运动生理学实验教案.docx

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运动生理学实验教案

西安体育学院授课教案

课次

第1次

班级

体育系20XX级

人数

任课教师

课题

绪论、机能实验的内容、方法和实验报告的撰写

课的

任务

1.了解运动人体机能实验学的基本内容。

2.掌握运动人体机能实验的基本研究方法。

3.了解实验室相关规章制度、实验课程安排及考试要求

重点难点

重点掌握运动人体机能实验学的基本研究方法和研究内容，难点是学生做研究时相关运动模型选择不易掌握。

教

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绪论（25分钟）

一、运动生物学科的性质：

实验学科

二、运动生物学科研究的内容：

（一）运动对人体机能的影响（应激与适应）

1、形态；2、机能（生理、生化）；3、身体素质。

（二）运动过程中人体机能变化特征

1、特征；2、影响因素；3、改善措施。

（三）运动选材：

不同项目的特点

（四）运动处方：

（五）运动效果的评价：

1、指标体系；2、测试方案；3、评价标准。

三、介绍实验室相关规章制度、实验课程安排及考试要求

第一章机能实验的内容与方法（60分钟）

第一节机能实验的基本内容（20分钟）

一、按学科：

生理、生化、力学、测量评价。

二、按人体结构系统：

循环系统、呼吸系统、内分泌系统。

三、按人体机能系统：

运动系统、代谢系统、调节系统。

四、按人体机能状态：

定量负荷状态、疲劳状态、恢复状态。

五、按身体素质：

力量素质、速度素质。

六、按研究领域：

群体、竞体。

第二节机能实验的基本方法（30分钟）

一、实验的分类

（一）研究对象：

人体实验；动物实验。

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（二）研究方法：

急性实验；慢性实验。

（三）研究水平：

整体、器官—系统、细胞、分子。

（四）实验场所：

现场、实验室。

二、运动人体机能实验的特点

（一）运动负荷（大小、模式），包括：

一次性定量负荷运动（定时、力竭）；间歇性负荷运动；递增负荷运动（连续性、间断性）；一次性最大负荷运动等。

（二）实验对象：

项目、运动年限、年龄等

三、机能实验与训练周期结合

不同训练周期训练任务不同，因此，测试指标及其的认识应有所不同。

四、机能实验与研究目的结合

（一）理论探讨：

一组实验对象。

（二）适应性变化：

设立对照组。

（三）训练方法探讨；可分为同一方法和不同方法。

设立多个实验组（包括年龄差异、性别差异）。

（四）其它

第三节实验报告的撰写（15分钟）

一、实验报告的书写格式

1、实验序数和题目

2、实验目的、原理

3、实验器材和药品

4、实验方法或步骤

5、实验结果

6、分析讨论

二、实验报告的书写要求

本

课

小

结

（5分钟）让学生充分了解运动人体机能实验学的学科特点、性质以及学习方法。

重点强调这门课程的主要内容。

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课次

第2次

班级

人数

任课教师

课题

心率及动脉血压的测试

课的

任务

1、学习心率及人体动脉血压的测量方法。

2、了解心率及人体动脉血压测量方法的原理。

3、了解心脏活动的基本规律和评定心脏机能的基本指标。

重点难点

重点掌握心率及人体动脉血压的测量方法，难点是运用心率及动脉血压进行机能评定。

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心率及动脉血压的测试

一、心率测试（共45分钟）

（一）实验目的（5分钟）

1、学习和掌握心率常见的几种测量方法；

2、了解心率测量在运动员机能评定中的意义。

（二）实验材料（5分钟）

秒表、听诊器、心率表或心率遥测仪。

（三）实验步骤（15分钟）

1、扪诊法：

安静状态下，手指（仪器）测量以下部位，：

（1）桡动脉—多用于安静脉搏的测量。

（2）颞浅部动脉—位于耳前部略上，多用于水上项目或运动后心率的测量。

（3）心前区—位于左心前区心尖部，多用于运动后心率的测量。

（4）颈动脉—位于胸锁乳突肌前、下颌角下部的下颌三角区，多用于戴头盔或帽子的项目。

可用两指在颈部一侧触摸，用力不宜过重。

2、听诊法：

令受试者坐于测试人员对面，将听诊器胸端置于心前去听诊，记录1分钟的脉搏次数。

3、心率表法：

事先将程序输好，系好心率发射带。

可较准确的记录安静时、运动中和运动后心率。

4、心率遥测法：

心率遥测系统可准确的记录安静时和运动状态下的心率，并可实时监测训练瞬间心率变化，教练员可随时现场指导训练，也可通过网络远程指导训练。

并通过相关软件作出快速统计分析，调整训练计划，科学控制运动员的训练。

现有多种心率遥测系统可供选择，使用时根据不同系统的要求将电极贴在相应的部位（一般方在胸前左侧第五肋间心尖部），打开接收器即可。

（四）结果评定（15分钟）

健康成年人心率分为：

1、基础心率：

是清晨、起床前、空腹、卧位的心率，较为稳定。

2、安静时心率：

安静时心率变化有明显的个体差异。

一般新生儿的心率较快，可达130次/分。

正常健康成人的心率为60-100次/分。

运动员的安静心率一般较低，正常值范围为45-80次/分。

3、运动时心率：

分为极限负荷心率（心率达180以上）、次极限负荷心率（170左右）和一般负荷心率（140左右）。

最大心率随年龄增长而逐渐减少。

一般用220减去年龄估算最大心率。

4、运动后心率：

正常情况下脉搏和心率是一致的。

二、血压测试（共45分钟）

（一）实验目的（5分钟）

1、学习和掌握动脉血压的测量方法；

2、了解动脉血压测量在运动员机能评定中的意义。

（二）实验材料（5分钟）

水银血压计、听诊器。

（三）实验步骤（15分钟）

1、将脉压带绑在受试者上臂上，其下缘应在肘关节上约3厘米，松紧应适宜。

2、以手指扪寻肘窝处的肱动脉，然后把听诊器的听头放在肱动脉上。

3、把气球的气门旋紧，打气，随脉压带内的压力升高，逐渐可以听到有节奏的“咚咚”声，继续打气，等声音消失时，再使压力升高20-30毫米汞柱，然后旋开气门徐徐放气。

4、在放气时，注意听有节奏的“咚咚”声响，当第一声出现时，水银面所指的示的压力即为收缩压。

5、继续放气，随压力逐渐下降，听到突然变音（或声音消失）时，水银面所指示的压力即为舒张压。

6、记录所得结果，例如收缩压为110毫米汞柱，舒张压为60毫米汞柱，可表示为110/60mmHg。

（四）结果评定（15分钟）

健康成年人安静动脉血压为：

（1）收缩压：

90-140mmHg；

（2）舒张压：

60-90mmHg。

本

课

小

结

本次课主要学习心率及人体动脉血压的测量方法，使学生了解心率及人体动脉血压测量方法和原理，重点掌握心脏活动的基本规律和评定心脏机能的基本指标。

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课次

第3次

班级

人数

任课教师

课题

肺功能的测试

课的

任务

1．学习和掌握肺活量、时间肺活量和最大通气量的测定方法。

2．了解肺活量、时间肺活量和最大通气量的测定方法的意义。

重点难点

重点掌握肺活量、时间肺活量和最大通气量的测定方法。

难点在于肺通气功能测试指标的分析。

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肺功能的测试

一、实验目的（2分钟）

学习和掌握用肺活量、时间肺活量和最大通气量来评定肺通气功能的测定方法和意义。

二、实验原理（3分钟）

用先进的微电脑处理系统，通过呼吸流量传感器，测量出人体的呼气功能和吸气功能，再经过分析、处理，由液晶显示器（LCD）显示和图形打印机打印结果。

三、实验材料（10分钟）

意大利MIRSpirolabⅡ彩色便携式肺功能仪，一次性吹嘴。

四、实验步骤（50分钟）

将全班学生分为6小组，每5-6人一组，分组进行实验。

1、准备：

1.1将仪器取出，放置于平稳台面上。

1.2检查打印纸是否安装。

1.3连接涡流传感器与转换口（多人操作时可安装细菌过滤器），并安装一次性吹嘴。

2、打开电源：

2.1使用交流电源时，请将交流电源插入仪器后方插孔内，打开仪器，按下电源键，进入工作状态。

操作结束后，关闭电源。

2.2使用充电电池时，请打开仪器，按下电源键，进入工作状态。

操作结束后，关闭电源。

3．操作：

3.1按下ID键，正确输入受试者信息。

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3.2测量快速肺活量时，按下FVC键，先正常呼吸3-4次，随后尽力吸气并全力快速呼气，摒住呼吸，当屏幕右上方出现OK3Second时，深吸气，使呼吸曲线呈环状。

3.3测量肺活量时，按下VC键，先正常呼吸3-4次，随后尽力吸气并全力呼气，摒住呼吸，当屏幕右上方出现VC/IVC时，吸气。

3.4测量最大通气量时，按下MVV键，力竭呼吸10秒钟。

显示屏自动显示数据。

3.5按MENU键，回到主菜单，此时，按下打印键，既可打印图形及结果。

四、结果评定（25分钟）

1、肺活量大小与性别、年龄、身高、体重、胸围以及体育锻炼等因素有密切关系。

我国正常男子肺活量约为3500-4000毫升，女子为2500-3500毫升。

2、时间肺活量，成年人第一秒钟为83%，第二秒钟为96%，第三秒钟为99%。

其中第一秒值最有生理意义。

3、最大通气量反映机体通气储备能力的指标。

我国健康成年男子约为100-110升/分，成年女子约为70-80升/分。

本

课

小

结

本次课主要使学生学习和掌握肺活量、时间肺活量和最大通气量的测定方法，了解肺活量、时间肺活量和最大通气量在机能评定中的意义。

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课次

第4次

班级

人数

任课教师

课题

心电图的测试

课的

任务

1．学习心电图波形的测量与分析方法。

2．辨认正常心电图的波形并了解其生理意义和正常范围。

重点难点

重点掌握人体心电图的测试方法及测量，难点是心电图分析及其生理意义。

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心电图的测试

一、实验目的及原理（10分钟）

1、实验目的：

（1）理解心电记录的基本原理；

（2）认识心电图主要成分并了解其生理意义，分析各波的时间、电压、形态以及主要的间期；

（3）掌握人体心电图的测试方法。

2、实验原理：

心肌在发生兴奋时，会出现一系列的电位变化，这些电位变化通过心脏周围的组织和体液传导到全身。

在体表，按一定的引导方法，把这些电位变化记录下来，就能得到心电图形。

二、实验仪器（10分钟）

北京福田FCP全自动心电图分析仪，导电膏（生理盐水），消毒棉球。

三、实验步骤（50分钟）

将全组学生分为3小组，每6-7人一组，分别进行实验。

1、心电图记录的操作步骤

（1）接好心电图机的电源线、地线和导联线。

打开电源开关，预热3-5分钟。

（2）让受试者静卧检查床上，放松肌肉。

在手腕、足踝和胸前安好引导电极接上导联线。

为了保证导电良好，可在放置引导电极部位涂搽生理盐水或少许导电膏。

导联线的连接方法是：

黄色—左手，红色—右手，绿色—左足，黑色—右足（接地），白色—心前导联线。

（3）校准：

通电后，调节记录笔尖至中线，然后输入1毫伏标准电压，观察记录笔尖是否恰好移动1厘米（记录纸上为10小格）否则用校准旋钮调节之。

（4）记录：

旋转导联选择器至所需各导联，此时即见记录笔随心跳波动，开动记录纸走动开关，记录笔即在均匀走动的记录纸上画出心动电流曲线（心电图），依次记录Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、aVR、aVL、aVF、V1、V3、V5导联的心电图，剪下心电图记录纸进行分析。

2、心电图测量与分析

（1）波幅和时间的测量

①波幅：

当1毫伏的标准电压使基线上移10毫米时，纵坐标每一小格（1毫米）代表0.1毫伏。

测量波幅时，凡向上的波形，其波幅应从基线的上缘测量至波峰的顶点；凡向下的波形，其波幅应从基线的下缘测量至波谷的底点。

②时间：

心电图纸的走速由心电图机固定转速的马达所控制，一般分为25毫米/秒和50毫米/秒两种。

常用的是25毫米/秒，这时心电图纸上横坐标的每一小格（1毫米）代表0.04秒。

（2）在心电图记录纸上辨认出P波、QRS波群、T波和P—R间期、Q—T间期，进行下列项目的分析。

①心率的测定：

测量相邻的两个心动周期中的P波与P波的间隔时间或R波与R波的间隔时间，按下列公式进行计算，求出心率。

如心动周期之间的时间间距显著不等时，可将五个心动周期的P—P间隔时间或R—R间隔时间加以平均，取得平均值，代入公式：

心率=60/P—P或R—R间隔时间（秒）

通常不必计算，可以“自R—R间期推算心率表”直接查得。

②心律的分析：

心律的分析包括：

Ⅰ主导节律的判断，Ⅱ心律是否规

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则整齐。

③有期前收缩或异位节律出现。

窦性心律的心电图表现是：

P波在Ⅱ导联中直立，aVR导联中倒置；P—R间期在0.12以上。

如果心电图中最大的P—P间隔和最小的P—P

间隔时间相差在0.12秒以上，称为心律不整齐或心律不齐。

成年人正常窦性心律的心率为60~100次/分。

④心电图各波段的分析：

测量Ⅱ导联中P波、QRS波群、T波的时间和电压，并测定P—R间期和Q—T间期的时间。

四、结果评定（20分钟）

1、对比表格比较自己各导联中P波、QRS波群、T波的时间、电压、形态。

2、测量有无窦性心律不齐现象，并分析原因。

3、依公式测量心率。

本

课

小

结

本节课重点学习心电图波形的测量与分析方法。

使学生辨认正常心电图的波形并了解其生理意义和正常范围。

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课次

第5次

班级

人数

任课教师

课题

血型的测定

课的

任务

1．掌握血型的测定方法；

2．掌握血型的测试原理。

重点难点

重点学习血型的测定方法，难点在于血型测试原理的掌握。

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血型的测定

一、实验目的与原理（30分钟）

（一）实验目的

1、学习血型的测定方法；

2、血型的测试原理。

（二）实验原理

当凝集原与其相对应的凝集素相遇时将会发生红细胞凝集反应。

所谓凝集反应是指红细胞彼此聚集粘合在一起，形成一簇簇不规则细胞团的现象。

A型红细胞与B型血的血清相遇或B型红细胞与A型血的血清相遇均可发生凝集现象。

通常是用已知的标准血清，分别鉴定红细胞膜上的凝集原类型。

如果红细胞与抗A标准血清发生凝集，表明红细胞膜上具有A凝集原，与抗B标准血清发生凝集，则具有B凝集原，然后再根据凝集原类型确定血型。

ABO血型系统中的凝集原和凝集素

血型

红细胞上凝集原

血清中凝集素

抗B

抗A

A和B

无

抗A和抗B

二、实验材料（5分钟）

采血器具、玻片、玻棒、抗A、抗B血型定型试剂。

三、实验步骤（30分钟）

平板法或玻片法

1、在白纸上分别注明“抗A”“抗B”字样，并放上玻片，在标有“抗A”“抗B”字样的两边分别滴1-2滴血型定型试剂，注意不要混合；

2、取末梢血20微升，用玻棒两端各蘸取1-2滴血分别与抗A抗B血型

定型剂搅匀，静置2分钟。

3、观察是否有凝块并判断血型。

四、结果评定（25分钟）

血型的鉴定

受检者血型

鉴定试剂

抗A血型定型试剂

抗B血型定型试剂

＋

－

＋

－

注：

+表示有凝集；-表示无凝集。

本

课

小

结

本节课重点学习血型的测定方法，使学生掌握血型测试的原理。

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课次

第6次

班级

人数

任课教师

课题

血尿素氮的测定

课的

任务

1、学习和掌握血尿素氮的测定方法。

2．了解血尿素氮在机能评定中的作用与意义。

重点难点

重点掌握血尿素氮的测定方法。

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血尿素氮的测定

一、实验目的与原理（10分钟）

（一）实验目的

1、学习和掌握血尿素氮的测定方法；

2、了解血尿素氮在机能评定中的作用与意义。

（二）实验原理

尿素在强酸条件下与二乙酰一月亏反应生成红色复合物，其显色程度与尿素含量成正比。

与经同样处理之尿素标准液比色，即可求出血尿素含量。

二、实验材料（10分钟）

（一）实验仪器：

722型分光光度仪、恒温水浴箱、离心机、电磁炉。

（二）试剂：

1、10%三氯乙酸。

2、二乙酰一月亏。

称取二乙酰一月亏600mg，硫氨脲30mg，加蒸馏水溶解，定溶至100ml，储入棕色瓶中。

3、酸混合液。

浓H3PO4（85%~87%）35ml，浓H2SO4（95%~98%）80ml慢慢滴加于800ml蒸馏水中，冷却以后以蒸馏水定溶至1000ml。

4、0.01NH2SO4液。

准确吸取0.417ml浓H2SO4（36N）置于预先放入

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约1000ml蒸馏水的1500ml量筒中，蒸馏水定溶至刻度。

5、尿素氮标准储存液（1mg/ml）。

将尿素（A.R）置硫酸干燥器内48小时。

称取经干燥后的的尿素2.143g，加0.01N硫酸溶解至1000ml。

冰箱保存。

6、尿素氮标准应用液。

吸取尿素氮标准储存液1ml，置于预先加有少量0.01N硫酸液的100ml容量瓶内，并用0.01N硫酸液定溶至刻度。

7、1%NaF。

三、实验步骤（50分钟）

为观察运动负荷对血尿素氮含量的影响，可选择进行大运动量训练受试者为测试对象（运动内容可为男5000m，女3000m全速跑或长于30min的大运动量教学，训练课）。

分别于运动前安静时，运动后第5~10min以及次日晨安静时分三次由受试者耳垂取血0.02ml。

操作程序如下表1所示进行：

表1实验试剂添加表

试管号

试剂与操作

运动前

运动后

次日晨

1%NaF（ml）

0.48

耳垂血液（ml）

0.02

10%三氯乙酸（ml）

1.5

将上述三个管各自混匀，离心（3000r/m）5min分别取上清夜备用。

（在吸量管操作技术不熟练的情况下，可将三个试管内上清夜分装另外三个编好号的小试管内）。

再取试管5支，按表2所示添加试剂：

表2实验试剂添加表

试管号

试剂（ml）

运动前

运动后

次日晨

标准

空白

上清液

0.5

尿素氮标准应用液0.01mg/ml

0.5

1%NaF

0.5

二乙酰一月亏

0.5

立即摇匀

酸混合液

4.0

混合各管，沸水浴10min冷却至室温

（四）计算

血尿素浓度（mmol/L）=血尿素氮浓度（mg%）

0.357

四、结果评定（20分钟）

血尿素氮正常含量为3.2-7.0mmol/L。

剧烈运动时，体内蛋白质分解代谢加强，血尿素含量会增加。

血尿素氮含量如超过40mg%，应将血液标本稀释后测定，所得结果乘以稀释倍数。

本

课

小

结

本次课主要使学生学习和掌握血尿素氮的测定方法，了解血尿素氮在机能评定中的作用与意义。

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课次

第7次

班级

体育系07级

人数

任课教师

课题

血红蛋白的测定

课的

任务

掌握血红蛋白测试的几种不同方法，掌握血红蛋白在运动实践中的应用

重点难点

重点掌握半自动生化分析仪和722分光光度计测试血红蛋白的方法，难点是末稍血的采集和比色分析法原理的理解和掌握。

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复习回顾（20分钟）

1.血红蛋白基础知识的回顾

血红蛋白（Hb）是一种结合色蛋白，色素部分是亚铁血红素，蛋白质部分是珠蛋白。

1分子的Hb是由4分子的亚铁血红素和1分子的珠蛋白结合而成的。

Hb的主要生理功能是：

1、运输氧气（O2）和二氧化碳（CO2），2、缓冲作用。

每分子的Hb可结合4分子的氧气，在标准的情况下（0℃，1个大气压），每克Hb能结合1.39毫升氧气。

HbO2比Hb具有较强的酸性，例如，在红细胞中，1毫摩尔的HbO2能产生1.88毫克当量的氢离子（H+），而1毫摩尔的Hb只能产生1.28毫克当量的H+。

因此，在组织中，每放出1毫摩尔O2（体积22.4毫升），就能多结合0.60毫克当量的。

因而Hb在调解体内酸碱平衡也有一定的作用。

所以，在运动训练和比赛中，Hb不仅能为组织提供氧气，促进物质的有氧代谢和带走CO2，而且也能起中和酸性的作用。

Hb的含量对运动员的运动能力影响很大，对耐力运动员的专项素质尤为重要，因此，定期测定Hb的含量有助于了解运动员的营养、对负荷的适应及身体机能水平等情况。

2.分光光度法的测定原理

有色溶液对光线有选择性的吸收作用，不同物质由于其分子结构不同，对不同波长的光线的吸收能力也不同，因此，每种物质都具有其特异的吸收光谱。

有些无色溶液，虽对可见光无吸收作用，但所含物质可以吸收特定波长的紫外线或红外线。

分光光度法鉴定物质性质及含量的技术，其理论依据是主要是指利用Lambert和Beer定律。

朗伯－比尔定律：

当一束平行单色光垂直通过某溶液时，溶液的吸光度A与吸光物质的浓度c及液层厚度b成正比:

A=εcb

ε——摩尔吸光系数。

它表示物质的浓度为1mol/L，液层厚度为1cm时，溶液的吸光度。

其单位为L/mol·cm

b——液层光程（cm），常使用1.0cm 的比色皿，b=1cm。

C——样品浓度（mol/L）

血红蛋白的测定

一、实验目的（5分钟）

1.熟悉末梢采血的方法；

2.学习722分光光度计的使用；

3.理解分光光度法的测定原理；

4.掌握半自动生化分析仪测定血红蛋白含量的具体操作方法

5.掌握血红蛋白指标测定的意义及在体育运动中的应用。

二、实验材料（5分钟）

1.器材：

722分光光度计、10毫升试管、5ml移液管、一次性采血针、毛细吸血管、酒精棉签、洗耳球等。

2.试剂：

氰化高铁血红蛋白稀释剂：

称取高铁氰化钾[K3Fe（CN）6]200mg，氰化钾50mg、碳酸氢钠（NaHCO3AR）140mg（或磷酸二氢钾—KH2PO4）20mg，用蒸馏水溶解并稀释到10

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