实验22 运动对氧运输系统影响的研究（研究设计）
1 实验目的
1.1掌握不同运动强度时通气量、需氧量、吸氧量与运动后过量氧耗测定的实验原理。
1.2了解在不同运动强度时通气量、需氧量、吸氧量与运动后过量氧耗的变化规律。
1.3通过设计型实验设计与研究过程，提高学生的学习兴趣，培养学生综合分析问题和解决问题的能力。
1.4在学习与掌握相关实验技术与技能、大量查阅文献资料的过程中，培养学生的实际操作能力，拓展学生的知识面，丰富学生的专业知识，提高学生的专业素养。
2 实验仪器与试剂
2.1运动心肺功能测试系统，Monark功率自行车，测氧仪；
2.2呼吸口罩，三通活栓，多氏袋，气量计和秒表
50 100
3 实验要求
3.1要求学生在教师的协助下，独立设计出完整的实验方案，并自主实施。
3.2 掌握运动心肺功能测试系统、Monark功率自行车的使用方法。
4 实验原理及应用
4.1实验原理
人体运动时，能需要量大增，而能量的来源最总又是通过糖和脂肪的氧化来供给的。
因而，通气量、需氧量、吸氧量与运动后过量氧耗都随能需要量的变化而发生改变。
本实验通过收集运动时和运动后恢复期的呼出气量和分析其中的氧含量的变化，按公式计算出不同强度运动时上述指标的变化。
4.2应用
在一定范围内吸氧量可反映运动强度.，运动强度和吸氧量、能耗量成正比。
定量负荷时，训练水平越高，吸氧量、需氧量和运动后过量氧耗越低，恢复时间越短。
5 参考方案
5.1熟悉测氧仪的结构与使用方法
5.1.1本仪器由氧传感器(氧电极)和直流放大
器两部分组成。
氧电极是以铂金为阴极，氯化
银做阳极，氯化钾溶液做电解液，当被测气体
经过薄膜进入电解池时，溶解的氧分子被还
原，而产生电极电流，电极电流与气体中氧含
量是成正比的，当该电流经过直流放大器放大
并换能后，即可从仪表上读出氧含量的百分数(如图)。
检查电池电压：打开电源开关，将波段开关开到V档。
表针指在红线范围内为电池电压正常，如在红线以下，需要更换电池。
5.1.2定标：将波段开关开到“25”档，捏动吸气球，待5min后，调节O2％电位器至21％(空气中氧的百分数)。
5.1.3测定：将收集气体的气袋与气体采样管相连接，另一头捏动吸气球3～4次，即可读出被测气体的氧含量。
如测定值小于5％时，可将波段开关换至5％档，以提高数据精确度。
测定完毕后，将电源关掉。
5.2测定安静时的肺通气量及呼出气中氧的百分数令受试者戴上呼吸口罩并连上多氏袋，
收集安静时3～5min的呼出气量，并用测氧仪测定其中氧的百分数。
再将多氏袋同气量计相通，将袋内气体通过气量计读数，将读数除以气体收集时间，即为每分钟的肺通气量。
如果有条件，可以直接将呼出气输进自动气体分析仪，分析仪可以自动打印出呼吸深度、呼吸频率、呼出气中O2和CO2百分数等。
5.3测定不同强度运动时的肺通气量及呼出气中氧的百分数
5.3.1受试者戴上呼吸口罩并与三通活栓相连，三通活栓的两个出口分别与多氏袋相连。
先将三通活栓开口扭到1号气袋，令受试者用50W的强度蹬自行车功量计，同时收集运动时第lmin的呼出气，当第1min到时又将三通活栓扭到与第2号气袋相通，收集第2min运动时的呼出气，同时拿下第1号气袋，装上第3号气袋，准备收集第3min运动时的呼出气，依此类推，共蹬3min。
接着用同样的方法收集恢复期每分钟的呼出气，共收集5min。
然后用测氧仪测定每分钟呼出气中氧的百分数，用气量计测定每分肺通气量。
5.3.2将自行车功量计的强度分别改换到100W、200W，再按上述步骤进行实验，此时恢复期可根据强度延长7～9min(恢复到安静时的水平为止)。
5.4计算
将安静时及不同强度运动时(50W、100W、200W)的每分肺通气量和呼出气中氧的百分数记入表内，并计算运动时吸氧量、需氧量和运动后的过量氧耗。
吸入氧的百分数(吸O2％)=20.93％—呼出气中O2％
每分吸氧量=肺通气量(L·min-1)×吸O2％
运动时吸氧量＝运动时每分吸氧量之和—(安静时的吸氧量×运动时间)
恢复时吸氧量＝恢复期每分吸氧量之和—(安静时吸氧量×恢复时间)
运动总需氧量＝运动时吸氧量+恢复时吸氧量
运动后的过量氧耗＝恢复时吸氧量
6 注意事项
6.1实验前应检查呼吸口罩和多氏袋，切不可漏气。
6.2运动时呼出气可以收集在一个多氏袋，但恢复期呼出气则需一个多氏袋装lmin的气体。
6.3本实验较为复杂，必须组织好、分工明确。
人员可参照下面安排：总指挥兼报时1人，管理口罩和三通活栓1人，换气袋2人，测每分钟呼出气中氧的百分数1人，管理气量计兼测肺通气量2人，负责记录每分肺通气量和呼出气中氧的百分数1人和保护人员1人。
7 实验报告内容
7.1将实验中不同强度运动的吸氧量测定结果登记制表；
7.2以运动强度为横座标，需氧量、吸氧量和运动后的过量氧耗为纵座标作图，分析不同运动强度对上述各指标变化的影响。
8 主要参考文献
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