动物的运动有哪些方式?以骨骼肌为例阐明肌肉收缩的机理.

肌肉收缩的三种形式

肌肉对单个 发生的机械反应称为单收缩根据肌肉收缩时肌长度和肌张力的变化,

可将肌肉收缩分为三种形式

1、缩短收缩（向心收缩）

特点：张力大于外加阻力,肌长度缩短

作用：是肌肉运动的主要形式,是实现动力性运动的基础（如挥臂、高抬腿等）

（1）等张收缩

外加阻力恒定,当张力发展到足以克服外加阻力后,张力不再发生变化但在不同的关节角度时,肌肉收缩产生的张力则有所不同在关节运动的整个范围内,肌肉用力最大的一点称为“顶点”在此关节角度下,骨杠杆效率最差

如：推举杠铃, 关节角度在120°时肱二头肌收缩张力最大,关节角度在30°时肱二头肌收缩张力最小

最大等长收缩时,只有在“顶点”即骨杠杆效率最差的关节角度下,肌肉才有可能达到最大收缩而在其他关节角度下,肌肉收缩均小于自身最大力量

在整个关节活动的范围内,肌肉做等张收缩时所产生的张力往往不是肌肉的最大张力

（2）等动收缩

在整个关节活动范围内,肌肉以恒定速度进行的最大用力收缩但器械阻力不恒定

等动练习器：

在离心制动器上连一条尼龙绳,由于离心制动作用,扯动绳子越快,器械产生的阻力就越大

特点：器械产生的阻力与肌肉用力的大小相适应

等动收缩的优点：

外加阻力能随关节活动的变化而精确地进行调整,使肌肉在整个关节活动范围内都能产生最大的肌张力

2、拉长收缩（离心收缩）

特点：张力小于外加阻力,肌长度拉长

作用：缓冲、制动、减速、克服重力

如：蹲起运动、下坡跑、下楼梯、从高处跳落等动作,相关肌群做离心收缩可避免运动损伤

3、等长收缩

特点：张力等于外加阻力,肌长度不变

作用：支持、固定、维持某种身体姿势其固定功能还可为其他关节的运动创造适宜条件

如：站立、悬垂、支撑等动作

4、三种收缩形式的比较

（1）力量：收缩速度相同情况下,离心收缩产生的张力最大（比向心收缩大50%,比等长收缩大25%）

（2）代谢：输出功率时,离心收缩能量消耗低,耗氧量少

（3）肌肉酸痛：离心收缩疼痛最显著,等长收缩次之,向心收缩最轻

肌收缩

肌肉对 所产生的收缩反应现象狭义来说,是指脊椎动物骨骼肌靠传播性活动电位而发生的收缩单一的活动电位产生单收缩,反复活动电位产生强直收缩不通过活动电位的肌肉收缩多数情况是由于非传布性的去极化而产生的,去极化如只限于局部肌肉,且为短暂性的,称为局部收缩去极化如在肌肉全部而且是持续性的,则称为拘性收缩在平滑肌等所见到的持续性收缩一般称为痉挛,但很多仍然是伴随着反复活动电位或是持续性去极化可是在双壳贝的闭壳肌等所看到的持续性收缩并没有电位的变化,这种收缩是出于闸式结构肌肉收缩的记录大致可有两种情况：一种是在重量负荷下记录肌肉缩短时的长度变化――等张收缩另一种是记录肌肉长度保持一定时的张力变化的等长收缩

一、骨骼肌细胞的微细结构

粗肌丝 ：肌球蛋白

1肌原纤维： 肌动蛋白

细肌丝 原肌球蛋白

肌钙蛋白

2肌管系统 横管系统（T管）

纵管系统 （L管）

二、肌肉的特性

1、肌肉的物理特性

① 伸展性：肌肉在外力作用下可被拉长,为肌肉的伸展性

② 弹性：当外力消失时,肌肉又恢复到原来形状,为肌肉的弹性

③ 粘滞性：肌肉活动时由于肌肉内部各蛋白分子相互摩擦产生的内部阻力为肌肉的粘滞性肌肉的物理特性受温度的影响当肌肉温度升高时,肌肉的粘滞性下降,伸展性和弹性增加

2、肌肉的生理特性

①兴奋性：肌 有对 发生反应兴奋的能力

②收缩性

三、细胞的生物电现象

1 细胞的兴奋性；兴奋

2 单一细胞的跨膜静息电位和动作电位

①静息电位：（1）概念：（内负外正）

（2）极化、超极化、去极化（除极化）及复极化的概念

②动作电位：（1）概念：（跨膜出现短暂可逆的电位变化）

（2）产生时的电变化；（3）波形的特点（锋电位、负后电位、正后电位）；（4）产生的意义；（5）特点

3生物电现象的产生机制

① K+平衡电位：产生的条件和产生机制

② 锋电位和Na+平衡电位： 产生的条件和产生机制

③ Na+通道的失活和膜电位的复极

（1）绝对不应期和相对不应期

（2）Na+泵的作用

4 动作电位的引起和它在同一细胞上的传导

（一）阈电位和锋电位的引起

1阈电位的概念2阈电位现象的原因

3阈强度、阈 、阈下

（二）局部兴奋及其特性

（三）兴奋在同一细胞上的传导机制

1局部电流学说 2有髓神经纤维的跳跃式传导

四、 肌细胞的收缩功能

1、 神经-骨骼肌接头处的兴奋传递

神经－骨骼肌接头结构；兴奋传递过程；终板电位的特点；兴奋传递的特点

2、 运动单位的组成

3、 运动单位的动员

（4）骨骼肌收缩的分子机制

1． 滑行学说及其主要内容

2． 收缩过程的分子机制

①粗肌丝的结构及横桥的特性

②肌丝滑行的机制

③细肌丝的结构

五、肌肉的收缩形式与力学特征

1缩短收缩、拉长收缩和等长收缩

缩短收缩：缩短收缩是指肌肉收缩所产生的张力大于外加的阻力时,肌肉缩短,并牵引骨杠杆做相向运动的一种收缩形式依据整个关节运动范围肌肉张力与负荷的关系,缩短收缩又可分非等动收缩和等动收缩两种

拉长收缩：当肌肉收缩所产生的张力小于外力时,肌肉积极收缩但被拉长,这种收缩形式称拉长收缩,又称离心收缩

等长收缩：当肌肉收缩产生的张力等于外力时,肌肉积极收缩但长度不变,这种收缩形式称等长收缩

2肌肉收缩的力学特征

（一）后负荷对肌肉收缩的影响——张力与速度关系

后负荷：后负荷是肌肉收缩开始之后所遇到的负荷

力-速度曲线：固定前负荷不变,让肌肉在不同的后负荷条件下进行等张收缩把肌肉所产生的张力和缩短初速度绘成坐标曲线

（二）前负荷对肌肉收缩的影响—张力与长度关系：见课本图2-15

前负荷：是肌肉收缩开始前加上的负荷

六、肌纤维类型与运动能力

1人类肌纤维类型的类型

依据收缩机能将骨骼肌纤维分为“慢肌”和“快肌”两种类型的观点这一分类方法通常只适用于区别动物骨骼肌纤维类型,而不完全适合于区别人类的骨骼肌纤维类型

（1）根据组织化学染色法

依据具有不同酶活性的肌原纤维ATP酶在各种不同pH环境中预孵育时染色程度的差异,可将骨骼肌纤维划分为Ⅰ型Ⅱ型,以及Ⅰc、 Ⅱa、Ⅱb、Ⅱc、Ⅱac和Ⅱab六种亚型其中,Ⅱc型纤维被认为是一种未分化的较原始的肌纤维

（2）根据肌纤维代谢特征

把骨骼肌纤维分为慢缩强氧化型、快缩强氧化酵解型和快缩强酵解型三种类型

2两类肌纤维的形态、代谢和生理特征

形态特征

形态特征包括以下三个方面： ①结构特征； ②神经支配；③肌纤维面积

代谢特征：① 代谢底物；② 代谢酶活性

3、生理特征

①收缩速度：肌肉中快肌纤维百分比较高者,其收缩速度也较快

②收缩力量：肌肉收缩力大小取决于肌肉的横断面积并受肌纤维类型等因素影响,多数研究认为动物快肌收缩力量明显大于慢肌

③ 抗疲劳性：动物和人体实验均证明,慢肌纤维的抗疲劳能力较快肌强,故快肌纤维较慢肌纤维更易疲劳

3不同类型肌纤维的分布

（1）肌纤维类型的百分组成

（2）骨骼肌纤维功能上的分布现象

（3）骨骼肌纤维类型的性别差异

（4）骨骼肌纤维类型组成的年龄变化

（5）遗传因素对骨骼肌纤维类型分布的影响

4肌肉中感受器的结构和功能

（1）肌梭的结构与功能；脊髓前角的描述；感受装置结构和功能的描述；γ运动纤维的作用；反馈信息的传递

（2）腱梭的结构与功能；感受装置结构；反馈信息的传递

七、肌肉的结缔组织

1、肌肉结缔组织的组成：胶原是结缔组织最主要成分,以胶原纤维形式存在

2．运动对肌肉结缔组织的影响

3．解释：快速下蹲比缓慢下蹲起跳和“挺胸带臂”比“停胸带臂”用力效果好的原因

4 运动对肌肉结缔组织的影响

①长期运动可提高肌腱的抗张力量和抗断裂力量

②长期运动可使肌中结缔组织肥大

八、肌电图的应用

1、肌电的引导

表面电极所引导的是整块肌肉的综合电活动,它具有操作简便,无损伤和无痛苦等优点,被广泛应用于体育科学研究,缺点是不能记录深层肌肉电活动

2、正常肌电图

正常肌肉在完全松弛情况下不出现电活动,引导电极插入肌肉后,在记录仪上仅描记出一条平稳的基线运动单位电位的波幅代表放电的强度,其大小取决于兴奋的运动单位大小或活动肌纤维数目

3、肌电图的应用

①利用肌电图分析技术动作,了解完成该项动作的主要肌群,及其用力程度和顺序,为体育教学与训练提供依据

②利用肌电图解决体育基础学科（如运动生理学、运动解剖学、运动生物力学和运动医学）中某些理论与实践问题

③利用肌电图了解训练对神经肌肉的影响,为评定运动员训练水平提供依据

力量素质练习的基本方法与特征

1动力性的克制收缩练习方法的特征。动力性克制性收缩练习是指肌肉从拉长的状态中缩短以克服阻力而完成动作。肌肉在收缩时起止点相互接近，所以动力性克制收缩练习又可看作是肌肉的向心性工作。该方法的最大特点是动作速度快、功率大。能有效地提高肌肉力量、速度和力量耐力。

2动力性退让收缩练习方法的特征。该方法是使肌肉产生离心收缩的力量练习。生理学研究证明，肌肉不仅在收缩时能把化学能转化为机械能，同时在外力拉长肌肉做功时，肌肉也能把外能转为化学能储存。因此，肌肉的退让性工作除了即时效应外（例如制动）还能产生积蓄效应（把非代谢能量转变为肌肉的化学能和弹性势能），然后再以机械能的形式瞬间释放。退让性收缩练习对神经肌肉系统产生超量负荷，可使肌肉力量，特别是最大力量得到明显增长。

3等动练习法的特征。该方法是指借助于专门的等动训练器在动力状态下，人体肌肉的抗阻力程度始终恒定，且动作速度均匀的练习方法。这种方法的最大特点是，人体接受外部负荷刺激所产生的生理反应强度，在人体动作的变化过程中始终保持恒定，并使关节各个角度的肌肉用力表现出最大用力或恒定用力。国外研究认为：快速等长练习能使各种运动速度的力量都得到增加，慢速等练习所增加的快速力量耐力大于慢速等动练习所增加的慢速力量耐力。

4超等长收缩力量练习法的特征。该方法是利用肌肉的弹性、收缩性及牵张反射性来提高力量素质。即肌肉先被迫迅速进行离心收缩，紧接着瞬间转为向心心缩的练习。它的最大特点是利用神经肌肉的牵张反射性，引起神经系统反射性产生更强烈的兴奋冲动，从而动员更多的运动单位参加收缩，以产生更大的肌肉收缩力，以达到提高力量的目的。这种练习方法主要有如下三种形式：

（1）各种快速跳跃练习。

（2）不同高度和形式的跳深练习。

（3）利用专门训练器械进行的超等长练习。

5静力性练习法的特征。该方法是指人体采用相对静止的动作，利用肌肉长度不变，主要改主变张力的变化特点来发展力量素质。它的最大特点是物理上表现的功为零，但生物体却依然存在做功的功能。能更有效地提高肌肉的张力与神经细胞的机能水平。

6组合练习法的特征。该方法是将动力性的克制性练习、退让性练习和静力性练习等方法进行不同的组合，有效地提高力量耐力和快速力量。从生理和生物力学角度看，各种肌肉收缩方式混合练习，增加了机体对刺激的适应难度。提高刺激的作用，能收到更快提高力量的效果。

7电刺激练习法的特征。该方法是现代新的发展力量素质的练习法。其最大优点是：训练部分准确，可根据训练目的，随意选择和确定练习部位；强化专项肌群和薄弱肌群，肌肉收缩的强度和时间可以人为地控制；可最大限度地动员运动单位参与收缩，可在短期内迅速提高肌肉力量；可加大训练量，缓解大运动量与疲劳恢复的矛盾，可保证受伤期工作肌群的正常训练。与想象训练相结合，作为比赛期和比赛前的力量强化手段和兴奋刺激手段。

电刺激法增长力量迅速，但用电刺激获得的力量，一旦停止练习，消退也快。

肌肉收缩过程中力学机制：

(1) 张力取决于活化横桥的数目;

(2) 速度取决于ATP分解的速率。

以上所述的肌肉收缩的张力—速度关系是由肌肉的性质决定的。研究表明，肌肉张力和收缩速度可能分别被两种独立的机制所控制，收缩产生张力的大小取决于活化的横桥数目，而收缩速度则取决于横桥上能量释放的速率。当后负荷增大时，使更多的横桥处于活化状态，这样增大了肌肉收缩的张力，同时抑制了ATP水解，降低了能量释放率，使收缩速度变慢。收缩速度与活化横桥数目无关，其道理就象一个人或几个人以同样速度拖一根绳子，绳子的速度不变。

概念：肌肉收缩时，长度缩短的收缩。

特点：收缩时肌肉长度缩短、起止点相互靠近，引起身体运动。

举例：前臂弯曲、高抬腿跑、挥臂扣球等，主动肌做缩短收缩。

依据整个关节运动范围肌肉张力与负荷的关系，缩短收缩又可分为：非等动收缩、等动收缩。

缩短收缩分类

1非等动收缩（等张收缩）在整个收缩过程中负荷恒定，肌肉收缩产生的张力和负荷不等同，收缩速度也不同。

当屈肘举起一恒定负荷时肌肉收缩产生的张力随关节角度而变化

非等动收缩发展力量只有关节最弱点得到最大的锻炼。

2等动收缩：在整个关节运动范围内肌肉以恒定的速度，且肌肉收缩时产生的力量始终与阻力相等的收缩。

等动收缩时在整个运动范围内肌肉都产生最大张力

等动收缩

通过专门的等动练习器械来实现，该器械使负荷随关节运动进程得到精确调整：

在关节角度的最弱点，负荷最小

在关节角度的最强点，负荷最大

-> 在整个关节范围内肌肉产生的张力能始终与负荷等同，肌肉以恒定速度或等同的强度收缩。

提高肌肉力量的有效手段：

最大等动收缩时，肌肉产生的张力在整个关节范围都是其能力的100%，因而可使肌肉在整个关节范围得到最大程度的锻炼

等动收缩和等张（非等动）收缩区别：

等动收缩时在整个运动范围内都能产生最大的肌张力，等张收缩则不能。

等动收缩的速度可以根据需要进行调节。理论和实践证明，等动练习是提高肌肉力量的有效手段。

（1）肌源性因素

①肌肉生理横断面积：故肌肉生理横断面积越大，肌肉力量也相应越大。

②肌纤维类型：快肌纤维收缩力比慢肌纤维大，但耐久力较差，故容易疲劳。

③肌肉收缩时的初始长度：在一定范围内，肌肉收缩前的初长度越长，收缩时产生的张力就越大。

（2）神经源性因素

①中枢神经系统的兴奋状态：人体肌肉进行最大用力收缩时，并不能使用力肌群的所有肌纤维都参与收缩，其动员程度与中枢神经系统的兴奋状态有关。

②运动中枢对肌肉活动的协调和控制能力：不同肌肉群的活动是由运动中枢的不同部位来控制的，不同运动中枢之间协调性的改善，可以显著提高肌肉的收缩力量。

（3）关节运动角度

肌肉收缩时不仅会牵拉骨骼以关节为轴进行运动，而且当关节处于不同角度时，主动肌收缩的力学特征会发生相应变化，其力值也随之发生改变。

扩展资料

因为肌肉具有弹性，所以它也可以被动地产生力量，在这种情况下，肌肉就好像橡皮筋，当肌肉被动拉长时，会产生更大的内部弹力。

快速的被动拉长可以产生最大的肌肉力量，很多高耗能的活动是利用肌肉弹性来达到最好状态，如弹跳。在plie时，髋部伸肌（如臀大肌）、膝部伸肌（如股四头肌）、跖屈肌（负责绷脚的肌肉）迅速被牵拉，它们的反弹，提供了跳跃的力量。

总结：被动产力时，肌肉快速拉长，即可产生最大的回弹力量。但如果肌肉本身过于紧绷，那么就会限制拉长的速度和长度，就会影响弹力的产出。