运动生理学 肌肉活动
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肌肉的微细结构一、肌纤维(muscle fiber/myofiber)肌组织(muscle tissue)由特殊分化的肌细胞组成。
呈圆形或多角形,胞核位于纤维的边缘。
肌细胞的形状细长,呈纤维状,故肌细胞通常称为肌纤维。
骨骼肌超微结构示意图肌肉的微细结构二、肌原纤维(myofibril)每个肌纤维含有大量直径1~2μm的纤维状结构,称为肌原纤维。
肌小节(sarcomere)两相邻z线之间肌原纤维为肌小节,它是肌肉收缩和舒张的最基本单位,它包含一个位于中间部分的暗带和两侧各1/2的明带。
肌原纤维myofibril 在电子显微镜下观察骨骼肌的微细结构,可以发现,每个肌细胞都含有大量的纤维状结构,将其称为肌原纤维。
肌原纤维是横纹肌中长的、直径为1~2μm 的圆柱形的结构,是骨骼细胞的收缩单位。
肌原纤维由粗肌丝和细肌丝组装而成,粗肌丝的成分是肌球蛋白,细肌丝的主要成分是肌动蛋白,辅以原肌球蛋白和肌钙蛋白。
肌动蛋白肌球蛋白myomesin肌联蛋白肌纤维muscle fiber肌小节粗肌丝-由肌球蛋白组成横桥Crossbridge功能特征:1.包含与三磷酸腺苷ATP 结合的位点,且只在与细肌丝连结时被激活2.与细肌丝相应位点可逆性结合,倾斜摆动,牵引细肌丝向粗肌丝中部滑行长杆部朝向M 线横向聚合,形成粗肌丝主干球状头部有规则突出在M 线两侧的粗肌丝主干表面,形成横桥细肌丝-由肌动蛋白组成肌动蛋白原肌球蛋白调节蛋白肌钙蛋白肌肉的微细结构三、肌管系统1.横管(transverse tubule):肌细胞膜从表面横向伸入肌纤维内部的膜小管系统。
2.纵管(longitudinaltubule):肌质网系统。
1.横管(T 管)--与肌原纤维垂直--横穿肌节之间,成环状环绕每条肌原纤维,--同一水平横管互相沟通,--内腔与细胞外液相通,可将肌细胞兴奋时出现在细胞膜上的电位变化出入细胞内。
(二)肌管系统2.纵管(L 管)--与肌原纤维平行--包绕肌小节中间部分,近横管时膨大成终池--纵管和终池是Ca2+的储存库在肌肉活动中实现Ca2+的贮存、释放和再聚集。
第一章肌肉活动的能量供应1.能量与生命的关系如何,是怎样实现的?人体生命活动是一个消耗能量的过程,而肌肉活动又是消耗能量最多的一种活动形式。
运动时,人体不能直接利用太阳能、电能等各种物理形式的能量,只能直接利用储存在高能化合物三磷酸腺苷分子中蕴藏的化学能,与此同时糖、脂肪、蛋白质则可通过各自的分解代谢,将储存在分子内部的化学能逐渐释放出来,并使部分能量转移和储存到ATP分子之中,以保证A TP供能的持续性。
2.不同运动中,ATP供能与间接能源的动用关系?1.A TP是人体内一切生命活动能量的直接来源,而能量的间接来源是指糖、脂肪和蛋白质。
2.糖是机体最主要,来源最经济,供能又快速的能源物质,一克糖在体内彻底氧化可产生4.1千卡的热量,机体正常情况下有60%的热量由糖来提供。
3.在进行剧烈运动时,糖进行无氧分解供能,1分子的糖原或葡萄糖可产生3-2分子的ATP,可利用的热量不到糖分子结构中重热量的5%,能量利用率很低,但产能速率很高。
4.在进行强度不是太大的运动时,糖进行有氧分解供能,此时1分子的糖原或葡萄糖可生成39-38分子的ATP,糖分子结构中的热量几乎全部可以被利用,但产能速率较低。
5.脂肪是一种含热量最多的营养物质,1克脂肪在体内彻底氧化可产生9.3千卡的热量,他是长时间肌肉运动的重要能源。
6.体内脂肪首先通过脂肪动员,分解为甘油和脂肪酸。
甘油经系列反应步骤,可循糖代谢途径氧化,由于肌肉内缺乏磷酸甘油激酶,故甘油直接为肌肉供能的意义不大。
脂肪酸进入细胞后,在线粒体外膜活化,经肉碱转运至内膜,再经ß氧化逐步生成乙酰辅酶,之后经三羧酸循环逐步释放出大量能量供ADP再合成ATP,此过程是脂肪氧化分解供能的主要途径。
蛋白质分解供能是由氨基酸代谢实现的,但蛋白质分解供能很不经济,故一般情况不作为主要供能物质。
3.三种能源系统为什么能满足不同强度的运动需要?这是由他们各自的供能特点所决定的。
第⼀章肌⾁的活动第⼀篇器官系统运动⽣理学第⼀章肌⾁的活动第⼀节肌⾁的兴奋和收缩第⼆节肌⾁收缩的形式及⼒学分析教学任务通过教学,使学⽣明确肌⾁的神经⽀配及兴奋在神经—肌⾁接头传递过程。
掌握肌纤维的微细结构、肌⾁收缩和舒张的原理和过程,肌⾁收缩的形式和肌⾁收缩的⼒学分析。
教学重点肌纤维的微细结构、肌⾁收缩和舒张的原理和过程,肌⾁收缩的形式和肌⾁收缩的⼒学分析。
教学难点肌⾁的神经⽀配及兴奋在神经—肌⾁接头传递过程。
肌⾁收缩的⼒学分析。
教学⽅法与⼿段结合多媒体课件进⾏课堂讲授教学内容授课过程:复习上节课的主要内容新课引⼊:第⼀篇器官系统运动⽣理学第⼀章肌⾁的活动第⼀节肌⾁的兴奋和收缩⼈体的肌⾁分为⾻骼肌、⼼肌和平滑肌三⼤类。
⾻骼肌的主要活动形式是收缩和舒张。
通过舒缩活动完成运动、动作,维持⾝体姿势。
⾻骼肌的活动是在神经系统的调节⽀配下,在机体各器官系统的协调活动下完成的。
肌纤维(肌内膜)集中形成肌束(肌束膜),肌束集中形成肌⾁(肌外膜)。
每⼀块肌⾁都是⼀个器官。
肌⾁两端为肌腱,跨关节附⾻。
⼀、肌⾁的神经⽀配(⼀)运动单位1、脊髓运动神经元发出的运动神经纤维通过终板⽀配⾻骼肌的运动。
⼀个运动神经元和它所⽀配的全部⾻骼肌纤维所组成的结构和机能单位叫做⼀个运动单位。
运动单位的⽣理特点是作为⼀个整体活动。
运动单位是最基本的肌⾁收缩单位。
2、运动单位的分类:(1)运动性(快肌)运动单位—⼤运动单位:冲动频率⾼,收缩⼒量⼤,易疲劳,氧化酶含量低。
⼤运动单位中(如腓肠肌)肌纤维数⽬多,收缩时产⽣的张⼒⼤。
(2)紧张性(慢肌)运动单位—⼩运动单位:冲动频率低,持续时间长,氧化酶含量⾼。
⼩运动单位中(如眼外直肌)肌纤维数⽬少,收缩时⽐较灵活。
同⼀运动单位肌纤维兴奋收缩同步;同⼀肌⾁中属不同运动单位的肌纤维兴奋收缩不⼀定同步。
(因神经冲动的不同频率及肌纤维的兴奋性)3.运动单位的动员(1)概念:参与活动的运动单位数⽬和神经发放冲动频率的⾼低结合,形成运动单位的动员。
生理学中的肌肉运动肌肉运动在生理学中扮演着重要的角色。
它不仅是人体活动的基础,还对身体健康和机能发挥着重要的影响。
本文将介绍肌肉运动在生理学中的几个关键概念和作用。
一、肌肉的组成与类型肌肉是由肌肉纤维组成的。
肌肉纤维是由肌原纤维细胞形成的,每个肌原纤维细胞内含有许多肌纤维。
肌纤维是由肌原纤维细胞内的肌原纤维所组成的,肌原纤维是肌肉的最基本单位。
肌肉可以分为骨骼肌、平滑肌和心肌三种类型。
骨骼肌主要负责人体运动和姿势的维持。
平滑肌存在于内脏器官中,例如血管、胃肠道和支气管等,并参与许多内脏器官的功能活动。
心肌,则是心脏的主要组成部分,通过收缩和舒张推动血液循环。
二、肌肉收缩的过程肌肉收缩是肌纤维发生的一系列复杂生物化学反应的结果。
肌肉收缩主要是由神经冲动引起的,其过程可分为三个主要阶段:兴奋-传导、横桥形成和肌纤维收缩。
首先,神经冲动通过神经末梢传导至肌纤维。
接着,钙离子释放进入肌纤维细胞内,与肌动蛋白结合形成横桥。
最后,肌动蛋白缩短,肌纤维收缩,使肌肉产生力量和运动。
三、肌肉的能量来源肌肉运动需要能量来维持肌肉收缩和工作。
肌肉的能量主要来源于三种不同途径:肌肉内糖原储备、线粒体脂肪氧化和肌肉蛋白质分解。
糖原是肌肉内的储存型糖,当肌肉需要能量时,糖原会被分解为葡萄糖供肌肉使用。
线粒体是肌肉细胞内的能量生产中心,脂肪在线粒体内氧化产生能量。
此外,当长时间进行高强度运动时,肌肉蛋白质也会被分解为氨基酸供能。
四、肌肉运动对健康的影响肌肉运动对健康有诸多益处。
首先,肌肉运动有助于增强肌肉力量和耐力,促进身体的机能发展,降低受伤风险。
其次,肌肉运动有助于维持健康的体重和身体组成,促进脂肪燃烧和代谢率的提高。
此外,肌肉运动对心血管系统也有积极影响,能够降低血压、改善血液循环和心脏健康。
肌肉运动还有助于调节血糖水平、促进胰岛素敏感性和预防糖尿病。
最后,肌肉运动对改善心理健康也有重要作用,能够减轻压力、提高情绪和睡眠质量。
第一章肌肉的活动一、名词解释1.运动单位:一个脊髓α-运动神经元或脑干运动神经元和受其支配的全部肌纤维所组成的肌肉收缩的最基本的单位称为运动单位。
2.兴奋-收缩偶联:在以膜的点变化为特征的兴奋过程和以肌丝滑行行为基础的收缩过程之间,必定存在着某种中介过程把二者联系起来,这一过程叫兴奋—收缩偶联。
3.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。
4.等动收缩:在整个关节范围内肌肉所产生的张力始终与负荷相同,肌肉能以恒定速度进行收缩。
5.等长收缩:当肌肉收缩产生的张力等于外力时,肌肉虽然积极收缩,但长度并没变化,这种收缩称为等长收缩。
6.拉长收缩:当肌肉收缩时所产生的张力小于外力时,肌肉虽积极地收缩但仍然被拉长了,这种收缩称为拉长收缩。
二、选择题1、实现肌细胞收缩和舒张的最基本单位( C)。
A. 肌纤维,B.肌原纤维,C.肌小节,D.肌球蛋白。
2、依据滑行理论,骨骼肌收缩表现为( B)。
A.明带缩短,H带不变,B.明带缩短,H带变窄或消失,C.暗带缩短,H消失,D.暗带长度不变,H带不变。
3、位于肌浆网两端的终末池是(B )。
A.实现肌纤维内外物质交换的场所,B.Ca2+的贮库,C. Ca2+和Mg2+的贮库,D.Na+的释放库。
4、与慢肌纤维相比,属快肌纤维的形态特征是(C )。
A.肌纤维直径粗,毛细血管丰富,B.肌纤维直径粗,线粒体数目多,C.肌纤维直径粗,肌浆网发达,D.肌纤维直径细,线位体数目少。
5、与快肌纤维相比,属慢肌纤维的形态特征是(B )。
A.肌纤维直径较大,受大α神经元支配,B.肌纤维直径较小,毛细血管的密度高,C.肌纤维直径大,线粒体数量多,D.肌纤维直径较小,肌浆网发达。
6、属于慢肌纤维代谢特征的是(C )。
A.糖原含量低,糖酵解能力高,B.糖酵解能力低,乳酸脱氢酶的活性高,C.糖酵解能力低,氧化脂肪能力高,D.糖原含量高,有氧氧化能力强。
运动生理学第一章肌肉活动测试题及答案总计: 5 大题,42 小题,共100 分答题时间:120一、单选题(该大题共15小题,每小题1分。
)1.在神经—肌肉接头处信息传递属于化学性传递,当递质在接点后膜上发挥作用后是被下列哪一种酶所阻断:A.磷酸二酯酶B.腺苷酸环化酶C.胆碱酯酶D.美洲剑毒2.下列关于肌腱和肌肉中结缔组织功能的叙述错误的选项是:A.构成肌肉的弹性成分B.最重要的成分是胶原蛋白,决定着它们的功能C.训练使胶原蛋白含量增加,因而能增强肌肉的抗拉能力D.肌肉在超负荷工作时拉伤,多见于肌腱断裂3.评价神经肌肉兴奋性的简易指标是:A.刺激强度B.阈强度C.静息电位D.时间阈值4.肌肉收缩能力实际上就是:A.肌肉收缩产生的张力随负荷增大而增大的能力B.肌肉收缩产生的张力随初长度增大而增大的能力C.肌肉的绝对力量和比肌力D.由肌肉本身生理生化特征决定的功能状态5.下列关于张力—速度关系曲线意义叙述错误的是:A.要增加肌肉收缩的速度,应当减少后负荷B.当后负荷减少到零时,肌肉收缩的速度达到最大C.要增大肌肉收缩的张力,应当降低收缩的速度D.在后负荷的作用下,肌肉收缩产生的张力和速度呈正变关系6.根据肌肉收缩的长度—张力关系曲线图可以看出,肌小节的最适初长度应是:A.3.5~4.0μmB.3.0~3.5μmC.2.5~3.0μmD.2.0~2.2μm7.运动生理学中将兴奋性的定义可以理解为:A.组织或者细胞对外界刺激发生反应的能力B.组织或者细胞对外界刺激发生反应的过程C.细胞受到刺激时产生动作电位的能力D.细胞受到刺激时产生动作电位的过程8.短跑运动员与耐力性项目运动员相比,股四头肌的时值:A.较长B.较短C.无区别D.先短后长9.组织兴奋后处于绝对不应期时,其兴奋性为:A.零B.无限大C.正常D.正常水平以下10.在完整机体内各种形式的躯体运动得以实现,都依赖于:A.骨骼肌的紧张性收缩B.骨骼肌的收缩和舒张C.中枢神经系统的精细调节D.神经系统控制下的骨骼肌活动11.静息时,运动神经末梢囊泡内物质:A.大量释放B.少量轮流释放C.少量随机释放D.呈量子释放12.环绕肌原纤维的横管系统是:A.Ca2+进出肌纤维的通道B.营养物质进出肌纤维的通道C.细胞外液与细胞内液交换的通道D.将兴奋时的电变化传入细胞内部13.下列有关兴奋在神经肌肉接点传递特征的错误叙述是:A.电传递B.单向性C.时间延搁D.易受药物或其他环境因素的影响14.有关肌纤维类型能否相互转变一直是学术界争论的一个问题,综合近年来的研究资料可以认为,通过长期的定向训练:A.两类肌纤维可以互变B.两类肌纤维完全不能互变C.可以使快肌转变为慢肌D.可以使慢肌转变为快肌15.运动终板是指:A.运动神经末梢装置B.神经肌肉接点装置的总称C.神经肌肉接点区的肌细胞膜增厚部分D.分布于肌细胞膜上的突触装置二、填空题(该大题共15小题,每小题1分。
体育学院运动生理学《肌肉活动》习题一、选择题:(单项选择,请把正确选项写在空内)1、肌肉具有()等物理特性。
A 兴奋性B 自动节律性C 弹性D 收缩性2、引起组织兴奋的最小强度的刺激为()。
A 阈下刺激B 阈刺激C 阈上刺激D 小刺激3、肌肉具有()等生理特性。
A 伸展性B 弹性C 弹性和粘滞性D 兴奋性和收缩性4、固定刺激时间,改变刺激强度,刚刚引起组织兴奋的强度为()。
A 基强度B 阈强度C 阈刺激D 时值5、短跑运动员的时值与耐力性项目运动员的相比()。
A 较长B 较短C 无区别D 先短后长6、安静时细胞膜呈()状态。
A 极化B 去极化C 复极化D 超极化7、与细胞外液相比,肌细胞内液中浓度较高的阳离子是()。
A K+B Na+C Fe3+D Ca2+8、动作电位的上升支是由于()内流引起的。
A K+B Na+C Cl-D Ca2+9、静息电位是()的平衡电位。
A K+B Na+C Cl-D Ca2+10、动作电位是()的平衡电位。
A K+B Na+C Cl-D Ca2+11、下列有关兴奋在神经肌肉接点传递特征的错误叙述是()。
A电传递 B单向性 C时间延搁 D易受药物或其他环境因素的影响12、根据离子学说,动作电位的产生是由于()。
A K+停止外流B K+突然迅速外流C Na+迅速大量外流D Na+迅速大量内流13、如神经细胞膜的静息电位为 -70mv ,那么当电位变到 -50 mv 时,称为()。
A 极化B 去极化C 反极化D 超极化14、动作电位沿神经纤维传导到达神经末梢时,可引起()。
A K+外流B Ca2+内流C Cl-内流D Na+外流15、兴奋由神经传递给肌肉时,引起兴奋—收缩耦联的关键离子是()。
A K+B Na+C Cl-D Ca2+16、兴奋由神经传递给肌肉时,释放的化学递质是()。
A 肾上腺素B 去甲肾上腺素C 乙酰胆碱D Ca2+17、三联管的终池可贮存()。
A K+B Na+C Ca2+D ATP 酶18、肌肉收缩和舒张的基本单位是()。