体育与健康学科知识与教学能力(高中)

第一节运动解剖学一、人体结构的基本组成1.上皮组织具有保护、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，功能是保护、防御、支持、修复和贮存等。3.肌肉组织肌肉组织包括骨骼肌、心肌和平滑肌三大部分。心肌具有收缩和舒张、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。俯卧撑发展：前锯肌、胸大肌（近固定）、肱三头肌（远固定）；仰卧起坐发展：髂腰肌、股直肌；卧推杠铃发展：前锯肌、胸大肌、肱三头肌（近固定）；引体向上发展胸小肌、菱形肌、背阔肌（近固定）、胸大肌、肱肌；负重深蹲起发展：竖脊肌、臀大肌、股四头肌（远固定）、小腿三头肌（近固定）；仰卧两头起发展：腹直肌、腹内、外斜肌、髂腰肌、股直肌（近固定）；仰卧举腿发展：腹直肌、髂腰肌、股直肌；负重耸肩发展：斜方肌、颈肌、上臂肌群、菱形肌；负重扩胸发展：斜方肌、背阔肌（近固定）。肺通气的动力是呼吸肌收缩；肺换气的动力是分压差。4.神经组织神经组织是由神经元（即神经细胞）和神经胶质组成。神经元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。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。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。骨由有机物（韧性）和无机物（韧性）构成。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①关节面：分为关节头和关节窝，关节面上覆盖着关节软骨。②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。③关节腔：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①韧带：可加强关节的稳固性和限制关节的运动。②关节唇：它加深关节窝，增大关节面，增加了关节的稳固性。③滑膜囊：起充填和减少摩擦的作用。（3）骨骼肌骨骼肌收缩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。口腔到12指肠为上消化道，12指肠到肛门为下消化道。消化腺包括肝脏、胰脏和唾液腺。2.消化和吸收食物的消化包括物理性消化和化学性消化。（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，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，上房下室。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。（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。（五）呼吸系统１．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。２．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。肺是气体交换的场所。肺位于胸腔内，肺由肺泡组成。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。３．呼吸的全过程（1）人体的呼吸过程包括肺通气（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。（2）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。（3）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。（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。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１２对。脊髓位于脊椎管内，有３１个节段，由上至下具体包含：８个颈节、１２个胸节、５个腰节、５个骶节和１个尾节。脊神经与脊髓节段相对应，左右成为一对，共３１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；听觉器官；本体感受器三、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１．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。２．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。３．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由肾、输尿管、膀胱、尿道组成。主要功能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由中枢和周围神经系统组成，中枢位于脑和脊髓。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。脑干具有传导、反射的低级中枢、网状结构功能；小脑具有协调躯体运动、调节肌紧张、维持平衡的功能；脊髓具有传导、反射的功能。脊髓内最简单的反射弧只有两个神经元，如膝反射。（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。本体感受器主要包括肌梭、腱梭，具有感受肌肉牵张、收缩和关节伸展的功能。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１．肌肉的细微结构（１）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（Ｉ带）和暗带（Ａ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Ｈ区，Ｈ区中间有一横向暗线称Ｍ线，明带长度可变，其中央有一条横向的暗线称Ｚ线。（２）肌管系统注：钙离子在肌肉收缩过程中起重要作用。２．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。（１）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Ｎａ＋和Ｋ＋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：①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；②兴奋传递节律是１对１的。即每一次神经纤维兴奋都可引起一次肌肉细胞兴奋；③单向传递。兴奋只能由神经末梢传向肌肉，而不能相反；④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；⑤高敏感性。易受化学和其他环境因素变化的影响，易疲劳。（２）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Ｃａ２＋释放入胞浆以及Ｃａ２＋由胞浆向肌浆网的再聚积。（３）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Ａ带的宽度不变。由于肌小节中部两侧的细肌丝向Ａ带中间滑行，逐渐接近，直到相遇，甚至重叠起来，因此Ｈ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Ｚ线靠近，所以Ｉ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1单收缩与强直收缩2缩短收缩、拉长收缩、等长收缩1）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。2）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。3）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＝０。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1力量训练的原则：超负荷、渐增阻力、针对性、顺序性、适宜频度。2速度素质训练原则：改善提高神经系统的灵活性；发展磷酸原系统功能能力；提高肌肉的协调放松能力；发展腿部力量及关节的柔韧性。4骨骼肌纤维的类型与运动的关系1）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。2）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：①肌纤维百分比组成的遗传度多数在90％以上；②快慢肌的转化主要发生在Ⅱ型肌的亚型中，且变化范围小于10％。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。原因有两个：①肌纤维增粗，即肥大；②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。3）训练对肌纤维代谢特征的影响①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。②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。③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。１．运动时的呼吸功能1）运动时肺通气的变化①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。②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１８０升／分，无训练者约为１２０升／分。在一定范围内，每分通气量与运动强度呈直线关系。2）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。3）运动时的合理呼吸①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２~４单步一吸、２~４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。②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３０次／分，若超过４５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。③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８０升／分增加到１７３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。④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。4）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２４（６升／０．２５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。2.血液与氧的运载1）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９８％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Ｈｂ与Ｏ２结合形成氧合血红蛋白（ＨｂO），而在组织，当P降低时氧合血红蛋白又解离出Ｏ２。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（ＨｂO），并随血液循环运输至组织（P低）进行氧离，释放出Ｏ２，供组织利用。2)血红蛋白氧氧饱和度、氧容量和氧含量①血红蛋白氧饱和度。简称血氧饱和度，是指血液中Ｈｂ与Ｏ２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13.3ｋＰａ（ｍｍＨｇ），血氧饱和度为96％~98％。②血红蛋白氧容量。是指血氧饱和度达100％时，每升血液中血红蛋白所能结合的Ｏ２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Ｈｂ浓度为150克／升，其容量约为200毫升／升。③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100％，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194毫升／升，其氧容量约为200毫升／升。3）血液的酸碱缓冲功能正常人血液的ｐＨ平均值为7.4，动脉血浆的ｐＨ为7.35~7.45，静脉血平均低0.02~0.1。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PH变动范围为6.9~7.8，PH低于7.33为失代偿性酸中毒，高于7.45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PH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OH-又会使血液呈碱性，PH升高，而人体PH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。3心血管功能与氧的运输1）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145毫升，收缩末期的容积为75毫升，二者差值即为每搏输出量，约为70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）×100％成人安静时射血分数约为60％。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。2）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70毫升，如心率为75／分，则心输出量约为5K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10％；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。3）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5升／分；剧烈运动时，心输出量大幅度增加，最大心输出量可达30升／分，心力贮备可达25升／分。训练水平高的运动员最大心输出量可达35升／分。心功能贮备也可以用心率贮备来表示，即：心率贮备＝最大心率－安静心率。一般而言，一个人的最大心率可用“220－年龄”来衡量。因此，同年龄的人的心率贮备就决定于其安静心率，安静心率较低者有较高的心率贮备。研究发现，运动训练不能提高最大心率，但运动训练，特别是耐力训练能降低安静心率，故耐力运动员的心率贮备较大。4）动脉血压动脉血压的形成与心脏射血、外周阻力、主动脉和大动脉管壁的可扩张性和弹性以及血管系统内有无足够的血液充盈量等因素有关。①血压是指血管内血液对于单位面积血管壁的侧压力，即压强。血压的形成还有赖于心脏的射血和血液流动过程中所遇到的外周阻力。②主动脉和大动脉管壁的弹性对动脉血压起缓冲作用，当主动脉和大动脉管壁的弹性降低时，表现为收缩压升高而舒张压不变或稍高，脉压增大。③在一个心动周期中，尽管血液是连续不断的，但动脉血管内的血压却是周期性变化着的，心室收缩时，主动脉压急剧升高，在收缩中期动脉血压达到最大值，称收缩压。心室舒张时主动脉压下降，在心舒末期主动脉压最低值称舒张压。④动脉血压通常用在上臂肱动脉处测得的血压来代表。⑤正常人动脉血压在一定范围内变动，但保持相对稳定。如果动脉血压过低，各器官得不到足够的血液供应，可导致脑、心、肾等器官缺血、缺氧，严重时将危及生命。血压过高，则心脏射血的阻力增大，心肌负荷加重，久之可导致心脏扩大，以致心力衰竭，严重时可致血管壁受损。如果脑血管损伤，会发生脑出血。5）运动时血液循环功能的调节与适应①运动时，由于体内能量物质消耗的增强和代谢物的增多，因此就必须加快血液的流通量，及时满足机体各部能源的供应和代谢物的排泄。由于心交感神经活动加强，因此心率加快，心肌收缩力加强，心输出量增加。骨骼肌节律性收缩的静脉泵作用和呼吸运动的加强等率）／（180－课前安静心率）×100％。 2）教学中，要注意观察学生对运动负荷的反应，并根据他们的实时反应适当调整运动负荷。在一堂体育课中，随着课的进行，脉率应呈波浪形上升趋势，到基本部分（课的中期或偏后）应达到最高峰，心率可达每分160-180次，课结束前心率开始下降，并在课后10分钟内恢复正常。3早锻炼、课间操和课外活动的医务监督。1）早锻炼的目的：消除大脑因睡眠而形成的抑制，活跃各器官系统的功能，迎接新一天的生活。通过锻炼增进健康，增强体质。2）早锻炼的时间与负荷量：早锻炼的时间不宜过长，以20-30分钟为宜，运动负荷也不宜过大，以每分钟心率130-160次为宜。3）课间操的目的：消除学习过程的疲劳，改善情绪，提高学习效率。4）课间操的时间与负荷量：课间操以１０~１５分钟为宜。5）课外活动目的：提高学生的身体素质或运动技术水平，丰富学生的课外生活。6）课外活动的时间与负荷量：时间每周至少２次，每次以１小时左右为宜，运动时的心率应控制在每分钟180次以下。课外活动的开展应做到周密安排，做到定时、定内容、定场地器材和定辅导人员。教师巡回指导和进行安全检查。（二）医疗体育1医疗体育的概念与生理作用身体康复的基础是运动器官的功能恢复。其主要生理作用有：提高防治疾病的能力，保持及恢复关节活动度，维持与增强肌肉力量和耐力，辅助增强其他器官对运动系统的支持功能。2体育医疗的方法与手段1)医疗体操2）医疗运动3）传统医疗体育手段4）医疗体育遵循的原则：①持之以恒②循序渐进③个别对待④综合治疗⑤密切观察（三）按摩1按摩的意义与作用机制其作用机制主要是通过改善全身或局部循环，促进气血运行，增强新陈代谢，消肿散淤，调节神经功能，缓解或消除疼痛，提高机体抵抗力和非特异性免疫能力，增加皮肤弹性，以及消除疲劳和增加肌力等。2常用的按摩手法1）推法：为疏通复位手法。用指、掌或肘用力于身体一定部位或穴位上单方向直推。主要功效是解痉止痛，镇静，活血。2）擦法：用手掌附着在一窟部位，直线往返移动。主要功效是温经通络，消肿，健脾胃。行气活血，镇静止痛。3）摩法：为散瘀消肿之法。用指或掌置于胸腹部体表做环形有节律的轻快摩擦移动。主要功效是调节胃肠蠕动。4）抹法：单手或双手拇指贴于头面部，上下或左右单向移动。主要功效是醒脑明目。5）按法：为镇静止痛之法。用指、掌或肘着力，按压在治疗部位。主要功效是放松肌肉，疏松经脉。6）揉法：为活散止痛之法。用手掌或指腹附于治疗部位或穴位上做轻快或沉稳而柔和的回旋动作。主要功效是消积导滞，宽胸理气，消除瘀结之肿和疼痛。7）滚法：为活血散瘀，消除疲劳之法。前臂内外旋带动腕关节紧贴体表做屈伸运动。主要功效是舒筋活血，滑利关节，消除酸痛。8）搓法：为松散之法。双手掌面挟住上下肢部位快速搓揉并上下移动。主要功效是放松肢体和肌肉，缓解筋肉紧张或痉挛。9）拿法：解痉通络之法。手指捏住治疗部位做持续按捏。主要功效是解表发汗，提神开窍，解痉镇痛，筋肉痉挛，脉络阻塞。10）捏脊法：两手将脊柱两旁皮肤提起并牵拉推捏。主要功效是健脾，止泻，止咳化痰。11）叩击法：为震动、疏通、调和之法。用指、掌或拳轻力有节奏弹打治疗部位。主要功效是解痉通络，消除疲劳，气血瘀滞，经络阻塞，筋肉痉挛与肢体疲劳。12）运拉法：为舒筋正骨之法。两手分别握关节远端和近端活动肢体。主要功效是防止或松解关节粘连，肢体活动障碍。（四）运动性病症运动性病症：运动医学名词。指由于运动训练或比赛安排不当而出现的疾病或机能异常。1.过度紧张过度紧张是指在训练或比赛时，运动负荷超出了机体所能承受的能力而发生的生理紊乱和病理现象。多发生在长时间、大负荷运动后。在缺少锻炼、比赛经验不足及因故长期中断训练或患病的运动员中，当他们过于勉强去完成机体难以承受的剧烈运动或比赛时，就有可能发生过度紧张。发生过度紧张时病情较轻者，只要保持安静平卧位，注意保暖，并予以必要的对症处理，口服镇静剂，吃容易消化的食物等；出现晕厥的病人，要平卧休息，保暖防寒，松解束带及领、袖，给氧吸入，或点掐人中、百会、涌泉等穴，并注意保持呼吸道通畅；神志不清者严禁进食；意识不能迅速恢复者应立即送医院处理。2.晕厥晕厥是由于暂时性脑缺血缺氧所导致的意识短暂紊乱或丧失。其危害是在晕厥发生的瞬间可能摔倒而导致骨折和外伤。发生晕厥的诱因有精神过于紧张、重力性休克、屏气、直立性低血压、中暑或心肌缺血。发生晕厥后应让患者平卧，头部位置稍低于脚，松开衣领、腰带，并保暖，按摩下肢，注意休息。必要时，由医务人员注射葡萄糖、给予输氧以及药物处理。3.运动中腹痛运动中或运动后所发生的腹部疼痛。在中长距离跑中，特别容易发生。运动中腹痛与以下因素有关：长期缺乏锻炼，准备活动不足、呼吸肌痉挛、身体状况不佳、劳累、精神紧张，突然提速太快，运动前饮食充盈胃部等。疼痛涉及的脏器包括肝胆、呼吸肌、胃肠道等。运动时出现腹痛可适当减速，做深呼吸调整呼吸节奏，用手按住疼痛部位，弯腰跑一段距离。如疼痛不消失，应暂停运动，休息片刻，认真检查，对症处理。若处理无效，症状较重者应送医院处理。4.肌肉痉挛肌肉痉挛俗称抽筋。运动中抽筋易发生在腓肠肌、足底屈拇肌和屈趾肌。其诱因有寒冷刺激、由于大量出汗引起的电解质紊乱、肌肉过度疲劳等。轻微抽筋时，只要以相反的方向均匀牵引痉挛的肌肉，即可缓解。按摩可采用重推、揉捏、叩打、点穴等手法，即可得到缓解。5.运动性蛋白尿和运动性血尿在长时间跑动类的运动中，由于足底血管中的红细胞受机械作用而损伤造成溶血，可能导致血红蛋白从肾脏滤出，形成蛋白尿。而运动性血尿主要与剧烈运动有关。在剧烈运动时，由于肾脏缺血、肾静脉高压或膀胱的损伤而出现血尿。有镜下血尿者应适当调整运动量和运动强度，减少跑跳动作，加强医务监督，定期验尿；有肉眼血尿者应停止运动一段时间；外伤性血尿应即时到医院处理。6.运动性中暑运动时间过长或在高温下运动时，肌肉的产热超过身体散热而造成体内热量积蓄，导致体温调节功能紊乱，伴有虚脱和血压下降甚至心功能衰竭，称为运动性中暑。此时应立即停止运动，患者应转移到通风阴凉处，补充盐水，揭开衣领，冷敷额部，用温水擦身，数小时后即可恢复正常。严重患者，经临时处理后，应迅速转送医院治疗。预防措施是避免在高温闷热的环境中长时间高强度运动，运动时，注意服饮低糖含盐饮料。7.运动性猝死运动中或运动后６小时内发生的无明显创伤的意外急死称为运动性猝死，可见于田径、足球、篮球、排球、橄榄球、曲棍球、举重和体操运动中。诱发原因主要是隐性心脏病，如隐性冠心病和心瓣膜疾病等在运动时段发作，导致心脏停搏。预防运动性猝死应考虑以下几点：运动或比赛前进行体检，掌握是否有隐性心脏疾患；运动前戒除不良刺激因素，运动中避免精神过度紧张；注意运动中可能出现的一些先兆，如胸痛、胸闷等；大型比赛时准备好急救条件；加强对运动猝死的调查研究。三、运动损伤及其预防、处理和康复（一）运动损伤的概念与分类１．运动损伤人体在体育运动过程中所发生的损伤，称为运动损伤。运动损伤多与体育运动项目的技、战术动作特点密切相关，因此，有些运动损伤常以运动项目冠名，如“网球肘”、“足球踝”等。２．运动损伤的分类方法1）按受伤的组织结构分类：可分为皮肤损伤、肌肉损伤、肌腱损伤、关节损伤、神经损伤和内脏器官损伤等。2）按伤后皮肤黏膜的完整性分类：可分为开放性损伤和闭合性损伤。3）按损伤后运动能力丧失程度分类，可分为轻度、中度和重度损伤。4）按损伤病程分类，可分为急性和慢性损伤。5）按运动技术与训练的关系分类，可分为运动技术伤和非运动技术伤。（二）运动损伤的原因、预防、处理与康复１．运动损伤的原因与预防（１）运动损伤的原因有：①对运动伤害的预防在思想上不够重视。②缺乏合理的准备活动。③错误动作，技术动作错误。④运动负荷（特别是局部负荷）过大。⑤身体功能和心理状态不佳，运动的组织安排不当，动作粗野或违反规则。⑥场地设备有缺陷，不良气象条件等。当然，在正常的运动状态下，由于长期重复某种技术动作，也会引起特异性的运动损伤，如网球肘、足球踝等。（２）运动损伤的预防：运动损伤的预防就是尽量排除或避免上述可能出现的原因。①树立安全观念，克服麻痹思想，发扬互相帮助、互相保护的风尚。②针对个体特点，合理安排运动量。③做好准备活动。④加强保护、帮助及自我保护能力的培养。⑤加强医务监督。⑥注意调整和控制不良情绪。⑦注意环境和场地设备卫生。2运动损伤的处理、急救与康复1）运动损伤的处理①开放性软组织损伤是指受伤部位皮肤或黏膜破裂，伤口与外界相通。在体育锻炼中，常见的开放性软组织损伤有擦伤、撕裂伤、刺伤和切伤，其特点是有伤口、出血或组织液渗出，容易引起感染。处理开放性软组织损伤的原则是及时止血和处理创口，预防感染。②闭合性软组织损伤是指受伤部位皮肤或黏膜完整，无裂口与外界相通。常见的闭合性软组织损伤有挫伤、扭伤、肌肉拉伤、肌肉韧带损伤。这类损伤的处理原则和措施是制动、即刻冷敷、加压包扎、抬高伤肢，24-48小时后理疗消肿和后期的康复性锻炼。2）运动损伤的急救①急救：急救即紧急救治的意思。②运动损伤的急救措施包括有冷敷、抬高伤肢加压包扎和指压等止血法，骨折的各种固定法，关节脱位的固定和整复法，心肺复苏法等。但在进行运动损伤急救时对相关专业知识和技术要求较高，应由培训有素的人员进行，不要草率行事，特别是对骨折患者。未经固定不能随意移动伤员，特别是大腿、小腿和脊柱骨折者。受伤部位固定时可用夹板或软硬适当的替代物，固定时，绑扎的松紧度要适宜。固定后应尽快将伤员送医院，以利及早整复治疗。3）运动损伤的康复运动损伤的康复可以采取中西医药物与理疗等。但最重要的是治疗后的康复