第十三章身体素质的生理学基础学习要求掌握：1、力量素质的生理学基础。

2、有氧耐力和无氧耐力的生理学基础。

3、评价有氧耐力和无氧耐力的指标和方法。

4、动作速度、反应速度和位移速度的生理学基础。

熟悉：1、各种身体素质的分类。

2、肌肉力量的可训练因素。

3、影响力量训练效果的因素。

4、柔韧、灵敏素质和平衡能力的生理学基础。

了解：1、力量训练的原则和方法。

2、速度素质的训练方法。

3、有氧耐力和无氧耐力的训练方法。

4、最大摄氧量、无氧阈的测定方法。

内容精要身体素质是指人体在运动过程中所表现出来的力量、速度、耐力、柔韧及灵敏等机能能力。

它是人体各器官、系统机能能力在肌肉活动中的综合反映。

第一节力量素质力量素质是指肌肉活动时对抗或克服阻力的能力。

人体的所有运动几乎都是对抗阻力而产生的，因此，力量素质是人体最重要的身体素质，是其它身体素质的基础。

一、力量素质的分类（一）按照肌肉收缩的形式可分为静力性力量和动力性力量。

（二）按照肌肉力量表现形式和构成特点划分为最大肌肉力量、快速肌肉力量和力量耐力。

（三）按照肌肉力量的表示方法不同可将其分为绝对力量、相对力量。

（四）根据力量与运动项目关系可分为一般力量、辅助性力量、专项力量。

二、决定力量素质的生理学基础（一）骨骼肌的形态及机能特点1.肌肉的生理横断面积：肌肉生理横断面积是指垂直通过某一块肌肉所有肌纤维的横断面积，它是影响肌肉力量的主要因素。

肌肉横断面积的大小取决于肌纤维的数量、肌纤维的直径和肌纤维的排列方向。

通常情况下，肌肉生理横断面积越大产生的力量也越大。

2.肌肉结缔组织：肌肉结缔组织是肌肉的弹性成分，主要包括肌纤维膜、韧带和肌腱三个部分。

结缔组织不仅能产生一定的弹力，而且具有传递肌肉收缩力量的作用。

3.肌肉长度：肌肉长度是指肌肉两端肌腱之间的长度。

在自然状态下肌肉的长度越长，所含的肌小节越多，故肌肉产生的力量越大。

此外，肌纤维的初长度也影响着肌肉的最大肌力。

通常肌肉在收缩前先做离心收缩而使其初长度增加，从而产生较大的肌肉收缩力量。

4.肌纤维类型：由于快肌纤维收缩力量明显大于慢肌纤维，因此，对于具有同样数量肌纤维的肌肉而言，肌肉中快肌纤维的横断面积和百分组成较高的个体，肌肉收缩力量也较大。

5.肌肉中毛细血管数量6.肌肉收缩的能量供应（二）神经系统的调节能力1.中枢神经系统的募集能力中枢神经系统通过改变发放神经冲动的强度和频率来影响肌肉的收缩力量。

当中枢神经系统兴奋性提高时，支配肌肉活动的运动神经元同时兴奋的数目增加，因而参与收缩的运动单位增多，并使肌肉中每一运动单位发生较大紧张性收缩，所以肌肉产生的力量增大。

2. 神经系统的协调能力中枢神经系统良好的协调能力可改善主动肌、协同肌以及对抗肌之间的关系，减少无谓的能量消耗，有助于主动肌发挥更大的收缩效益，产生更大的收缩力量。

三、肌肉力量的可训练因素（一）肌肉的横断面积和收缩力量力量训练可引起肌纤维增粗、肌肉横断面积增加，从而导致肌肉力量增大。

（二）神经系统的调节能力系统的力量训练可使运动中枢同步兴奋能力提高，运动中枢之间的协调能力得到改善,从而使同时参与收缩的肌纤维数目增加，肌肉收缩力量增大。

（三）肌肉收缩的能量供应力量训练可引起肌肉中ATP、CP、ADP和肌酸的含量增加，代谢酶活性提高，肌肉收缩的能量供应改善，有助于肌肉力量的提高。

（四）肌纤维类型长期、系统运动训练或体育锻炼可引起肌纤维选择性肥大和肌纤维数目增多。

但能否引起肌纤维相互转化还有待于进一步研究。

四、力量训练的原则（一）超负荷原则超负荷是指力量练习时所采用的阻力负荷超过本人已经适应的负荷，或超过平时的一般负荷。

（二）渐增负荷原则渐增负荷原则是指力量练习过程中，随着训练水平的提高，肌肉克服的阻力逐渐增加的训练原则。

（三）专门性原则专门性原则是指力量训练手段和方法应尽量和专项力量的要求及专项技术结构相一致的训练原则。

（四）安排练习原则安排练习原则包括练习顺序原则及训练节奏原则。

练习顺序原则是指力量练习过程中先练习大肌群、后练习小肌群，前后相邻肌肉练习避免使用同一肌群的练习原则。

训练节奏原则是指力量训练的强度、运动量和训练频率应符合训练计划和比赛计划要求的原则。

（五）有效运动负荷原则有效运动负荷原则是指以足够大的运动负荷和足够长的运动时间进行力量练习的训练原则。

（六）系统性原则系统性原则是指力量练习应进行全年系统性安排的训练原则。

（七）区别对待原则区别对待原则是指对于不同专项、不同运动员或不同训练状态、不同的训练任务及不同的训练条件，都应有区别地组织安排各自相应的训练过程，选择相应的训练内容，给予相应的训练负荷的训练原则。

五、影响力量训练效果的因素（一）负荷强度负荷强度是指单位时间或单个动作过程中所完成的工作量或表现出的生理反应程度。

包括物理负荷强度和生理负荷强度。

物理负荷强度是指机体所承受的物理负荷量；生理负荷强度是指根据个体最大摄氧量百分数或最大心率百分数等生理指标所反映的负荷量对身体的刺激程度。

通常负荷越大，力量增长越快，力量增长的效果也越好。

（二）重复次数和练习节奏力量练习重复次数及练习节奏取决于负荷量的大小。

负荷量越大，重复次数越少，重复节奏也越慢。

（三）练习组数练习组数与练习负荷量、重复次数之间呈负相关。

一般认为一次练习可在3～6组之间。

（四）间歇时间和间歇方式发展最大力量的练习，其休息间歇应在2～5分钟之间为宜；竭尽全力的力量练习休息间歇应为5～10分钟之间；发展肌肉耐力练习的休息间歇时间为1～2分钟。

（五）负荷量负荷量是指在连续、连贯的身体活动时，机体所承受的外部刺激总量。

发展力量的运动训练总量与专项运动对力量的要求有关。

六、力量练习方法（一）等张练习等张练习是指肌肉以等张收缩的形式进行负重或不负重的动力性练习方法。

（二）等长练习等长练习是指肌肉以等长收缩的形式使人体保持某一特定姿势对抗外界负荷的练习。

（三）等动练习等动练习是一种利用专门的等速力量训练器进行的肌肉力量训练方法。

其特点是运动过程中器械产生的阻力始终和用力的大小相适应。

（四）超等长练习超等长练习是指肌肉进行离心收缩之后，紧接着迅速进行向心收缩的练习。

（五）离心练习离心练习是指肌肉收缩产生张力的同时被拉长的力量训练方法。

（六）电刺激法电刺激法是指利用脉冲电流代替大脑皮质发放神经冲动使肌肉产生收缩的力量练习方法。

电刺激练习法可作为某些运动员受伤恢复期发展力量的辅助练习手段，也可对某些利用常规练习方法难以达到效果的肌肉进行训练。

第二节速度素质速度素质是指人体进行快速运动的能力或人体在最短的时间完成一定运动的能力。

按照速度素质在运动中的表现形式可将其分为反应速度、动作速度和周期性运动的位移速度。

一、速度素质的生理学基础（一）反应速度反应速度的指标是反应时。

反应速度的大小主要取决于兴奋通过反射弧所需的时间长短（影响因素包括感受器的敏感程度、中枢延搁和效应器的兴奋性）、中枢神经系统的兴奋性和灵活性以及条件反射的巩固程度。

其中，中枢延搁是影响反应速度（或反应时）的关键因素。

（二）动作速度动作速度的生理指标是动作时。

影响动作速度的生理因素有：1.肌纤维的百分组成及其面积；2.肌肉收缩力量；3.肌肉组织兴奋性；4.条件反射的巩固程度；5.神经系统的调节能力。

（三）位移速度周期性位移速度（以跑速为例）主要决定于步长和步频两个方面因素。

步长主要取决于肌力的大小、下肢的长度及髋关节的柔韧性等。

步频的快慢主要决定于：1.大脑皮质运动中枢的灵活性；2.肌肉中快肌纤维的百分组成及其肥大程度； 3.中枢神经系统各中枢间的协调性。

步长与步频之间的协调性：1.运动技能的巩固程度；2.肌肉放松能力。

二、速度素质的训练速度素质的训练主要在于发展和提高神经系统的灵活性，磷酸原系统的供能能力、肌肉的协调放松能力以及腿部力量和关节的柔韧性。

三、速度素质与磷酸原代谢能力磷酸原系统代谢供能是指由磷酸肌酸CP恢复再合成ATP的供能过程，是一切极量强度运动的主要供能方式。

磷酸原系统的代谢能力取决于肌肉内ATP、CP 储量和ATP酶、CP酶的活性。

因此，测定磷酸原系统的供能能力是评定其无氧能力（包括速度素质）的重要手段和方法。

磷酸原系统的评定方法包括：10S最大负荷测试法，30m跑测试法，玛加利亚（Margaria）跑楼梯（或跨登台阶）试验法等。

第三节耐力素质耐力是指人体进行长时间肌肉工作的能力；或者人体对抗疲劳的能力。

一、耐力素质的分类（一）按照运动时的外在表现，可将耐力分为速度耐力、力量耐力、静力耐力和一般耐力等。

（二）按照参与的主要器官，可分为呼吸循环耐力和肌肉耐力。

（三）按照参加主要工作所动员肌群的数量，可分为全身耐力和局部耐力。

（四）按照运动时能量代谢的特点，可分为有氧耐力和无氧耐力。

（五）按照耐力素质和专项运动的关系，可分为一般耐力和专项耐力。

（六）根据工作时所处的环境，将耐力分为高温工作耐力、低温工作耐力及低气压环境下工作的耐力等等。

二、有氧耐力及其训练有氧耐力是指人体长时间进行有氧工作（该工作依靠肌糖原、脂肪等有氧氧化分解供能）的能力。

（一）有氧耐力的生理学基础1.肺通气功能；2.肺换气功能；3.血液载氧能力；4.血液循环功能；5.组织换气能力；6.肌肉组织有氧代谢能力；7.中枢神经系统的机能。

（二）有氧耐力的指标1、最大摄氧量最大摄氧量是指人体运动时每分钟吸入并被身体利用的氧气的最大数量。

或人体进行有大量肌肉参加的长时间剧烈运动中，心肺功能和肌肉利用氧气的能力达到本人极限水平时，单位时间所能摄取的氧气量。

最大摄氧量反映了人体所能摄取氧气的最大量，因此，最大摄氧量也称为“氧极限”。

它是反映人体最大有氧能力的指标。

最大摄氧量的表示方法有绝对值和相对值。

其中，绝对值的单位是L/min，相对值的单位是ml/kg·min。

最大摄氧量可在一定程度上预测耐力性项目的运动成绩；此外，最大摄氧量还可作为评价机体有氧能力、运动选材（遗传度为93.4%，进行系统的运动训练只能提高本人最大摄氧量的5%～25%）以及制定运动训练强度的指标和依据。

最大摄氧量的测定方法有间接测定法和直接测定法。

间接测定法是指受试者在进行亚极量负荷运动时，根据其心率、摄氧量和达到某一心率的做功量等数值推算或预测出最大摄氧量的方法。

间接测定法的理论依据是心率和功率在一定负荷范围内（120～180分/次）呈直线正比例关系。

间接测定法具有测试方法简便，间接推算法、Astrand-Ryhmin 易于接受及推广的特点，常用的间接测定法有PWC170列线图法、用台阶负荷时心率和体重推测最大摄氧量和12分钟跑推算最大摄氧量等。

直接测定法是指运动员在运动场或实验室借助功率自行车（或跑台）等负荷器械进行极限运动，利用气体代谢仪直接测定摄氧量的方法，该方法可获得多项气体代谢参数，因此，具有精确、可靠的特点。