kuò)大，以致心力衰竭，嚴(yán)重時可致血管壁受損。如果腦血管損傷，會發(fā)生腦出血。5）運(yùn)動時血液循環(huán)功能的調(diào)節(jié)與適應(yīng)運(yùn)動時，由于體內(nèi)能量物質(zhì)消耗的增強(qiáng)和代謝物的增多，因此就必須加快血液的流通量，及時滿足機(jī)體各部能源的供應(yīng)和代謝物的排泄。由于心交感神經(jīng)活動加強(qiáng)，因此心率加快，心肌收縮力加強(qiáng)，心輸出量增加。骨骼肌節(jié)律性收縮的靜脈泵作用和呼吸運(yùn)動的加強(qiáng)等也有利于靜脈血液回流，導(dǎo)致心輸出量增加，運(yùn)動中動用心率貯備是調(diào)節(jié)輸出量的主要途徑，充分動員心率貯備可使心輸出量增加1.5-2倍。長期從事耐力訓(xùn)練的運(yùn)動員，運(yùn)動時心輸出量可比靜息時增加7-8倍。運(yùn)動時心輸出量的增加并不是平均分配給全身各個器官，而是心臟和進(jìn)行運(yùn)動的肌肉里的血流量明顯增加，不參與運(yùn)動的骨骼肌及內(nèi)臟的血流量增加不大或減少。在最大強(qiáng)度運(yùn)動時，所增加的心輸出量中由流向了運(yùn)動的肌肉。（二）運(yùn)動中的能量物質(zhì)與能量供應(yīng)機(jī)體的能源物質(zhì)及其能量價值1）能源物質(zhì)。體內(nèi)貯存的能量物質(zhì)有多種形式，包括血液中葡萄糖、肝糖原、肌糖原等。食物中的營養(yǎng)物質(zhì)包括糖、脂肪、蛋白質(zhì)、無機(jī)鹽、維生素、水、膳食纖維等大類，其中只有糖、脂肪、蛋白質(zhì)是能源物質(zhì)。另外，體內(nèi)還有兩種高能磷酸化合物，即三磷酸腺苷和磷酸肌酸。2）糖、脂肪和蛋白質(zhì)的能量價值。運(yùn)動中的能量供應(yīng)（1）三磷酸腺苷（ATP）在生物體內(nèi)的作用可形象地比喻為能量轉(zhuǎn)化與傳遞的“載體”或“通貨”，是肌肉活動時能量的直接來源。三磷酸腺苷（ATP）存在于細(xì)胞內(nèi)，由自身合成并可迅速分解從而被直接利用的一種自由存在的化學(xué)能形式。它由一個大分子的腺苷和三個磷酸根組成，故稱為三磷酸腺苷。在ATP分子結(jié)構(gòu)的后兩個磷酸根結(jié)合鍵中蘊(yùn)藏著大量的化學(xué)能，故稱為高能磷酸鍵。ATP也因此被稱為高能磷酸化合物。ATP是肌肉活動唯一的直接能源。肌肉活動時，貯存在肌肉細(xì)胞中的ATP不斷在ATP酶的催化下，迅速分解為二磷酸腺苷（ADP）和無機(jī)磷（Pi），并釋放出能量用于肌肉運(yùn)動，完成機(jī)械功。然而，肌肉中的ATP儲量很少，僅為5mmolk（濕肌），肌肉運(yùn)動時若不及時補(bǔ)充，ATP可在極短時間內(nèi)消耗殆盡，必須邊分解邊合成ATP才能不斷供應(yīng)肌肉活動所需要的能量，該能量提供給肌小節(jié)中的橫橋擺動，產(chǎn)生肌絲滑行，引起肌肉收縮。ATP的分解與再合成，即高能鍵的斷裂與再連接在活的細(xì)胞內(nèi)是永不停止地進(jìn)行著，運(yùn)動中當(dāng)ATP再合成速率下降時，表明能量供應(yīng)受阻，意味著疲勞開始出現(xiàn)。（2）ATP的再合成過程。ATP的再合成實際上是ADP與Pi再連接，是一個磷酸化的吸能過程。ATP再合成所需要的能量來源有三個途徑：一是磷酸肌酸的分解供能；二是糖原無氧酵解供能；三是糖和脂肪（可能還有蛋白質(zhì)）的有氧氧化供能。磷酸肌酸的分解磷酸源供能系統(tǒng)。磷酸肌酸是儲存在細(xì)胞中的另一種高能磷酸化合物，分解時可釋放出大量能量。當(dāng)肌肉收縮時?？呻S著ATP的迅速分解而立即分解，為ADP與Pi再合成ATP提供能量。然而，肌纖維中CP的含量也是有限的。當(dāng)其全部分解時，釋放出的能量也只能維持?jǐn)?shù)秒鐘的劇烈運(yùn)動。磷酸肌酸在三磷酸腺苷再合成中的重要意義在于其快速動用性。糖原的酵解乳酸能系統(tǒng)。當(dāng)運(yùn)動的持續(xù)時間達(dá)10秒以上時，體內(nèi)能量主要依靠糖原的無氧酵解來提供。1mmol肌糖原酵解后釋放的能量可合成3mmolATP，1mmol葡萄糖酵解后釋放的能量可合成2mmolATP。糖的酵解雖然生成的能量少，但在運(yùn)動時，特別是機(jī)體處于缺氧或供氧相對不足的條件下，是機(jī)體保證能量供應(yīng)的應(yīng)急措施，因而具有重要的生理意義。因為在糖的無氧酵解過程中產(chǎn)生副產(chǎn)品乳酸，所以，這個供能系統(tǒng)又被稱為乳酸能系統(tǒng)。乳酸產(chǎn)生后，會引起肌肉疲勞，這是限制運(yùn)動能力的一個因素。糖和脂肪的有氧氧化糖的有氧氧化供能系統(tǒng)。當(dāng)運(yùn)動中氧的供應(yīng)能滿足機(jī)體需要時，ATP再合成所需能量要由糖、脂肪的有氧氧化提供。有氧氧化過程提供的能量較多，有利于維持較長時間的運(yùn)動。1mmol子糖原通過有氧氧化，最終可產(chǎn)生3mmol ATP，1mmol葡萄糖通過有氧氧化可產(chǎn)生38mmol ATP。此過程的產(chǎn)能是糖無氧酵解過程產(chǎn)能的13倍。三、運(yùn)動過程中人體功能的變化與運(yùn)動技能的形成（一）運(yùn)動過程中人體功能的變化規(guī)律競技狀態(tài)及其調(diào)節(jié)在參加比賽或訓(xùn)練前，身體的某些器官和系統(tǒng)會產(chǎn)生一系列條件反射性變化，由此引起的生理過程和機(jī)能反應(yīng)稱為賽前狀態(tài)。它可產(chǎn)生在比賽前數(shù)天、數(shù)小時或數(shù)分鐘，并一直持續(xù)到運(yùn)動結(jié)束后的一段時間。按其發(fā)生的順序可分為賽前狀態(tài)、準(zhǔn)備活動、進(jìn)入工作狀態(tài)、穩(wěn)定狀態(tài)、疲勞和恢復(fù)個階段。賽前狀態(tài)的生理意義及其調(diào)整賽前狀態(tài)可分為三種，不同的賽前狀態(tài)對運(yùn)動能力產(chǎn)生不同的影響。（）準(zhǔn)備狀態(tài)賽前狀態(tài)的生理反應(yīng)主要表現(xiàn)在神經(jīng)系統(tǒng)、氧運(yùn)輸系統(tǒng)和物質(zhì)代謝等方面的變化。其特點是：中樞神經(jīng)系統(tǒng)興奮性適度提高，自主性神經(jīng)系統(tǒng)和內(nèi)臟器官的惰性得到一定的克服，進(jìn)入工作狀態(tài)的時間適當(dāng)縮短，有利于發(fā)揮機(jī)體工作能力和提高運(yùn)動成績。（）起賽熱癥其特點是：中樞神經(jīng)系統(tǒng)的興奮性過高，表現(xiàn)為過度緊張，常有寢食不安、四肢無力、喉嚨發(fā)堵等不良反應(yīng)，運(yùn)動能力和成績下降。例如，初次參加比賽的年輕選手，或參加特別重大比賽的運(yùn)動員，或運(yùn)動員過分重視比賽結(jié)果時都容易出現(xiàn)起賽熱癥。（）起賽冷淡其特點是：賽前興奮性過低，引起超限抑制，表現(xiàn)為對比賽淡漠、渾身無力，比賽時不能充分發(fā)揮體能與技能，通常是起賽熱癥的繼發(fā)反應(yīng)。為了提高運(yùn)動員的運(yùn)動能力，必須把起賽熱癥和起賽冷淡調(diào)整到準(zhǔn)備狀態(tài)。因此，要求運(yùn)動員提高心理素質(zhì)，正確對待比賽；讓運(yùn)動員多參賽，增加比賽經(jīng)驗。例如，運(yùn)動員興奮性過低時，可做強(qiáng)度較大的準(zhǔn)備練習(xí)；運(yùn)動員興奮性過高時，準(zhǔn)備活動的強(qiáng)度可小些，可安排輕松和轉(zhuǎn)移注意力的活動，賽前作息制度應(yīng)盡量與比賽條件一致。此外，準(zhǔn)備活動與正式練習(xí)的時間間隔一般不超過分鐘，在一般的體育教學(xué)課中以分鐘為宜。3準(zhǔn)備活動與整理活動1）準(zhǔn)備活動準(zhǔn)備活動的時間、強(qiáng)度、內(nèi)容、形式以及正式練習(xí)之間的時間間隔等因素都能影響準(zhǔn)備活動的生理效應(yīng)。在比賽、訓(xùn)練和體育課的基本部分之前進(jìn)行身體練習(xí)，目的是為即將來臨的劇烈運(yùn)動或比賽做好準(zhǔn)備。準(zhǔn)備活動的生理作用是：調(diào)整賽前狀態(tài)，提高中樞神經(jīng)系統(tǒng)和肌肉組織的興奮性?？朔难芟到y(tǒng)和呼吸系統(tǒng)的生理惰性，使肺通氣量及心輸出血量增加，心肌和骨酪肌毛細(xì)血管擴(kuò)張，工作肌能獲更多的氧，縮短進(jìn)入工作狀態(tài)的時程。提高組織的興奮性與代謝水平，升高體溫，降低肌肉黏滯性，增加肌肉的伸展性、柔韌性，提高收縮和舒張速度，增加肌力并預(yù)防損傷；使血紅蛋白和肌紅蛋白釋放更多的氧；增加體內(nèi)酶的活性，保證有較充足的能量供應(yīng)。增強(qiáng)皮膚的血流量以利于散熱，防止正式比賽時體溫過高。準(zhǔn)備活動的時間、強(qiáng)度與正式練習(xí)的時間間隔、內(nèi)容和形式等是影響其生理效應(yīng)的主要因素。準(zhǔn)備活動以最大攝氧量、心率在次分、時間在分之間為宜。此外，還應(yīng)根據(jù)項目特點、個人習(xí)慣、訓(xùn)練水平和季節(jié)氣候等因素適當(dāng)加以調(diào)整，通常以微微出汗為宜。若準(zhǔn)備活動與正式練習(xí)之間的間隔時間過長，其痕跡效應(yīng)則消失。實驗證明，準(zhǔn)備活動后間隔分鐘其痕跡效應(yīng)全部消失。（）整理活動人體在承受一定的運(yùn)動負(fù)荷刺激后，機(jī)體機(jī)能和工作效率會逐漸降低，整理活動就是指在正式練習(xí)后所做的一些加速機(jī)體功能恢復(fù)的較輕松的身體練習(xí)。通過整理活動，可減少肌肉的延遲性酸疼，有助于消除疲勞；可使肌肉血流量增加，加速乳酸利用；可預(yù)防激烈活動驟然停止可能引起的機(jī)體功能失調(diào)。例如，跑到終點后站立不動，血液大量集中在下肢擴(kuò)張的血管內(nèi)，使靜脈回心血量減少，因而心輸出量下降，血壓降低，造成暫時性腦缺血，甚至出現(xiàn)“重力性休克”。因此機(jī)體對運(yùn)動負(fù)荷的耐受程度有較大的個體差異，并受許多因素，如訓(xùn)練負(fù)荷的量和強(qiáng)度、訓(xùn)練后機(jī)體機(jī)能的恢復(fù)及運(yùn)動員的身體機(jī)能狀態(tài)等因素的影響。穩(wěn)定狀態(tài)與進(jìn)入工作狀態(tài)1）穩(wěn)定狀態(tài)穩(wěn)定狀態(tài)可分為真穩(wěn)定狀態(tài)和假穩(wěn)定狀態(tài)。運(yùn)動時進(jìn)入工作狀態(tài)結(jié)束后，人體的機(jī)能水平和工作效率在一段時間內(nèi)處于一種動態(tài)平衡或相對穩(wěn)定狀態(tài)，這稱為穩(wěn)定狀態(tài)。在進(jìn)行中小強(qiáng)度的長時間運(yùn)動時，進(jìn)入工作狀態(tài)結(jié)束后，機(jī)體的攝氧量能夠滿足需氧量，各項生理指標(biāo)保持相對穩(wěn)定，這種狀態(tài)為真穩(wěn)定狀態(tài)。在進(jìn)行強(qiáng)度較大、持續(xù)時間較長的運(yùn)動時，進(jìn)入工作狀態(tài)結(jié)束后，機(jī)體攝氧量已達(dá)到并穩(wěn)定在最大攝氧量水平上，但仍不滿足機(jī)體對氧的需求，運(yùn)動過程中氧虧不斷增多，這種狀態(tài)稱為假穩(wěn)定狀態(tài)。2）“極點”與“第二次呼吸”在進(jìn)行劇烈運(yùn)動開始階段，內(nèi)臟器官的活動滿足不了運(yùn)動器官的需要，會出現(xiàn)呼吸困難、胸悶、肌肉酸軟無力、動作遲緩不協(xié)調(diào)、心率劇增及精神低落等一系列暫時性生理機(jī)能低下綜合征。這種機(jī)能狀態(tài)稱為“極點”?！皹O點”出現(xiàn)后，采取適當(dāng)降低運(yùn)動強(qiáng)度、調(diào)整呼吸節(jié)奏等自我緩解措施，生理機(jī)能低下綜合征癥狀會明顯減輕或消失。這時，自主神經(jīng)與軀體神經(jīng)系統(tǒng)機(jī)能水平會達(dá)到新的動態(tài)平衡，人體的動作會變得輕松有力，呼吸也會變得均勻自如，這種機(jī)能變化過程和狀態(tài)稱為“第二次呼吸”?！暗诙魏粑钡某霈F(xiàn)標(biāo)志著進(jìn)入工作狀態(tài)階段的結(jié)束。3）進(jìn)入工作狀態(tài)進(jìn)行體育運(yùn)動時，人的運(yùn)動能力逐漸提高的生理過程叫進(jìn)入工作狀態(tài)。肌肉活動必須依賴內(nèi)臟各器官的協(xié)調(diào)活動和配合才能實現(xiàn)，協(xié)調(diào)循環(huán)與呼吸系統(tǒng)的惰性對進(jìn)入工作狀態(tài)影響較大。研究表明，在不做準(zhǔn)備活動的情況下跑1500米，呼吸和循環(huán)系統(tǒng)的活動需要在運(yùn)動開始后2-3分才能達(dá)到最高水平，而骨骼肌在20-30秒內(nèi)就可發(fā)揮出最大工作效率。4）減輕極點反應(yīng)的措施良好的賽前狀態(tài)和適當(dāng)?shù)臏?zhǔn)備活動都能預(yù)先克服內(nèi)臟器官的生理惰性，從而減輕極點的反應(yīng)程度。極點出現(xiàn)時，應(yīng)繼續(xù)堅持運(yùn)動，并注意加深呼吸和適當(dāng)控制運(yùn)動強(qiáng)度，有助于減輕極點的反應(yīng)和促使第二次呼吸的出現(xiàn)。5運(yùn)動性疲勞運(yùn)動性疲勞是指機(jī)體生理過程不能繼續(xù)維持在特定水平或不能維持預(yù)定的運(yùn)動強(qiáng)度，關(guān)于運(yùn)動性疲勞產(chǎn)生機(jī)制最具代表性的理論有衰竭學(xué)說、堵塞學(xué)說、內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定性失調(diào)學(xué)說、保護(hù)性抑制學(xué)說、突變理論和自由基學(xué)說。6運(yùn)動后的恢復(fù)與運(yùn)動能力的提高恢復(fù)過程運(yùn)動后的恢復(fù)與運(yùn)動能力的提高恢復(fù)過程是指人體在運(yùn)動過程中和運(yùn)動結(jié)束后，各種生理機(jī)能和能源物質(zhì)逐漸恢復(fù)到運(yùn)動前水平的功能變化過程。1）促進(jìn)人體功能恢復(fù)的措施。有活動性手段、營養(yǎng)性手段、睡眠、物理手段和心理學(xué)手段等。2）恢復(fù)過程的一般規(guī)律?；謴?fù)過程可分為三個階段：第一階段，運(yùn)動時能源物質(zhì)消耗占優(yōu)勢，消耗大于恢復(fù)，能源物質(zhì)逐漸減少，各器官系統(tǒng)的工作能力下降；第二階段，運(yùn)動停止后能源物質(zhì)消耗減少，恢復(fù)占優(yōu)勢，能源物質(zhì)和各器官系統(tǒng)的功能逐漸恢復(fù)到原來水平；第三階段，運(yùn)動時消耗的能源物質(zhì)及各器官系統(tǒng)機(jī)能不僅恢復(fù)到原來水平，甚至超過原來水平，這種現(xiàn)象稱為超量恢復(fù)或超量代償。超量恢復(fù)保持一段時間后又回到原來水平。（二）運(yùn)動技能的形成1運(yùn)動技能的條件反射本質(zhì)從生理學(xué)本質(zhì)來看，運(yùn)動技能的學(xué)習(xí)就是建立復(fù)雜的、連鎖的、本體感受性的運(yùn)動條件反射。在學(xué)習(xí)運(yùn)動技能時，大腦皮質(zhì)運(yùn)動中樞內(nèi)支配肌肉活動的相關(guān)神經(jīng)元在機(jī)能上進(jìn)行排列組合，興奮和抑制在運(yùn)動中樞內(nèi)有序、規(guī)律地交替發(fā)生，這種條件反射的系統(tǒng)化表現(xiàn)為相對固定的動作定型。也就是說，運(yùn)動技能的形成是建立動作定型的結(jié)果。2運(yùn)動技能的形成過程運(yùn)動技能的形成可以用神經(jīng)反射機(jī)制和控制論機(jī)制來說明。根據(jù)大腦皮質(zhì)建立條件反射的機(jī)制，可以把運(yùn)動技能的形成分為相互聯(lián)系的個過程。1）泛化過程在學(xué)習(xí)一個動作的初期，由于人體內(nèi)外環(huán)境的刺激通過感受器（特別是本體感覺）傳到大腦皮質(zhì)，引起皮質(zhì)細(xì)胞的興奮，而這一階段皮質(zhì)的內(nèi)抑制尚未精確建立，故大腦皮質(zhì)的興奮和抑制呈現(xiàn)擴(kuò)散狀態(tài)，條件反射的通路不能集中，缺乏特異性，這稱為泛化階段。這一階段的行為特點是動作僵硬、不協(xié)調(diào)、不夠放松，出現(xiàn)多余動作。在技能學(xué)習(xí)的泛化階段，教師應(yīng)抓住動作的主要環(huán)節(jié)進(jìn)行教學(xué)，不宜過多強(qiáng)調(diào)動作的細(xì)節(jié)。2）分化過程在不斷練習(xí)動作的過程中，大腦皮質(zhì)運(yùn)動中樞的興奮和抑制從分散趨于集中，而且抑制過程增強(qiáng)，特別是分化抑制得到發(fā)展，能比較精確地反映動作的細(xì)節(jié)，這就進(jìn)入了技能形成的分化階段。這一階段動作定型初步建立但不夠鞏固，容易受新異刺激的干擾而出現(xiàn)錯誤。教師在教學(xué)中應(yīng)幫助學(xué)生體會動作的細(xì)節(jié)，注意糾正錯誤動作。3）鞏固過程經(jīng)過對正確動作的不斷重復(fù)，大腦皮質(zhì)的興奮與抑制在空間和時間上更加集中、精確，動作定型比較穩(wěn)定地建立起來，而且運(yùn)動器官和內(nèi)臟器官配合協(xié)調(diào)，這就進(jìn)入了運(yùn)動技能形成的鞏固階段。在這一階段仍然要堅持不斷的重復(fù)性技術(shù)練習(xí)，以防止動作定型的消退。4）自動化過程隨著對動作的練習(xí)和記憶，動作定型已經(jīng)牢固建立，并能自動重現(xiàn)，而且在完成動作時可以暫時不需要有意識地控制，而是可以讓整套動作流暢自如地展現(xiàn)出來，這時就進(jìn)入了運(yùn)動技能形成的自動化階段。達(dá)到自動化階段的動作精確、自然，并具有美感。四、身體素質(zhì)的生理學(xué)基礎(chǔ)（一）力量素質(zhì)的生理學(xué)基礎(chǔ)1力量素質(zhì)與神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)神經(jīng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)實現(xiàn)肌肉運(yùn)動，神經(jīng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)機(jī)能是肌肉力量大小的決定因素。發(fā)展肌肉最大力量取決于支配肌肉的神經(jīng)中樞的機(jī)能改善，肌肉中每一運(yùn)動單位發(fā)生最大的緊張性變化，肌肉中更多的運(yùn)動機(jī)能單位參加活動，肌肉活動過程中各種肌肉群協(xié)調(diào)性改善。只有在神經(jīng)中樞機(jī)能改善的基礎(chǔ)上，才能實現(xiàn)肌肉的功能。神經(jīng)