力量速度耐力灵敏和柔韧素质的生物学基础与评价方法Word下载.docx
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爆发力要求运动员在运动时，在尽可能短的时间内，爆发出尽可能大的力量。
4．力量耐力
力量耐力分为静力性和动力性力量耐力两种。
运动员在静力性工作中长时间保持相应强度的肌紧张称为静力性力量耐力；
在动力性工作中多次完成相应强度的肌收缩的能力称为动力性力量耐力。
动力性力量耐力又可区分为最大力量耐力、快速力量耐力以及长时间力量耐力。
力量耐力是力量与耐力的复合素质，其水平亦取决于运动员力量素质与耐力素质的水平，须通过较长时间的肌肉用力练习来提高。
（二）力量素质的生物学基础
1．肌肉收缩的基本形式
肌肉收缩的基本形式，如下图所示。
以肌肉长度变化分类可分为向心收缩、离心收缩、静力性收缩；
以不同负荷分类可分为等长收缩、等张收缩、等速收缩。
肌肉长度发生变化的收缩类型均属于动力性工作，反之则属于静力性工作。
（1）向心收缩：
当肌肉所产生的张力大于外加阻力（负荷）时，肌肉的长度缩短，牵拉它附着的骨杠杆做向心运动。
向心运动时人体实现各种加速度运动的基础。
等张收缩：
由于活体上基本不存在真正的等张收缩，因此等张训练的概念，可泛指一般的抗阻训练。
（2）离心收缩：
当肌肉收缩所产生的张力小于外加阻力（负荷）时，虽然肌肉处于收缩状态，但仍然被拉长，称为离心收缩。
（3）等长收缩：
当肌肉在两端被固定或负有不能拉起的重量情况下收缩时，肌肉虽积极收缩，但长度并不变化。
（4）等速或等动收缩：
在肌肉收缩时，以关节为轴移动的肢体的角速度保持不变，并允许肌肉在全幅度运动过程中始终保持100％的最大用力收缩。
2．肌肉适应性肥大的生物学基础
肌肉适应性肥大主要表现为肌纤维的增粗，也有人认为是肌纤维数目增多。
不同项目肌肉增大的部位和程度不同。
就其生物学基础来讲，肌肉的适应性肥大一方面是指肌纤维非收缩蛋白成分的增加所致的肌肉体积增加，如线粒体、肌糖原、磷酸肌酸、肌红蛋白等数量的增加，即肌浆型功能型肥大。
这种肥大可有效提高肌肉的有氧工作能力和收缩耐力，但对肌肉最大肌力作用不明显。
通常较小强度长期运动会导致此类功能性肥大，肥大出现的部位主要是慢红肌和快红肌肌纤维。
耐力性运动主要使慢肌产生肌浆型功能性肥大。
另一方面肌肉的适应性肥大表现在肌纤维中的收缩蛋白含量增加，肌原纤维的体积明显增加，即肌原纤维型功能性肥大，长期大负荷力量训练可使绝对肌力和相对肌力均显著提高，产生部位主要在快白肌纤维中。
力量性和速度性全力运动最终主要是达到肌原纤维型适应型肥大。
肌肉适应性肥大是一种综合表现，其中既包含非收缩成分的增加，也有收缩成分的增加，同时肌外结构如毛细血管数量及体积增加等也对肌肉肥大有一定的影响。
3．决定肌肉力量的生物学因素
决定肌肉力量的生物学因素有许多，主要有肌纤维收缩时的初长度、肌纤维的横断面积、肌纤维类型和运动单位、肌肉的收缩速度、神经系统的机能状态、年龄与性别以及体重等方面。
（1）肌纤维收缩时的初长度
肌纤维的收缩初长度极大地影响着肌肉最大肌力。
肌纤维处于一定的长度时，肌纤维收缩力最大。
肌小节过短和过长都将因肌球蛋白横桥与肌动蛋白结合的数目减少而导致肌力下降。
另外，肌肉被拉长后立即收缩所产生的肌力远大于肌肉先被拉长、间隔一定时间之后再收缩所产生的肌力。
这是因为除肌肉处于最适初长度外，快速收缩使肌肉出现牵张反射，反射性地提高了肌肉力量。
为什么原地下蹲后立即起跳要比先下蹲、间隔一段时间后再跳要跳得更高就不难解释了。
（2）肌纤维的横断面积
肌肉力量的大小与肌肉的体积有关，力量训练引起的肌肉力量增加，主要是由于肌纤维横断面积增加造成的。
由运动训练引起的肌肉体积增加，主要是由于肌纤维中收缩成分增加的结果。
运动后，激素和神经调节对肌肉代谢产生作用，使蛋白质合成增多，引起肌纤维中收缩成分的增加。
力量训练引起的肌肉横断面增大，除蛋白质增多外，同时伴随着肌肉胶原物质的增多。
（3）肌纤维类型和运动单位
肌肉力量受肌纤维类型和运动单位大小、类型的直接影响。
同样肌纤维数量的快肌纤维的收缩力明显大于慢肌纤维，因为快肌纤维内含有更多的胶原纤维，无氧代谢酶活性高，供能速率快，单位时间内可完成更多的机械功。
运动单位是指一个α-运动神经元及其所支配的骨骼肌纤维，慢肌运动单位神经元的兴奋性较高，快肌运动单位神经元的兴奋性较低。
通常情况下，运动神经元支配的肌纤维数量多，产生的肌肉力量就相应增大。
运动中募集的运动单位越多，产生的肌肉力量会越大。
（4）肌肉的收缩速度
肌肉力量与肌肉缩短速度之间存在着一定的关系。
对于需要爆发力的运动项目而言，在训练中发展高速度下增加肌肉力量，显然要比在低速度下增加肌肉力量更为重要。
因此，在训练中要注意运动负荷和运动速度适当结合。
（5）神经系统的机能状态
神经系统的机能状态主要是通过协调各肌群活动、提高中枢兴奋程度、增加肌肉同步兴奋收缩的运动单位数量来提高肌肉最大肌力。
中枢神经系统的兴奋程度对提高最大肌力具有重要的作用。
克服最大负荷甚至超过最大负荷的训练有助于提高中枢神经系统的兴奋性，将有效地提高肌肉最大肌力。
同时，骨骼肌中的本体感受器肌梭受到牵张后反射性引起肌肉产生收缩，使肌肉力量增大。
（6）年龄与性别
人在成年之前，力量的增长很快，通常在20～30岁时达最大，以后逐渐下降。
身体发育成熟以后，只有经过超负荷训练才能使肌肉力量增加。
如果不进行力量训练，随着年龄的增长，肌肉力量会同其他器官系统功能一样开始减弱。
女孩大约在10岁以前与男孩的力量增长一致。
进入青春期后，力量的性别差异加大，由于雄性激素分泌的增多，有效地促进了男孩肌肉和骨骼体积的增大。
成年女子由于性激素等原因，其肌肉发达程度远较男性差，故肌肉平均力量大约仅为男性肌力的2/3，但不同肌群力量差异较大。
男子经常参加一些能发展力量和爆发力的体育活动，使他们比女子更接近自己潜在的最大力量水平。
（7）体重
体重大的人一般绝对力量较大，体重较轻的人相对力量可能比体重大的人大。
根据不同的运动项目，运动员要求的绝对力量和相对力量也不同，如投掷项目运动员绝对力量较大，因为他们必须克服外部阻力完成技术动作，而短跑等项目需要克服体重且对速度、灵敏和协调要求较高，其该类项目运动员相对肌肉力量较大。
（三）力量训练的基本原则及方法
1．力量训练的基本原则
（1）超负荷原则
若要提高肌肉的最大力量，必须使肌肉克服的阻力足够大，阻力应接近（至少超过肌肉最大负荷能力2/3以上）或达到甚至略超过肌肉所能承受的最大负荷。
只有力量训练的负荷逐渐增大，超过过去的负荷，才能发展力量。
通常低于最大负荷80％的力量练习对提高最大肌力的作用不明显。
（2）专门性原则
从事的肌肉力量练习应与运动项目相结合。
进行负重抗阻练习时，应包含直接用来完成动作的肌肉群，并尽可能地模拟实际的动作结构及动作的节奏与速度。
身体部位的专门性和动作结构的专门性，有利于神经系统的协调调节能力，以及肌肉内一系列适应性生理和生化变化。
（3）渐增负荷原则
通过一段力量训练后，力量获得增长，就要及时增加负荷量，才能使肌肉力量持续提高。
某一负荷最初对某一个练习者来说可能是超负荷，但随着训练水平的提高，这一负荷对他来说已经平常负荷，不是超负荷了。
此时若不增加负荷，则后面的练习将逐渐转向发展肌肉耐力而不是发展最大肌力。
因此，应逐渐增大负荷，使其训练的肌肉经常处于大负荷状态，才能有效地提高最大肌力。
（4）有效运动负荷原则
当运动强度和运动量太小时，对身体机能没有明显的影响，只有足够大的运动强度和足够长的运动时间才会对身体机能产生运动痕迹和效果，长期的身体机能运动变化最终将导致身体形态结构的一系列变化。
这种将导致身体产生运动痕迹和效果的最小运动强度叫做靶强度，此时的心率称为靶心率。
通常每次力量训练应有不少于三组接近或达到肌肉疲劳的力量练习，才能使肌肉力量逐渐提高。
（5）负荷顺序原则
力量练习过程中要考虑前后练习动作的科学性和合理性。
应遵循先练大肌肉、后练小肌肉、前后相邻运动避免使用同一肌群的原则。
大肌肉相对不易疲劳，可延长练习时间，而小肌肉练习容易疲劳，将影响大肌肉练习动作的完成。
前后相邻动作若使用同一肌群，由于前一动作练习已经使该肌群疲劳，所以完成后一动作时，既不能保证动作质量，又容易出现肌肉过度疲劳和肌肉损伤。
（6）合理训练间隔原则
两次训练课之间的间隔时间要适宜，下次力量训练应在上次训练出现的超量恢复期内进行，从而使运动训练效果得以积累。
训练间隔时间与训练强度和训练量相关，训练强度和训练量大，间隔时间应长。
不同训练水平者出现超量恢复的时间不同，应根据不同情况确定训练的间隔时间。
对初次参加运动的训练者，隔天训练的效果较好。
一般经训练力量增加后，每两周进行一次力量训练可使已获得的力量得到保持。
2．力量训练的基本方法
最大力量、相对力量、速度力量和力量耐力的发展，受各种不同主要因素的影响，训练过程中应根据各种力量的影响因素采取相应的方法发展不同种类的力量。
各种不同力量的影响因素见图4－2。
（1）静力训练
为了改善肌肉力量耐力或伤后恢复初期时，静力训练是可行的，因为其肌肉收缩强度较小，而一般以改善肌肉最大力量为目的的是等长收缩训练。
等长训练主要改善其训练角度±
15º
以内的肌力，因此若要提高全关节活动幅度的肌力，则必须每隔30º
角进行训练。
进行等长训练后提高肌力的训练效果容易进入停滞阶段（一般8周左右），对肌肉爆发力会产生不良的干扰。
（2）等张训练
等张训练比等长训练更易客观地评价训练负荷。
逐步提高负荷，力量就可逐步增强。
重复次数少而阻力大的练习，可很快提高力量，重复次数多而阻力中或小的练习，可增大肌肉体积及肌肉耐力。
（3）等速训练
等速训练是较为有效的训练方法，因为它对肌肉的刺激最深刻，并能按照专项需要，通过预定训练速度而分别训练不同类型的力量素质。
在利用等速练习器进行训练时，器械所产生的阻力总是和用力的大小相适应，这种练习比较符合运动实际的需要。
（4）超等长训练
肌肉的向心收缩如果紧接在同一肌肉的离心收缩之后，会更为有力，利用这种方法进行力量训练就称为超等长训练。
其目的主要是改善训练部位的爆发力，这种训练方法对肌肉的离心收缩功能有较强的刺激，加之训练负荷强度大，动作速度快，与专项动作结合好，使其受到对爆发力要求高的项目运动员的青睐。
（5）电刺激训练
电刺激训练对力量素质的改善较全面，并对肌肉损伤的防治有一定的作用，因此受到力量性项目运动员的重视。
电刺激训练是以附加电流刺激替代机械运动单位发放的神经冲动，其刺激强度可引发肌肉绝对力量，通常形成的是等长收缩训练。
但电刺激训练带来的效果不易迅速直接转化为训练者自身所能随意控制发挥的能力，同时如使用过多，容易降低肌肉收缩速度。
（6）组合训练
多种力量训练方法配合进行，可满足各类力量素质改善的需要，而且增加了机体对刺激适应的难度，提高了刺激作用，从而能更快提高力量素质改善的效果。
表4－1三种力量训练的抗阻练习的利与弊
评定标准
比较级别
等动
等长
等张
力量增加率
优秀
差
良好
耐力增加率
整个运动范围的力量增加
每次训练所用的时间
训练设备的资金消耗
完成训练的容易性
进展评定的容易性
对专项运动样式的适应性
减小肌肉疼痛的可能性
减小肌肉损伤的可能性
技术的提高
（引自《实用运动生理学》北京体育大学出版社1998年）
二、速度素质的生物学基础与评价方法
在大多数体育运动项目中速度占有非常重要的地位，有些项目直接比赛速度，如各种径赛项目以及游泳、赛艇、皮划艇、自行车等都是比赛速度。
速度素质是指人体进行快速运动的能力或在最短时间完成某种运动的能力。
按其在运动中的表现可分为反应速度、动作速度和周期性运动的位移速度三种形式。
（一）速度的分类
1．反应速度
反应速度是指有机体对外界信号刺激作出应答的速度，它是运动员速度素质之一。
体育运动中特别是在速度性项目、球类项目、拳击、击剑、摔跤和柔道等对抗性项目中，运动员的反应速度对于取得优异成绩有重要作用。
通常对简单信号的反应速度比对复杂信号的快，完成训练过的练习者比未训练的练习者的反应速度快，年轻人比年老人反应速度快。
2．动作速度
人体某一部分完成特定动作的移动速度。
身体组成部分的动作速度既可以相对于身体外部的参考体而言，也可以相对于身体其他部位而言。
既可以是线速度，也可以是角速度。
动作速度的快慢，主要取决于中枢神经系统的功能，以及引起该部位运动的肌肉力量的大小。
3．周期性运动的位移速度
位移速度是运动员在特定方向上快速移动的能力，以单位时间里人体位移的距离为评定指标。
周期性项目运动员的位移速度，主要取决于动作频率以及每一个动作周期在特定运动方向上的位移幅度。
（二）速度素质的生物学基础
1．反应速度的生物学基础
反应速度的快慢与运动员反应时、中枢神经系统的机能状态、运动条件反射的巩固程度、训练水平与运动项目、遗传因素等因素有关。
（1）反应时
反应时是指对感受器施加刺激起到肌肉产生收缩前的一段时间。
这个过程通过反射弧（感受器—传入神经—中枢—传出神经—效应器）的传递而完成。
反应速度的高低在一定程度上取决于感受器接受刺激产生兴奋的快慢，兴奋沿神经传到速度的快慢；
兴奋通过中枢神经系统的快慢；
效应器接受刺激产生兴奋的快慢。
传入神经和传出神经的传导速度基本上是固定的，若要提高反应速度，就应把重点放在感受器的敏感度、中枢神经系统的灵活性和兴奋性，以及效应器的兴奋性上。
（2）中枢神经系统的机能状态
良好的兴奋状态及其灵活性，能够加速机体对刺激的反应，使效应器由相对安静状态或抑制状态迅速转入活动状态。
运动员处于良好的赛前状态时，反应时缩短。
反之，如果运动员大脑皮层的兴奋性降低或灵活性低，反应时将明显延长。
（3）运动条件反射的巩固程度
运动技能的形成其本质就是建立复杂的、连锁的、本体感受性的运动条件反射。
运动技能越熟练，条件反射的程度就越巩固，且大脑皮层运动中枢内支配肌肉活动的神经元在机能上进行最优化排列组合，兴奋和抑制过程运动中枢内越来越有顺序、有规律、有严格时间间隔地交替进行，表现在肌肉上就是反应时间明显缩短，动作速度明显提高。
换句话说，训练水平高的运动员反应速度比训练水平低的运动员反应速度快，运动技能熟练是其原因之一。
随着运动技能的日益熟练，反应速度加快。
通过训练，反应速度可以缩短11％～25％。
（4）遗传因素
反应速度受遗传因素的影响，有人研究证明，反应速度的遗传度相关达0.75以上。
（5）训练水平与运动项目
训练水平高、赛前状态调整的好、准备活动做的充分、速度性项目特点强的运动员反应速度快，说明训练、赛前状态、准备活动及项目的不同均可影响反应速度的提高，这些因素可以影响感受器敏感度、中枢神经系统的灵活性和兴奋性以及效应器的兴奋性。
动作速度的生物学基础
（1）肌肉力量
肌力越大，越能克服肌肉内部及外部阻力完成更多的工作。
肌力的大小又受到如单个肌纤维的收缩力、肌肉中肌纤维的数量和体积、肌肉收缩前的初长度、中枢神经系统的机能状态等多种因素的制约。
同时，肌肉收缩过程中参与肌肉能量代谢有关的重要酶的活性增加、肌毛细血管、肌纤维内肌红蛋白、肌酸、肌糖原数量的增加均对肌肉力量的大小起到重要的作用。
（2）肌纤维的类型
肌肉中快肌纤维占优势其速度素质一般较高，快肌纤维百分比越高且快肌纤维越粗，肌肉收缩速度则越快。
优秀速度性项目运动员肌肉中快肌纤维百分组成（％）及面积均较其他项目大，认为速度运动员腿部肌肉中快肌纤维较多，使之能获得较大的动作速度。
快肌纤维的多少成为获得该项运动优异成绩的先决条件之一。
（3）肌肉收缩时的阻力
运动员在运动过程中，当阻力固定不变时，肌肉收缩所发挥的力量越大，动作速度就越大，如果力量固定不变或已发挥出最大收缩力量时，动作速度就会随着阻力的增大而减小。
（4）肌纤维的兴奋性
肌纤维的兴奋性受许多因素影响，如刺激强度的大小、刺激时间的长短、刺激强度的变化。
训练水平提高、赛前状态适宜、准备活动充分、具备良好的心理素质均会使肌纤维的兴奋性增加，从而提高运动员的动作速度。
（5）条件反射的巩固程度
条件反射的巩固程度对动作速度的大小是十分重要的。
平时在训练中掌握的技术动作越熟练，在比赛中技术动作稳定发挥，无疑可提高动作速度。
2．位移速度的生物学基础
以跑为例，影响跑速的因素如下图所示：
图4－3影响步长、步频的主要生物学因素
（引自《运动生理学》人民体育出版社1989年）
（1）步长的影响因素
1腿部的肌力：
腿部的肌肉力量越大，则步幅相对就越大。
2腿长和关节的柔韧性：
腿长且髖关节柔韧性好的运动员，其步幅相对就大，而个子小的运动员步幅一定小，我国优秀的短跑运动员与国外优秀运动员相比，身高（主要是腿长）因素是影响他们与其竞争的重要限制要素。
（2）步频的影响因素
1肌肉中快肌纤维百分比及其肥大程度：
速度性项目运动员肌肉中快肌纤维百分组成及其肥大程度均明显高于其他项目运动员，因此认为这种速度运动员腿部肌肉中快肌纤维占优势的特征，使之能获得较大的动作速度，加上神经过程灵活性的不断提高，位移速度也必将不断得到提高。
2神经过程的灵活性：
大脑皮层运动中枢兴奋与抑制的转换速度是影响位移速度的重要因素。
肌肉的收缩和放松均由运动中枢的兴奋和抑制过程来控制，如果运动中枢兴奋与抑制转换速度慢，即神经过程的灵活性较低，肌肉的收缩与放松的转换速度也必将受到影响，结果将导致位移速度降低。
（3）步长和步频的共同影响因素
1肌肉放松能力：
肌肉放松能力表现在该收缩时肌肉收缩，该放松时肌肉就应放松，这种表现的内在机制是大脑皮质内参与肌肉运动的各个中枢间的协调性，其协调性的提高，能增加动作的速度，也能加大肌肉的收缩力量。
更重要的由于各个中枢间协调性的提高，减少了因对抗肌群的紧张而产生的不必要的阻力。
大量的研究发现，位移速度提高的过程中，肌肉放松能力的改善所占的比例要高于力量增加所占的比例。
运动技能巩固程度：
运动技能越巩固，运动员越能发挥自身的潜力，表现在动作速度上，即动作的协调性增加，进而动作速度加快。
三、耐力素质的生物学基础与评价方法
耐力素质通常理解为人体长时间进行肌肉工作的运动能力或抗疲劳的能力。
从运动生理学角度，耐力素质一般分为无氧耐力和有氧耐力。
本节主要讨论耐力素质的分类、耐力素质的生物学基础、耐力素质的训练以及评价方法。
（一）耐力的分类
1．无氧耐力
无氧耐力是指人体处于氧供应不足的情况下较长时间进行肌肉活动的能力。
无氧耐力有时也称为无氧能力。
提高无氧耐力的训练称为无氧训练。
2．有氧耐力
有氧耐力是指人体长时间进行有氧工作（该工作靠糖、脂肪有氧氧化供能）的能力。
有氧耐力有时也被称作有氧能力。
肌肉要持久地工作，必须有充足的能量供应。
因此，充分的氧供应及糖和脂肪的有氧氧化能力是影响有氧耐力的关键因素。
运动中氧的供应受多种因素的制约。
（二）耐力素质的生物学基础
1．无氧耐力的生物学基础
无氧耐力的提高主要依赖肌肉糖酵解能力的增强、肌肉缓冲乳酸的能力提高和脑细胞耐受血液pH值变化的能力的增强。
（1）肌肉无氧糖酵解能力。
无氧耐力的主要能源靠糖酵解供给，因此糖酵解供能能力的优劣是无氧耐力强弱的主要因素。
肌糖原的含量、糖酵解酶活性、快肌纤维比例等因素直接影响机体的无氧耐力。
肌糖原含量高、糖酵解酶活性高、快肌纤维比例高，肌肉无氧糖酵解能力强。
有学者发现，优秀赛跑运动员腿肌中快慢肌纤维百分比及乳酸脱氢酶活性随项目不同而异，长跑运动员慢肌纤维百分比高，中跑居中，短跑最低；
而乳酸脱氢酶和磷酸化酶的活性却相反，短跑运动员最高、中跑居中、长跑最低。
（2）肌肉缓冲乳酸的能力
乳酸是一种较强的酸（pH＝3.5），在运动过程中糖无氧酵解代谢的产物乳酸一经产生后迅速进入血液，使血液酸性升高。
但血液中存在多种缓冲物质，能够中和进入血液的酸性物质，使血液的酸碱度改变得较少，以维持人体内环境的相对稳定性。
同时肝脏也具有缓冲和消除乳酸的能力。
机体缓冲乳酸的能力主要取决于碳酸氢钠的含量及碳酸酐酶的活性。
其中，缓冲物质碳酸氢钠是最重要得一种化合物，称为“碱储备”。
一些研究表明，经常进行无氧耐力训练，可以提高“碱储备”，同时也可提高血液中碳酸酐酶（促进碳酸分解的酶）的活性。
因而认为运动训练可以提高机体缓冲和消除乳酸的能力。
（3）脑细胞耐受血液pH值变化的能力。
乳酸增多可使血液pH值降低，虽然血液中的缓冲物质能中和一部分进入血液的乳酸，但进入血液的乳酸量大，血液的pH值仍向酸性方向发展，同时氧供应不足而导致代谢产物堆积，加强了其对脑细胞工作能力的影响。
另外，脑细胞自身对血液pH值的变化又十分敏感，因而造成脑细胞工作能力下降。
经常进行无氧耐力训练可提高脑细胞对这些不利因素的耐受能力，从而提高无氧运动能力。
如短跑和短泳运动员对静脉血CO2含量增多的耐受力比长跑和长泳运动员强，这是短跑和短泳运动员对长期无氧训练产生的适应结果。
2．有氧耐力的生物学基础
（1）最大摄氧量与有氧耐力
最大摄氧量是反映心肺功能的一项综合生理指标，也是衡量人体有氧耐力水平的重要指标之一。
因此有必要对其进行单独分析。
研究证明，有训练的耐力项
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