Физиология человека

МИНИСТЕРСТВО  СПОРТА  РОССИЙСКОЙ  ФЕДЕРАЦИИ  
 
СИБИРСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ  
ФИЗИЧЕСКОЙ  КУЛЬТУРЫ  И СПОРТА 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ю. П. Салова, Т. П. Ефимова  
 
 
 
 
ФИЗИОЛОГИЯ  ЧЕЛОВЕКА 
 
 
Практикум 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Омск  2022 

УДК 612(1-8) 
ББК 28.707.3 
 С16 
 
Рецензенты: 
канд. биол. наук, доцент кафедры биологического образования ОмГПУ Г. В. Самойлова; 
канд. биол. наук, ст. преподаватель кафедры медико-биологических  дисциплин  
и безопасности жизнедеятельности  СурГПУ Н. И. Ложкина-Гомецкая. 
 
 
Салова, Ю. П.   
Физиология человека : практикум / Ю. П. Салова, Т. П. Ефимова ; Министерство спорта Российской Федерации, Сибирский государственный университет физической культуры и спорта. – Омск :  
СибГУФК, 2022.– 108 с.  
ISBN 978-5-91930-202-5 
 
 
 
Пособие написано в соответствии с требованиями ФГОС ВО и рабочей программой дисциплины 
«Физиология человека» для бакалавров направления подготовки 49.03.01 «Физическая культура» профилей «Физкультурно-оздоровительная деятельность» и «Физкультурно-спортивное образование», 
49.03.03. «Рекреация и спортивно-оздоровительный туризм» очной и заочной форм обучения. 
Включает два основных раздела «Общая физиология человека» и «Основы физиологии физкультурно-спортивной деятельности». 
Основной задачей пособия является получение студентами знаний о физиологических механизмах 
жизнедеятельности человека в условиях покоя и при выполнении физических нагрузок, приобретение 
обучающимися навыков проведения физиологических исследований человека в состоянии относительного покоя и при выполнении нагрузок различной мощности. 
Представленные в пособии занятия включают краткие теоретические сведения по изучаемой теме, 
лабораторные работы, вопросы для промежуточной аттестации по дисциплине. 
 
 
УДК 612(1-8) 
ББК 28.707.3 
 
 
 
 
Рекомендовано к изданию 
редакционно-издательским советом ФГБОУ ВО СибГУФК 
 
 
 
 
 
 
 
 
ISBN 978-5-91930-202-5  
 
 
 
 
 
© ФГБОУ ВО СибГУФК, 2022 
© Салова Ю. П., Ефимова Т. П., 2022 
 

ОГЛАВЛЕНИЕ 
 
ВВЕДЕНИЕ ............................................................................................................................................................ 5 
РАЗДЕЛ I. Общая физиология человека ............................................................................................................. 6 
Тема 1. Общая физиология центральной нервной системы .............................................................................. 6 
Занятие 1. Предмет «физиология». Основные физиологические понятия.                                                      
Общая физиология возбудимых тканей .............................................................................................  ................ 6 
Занятие 2. Физиология центральной нервной системы. Координация деятельности ЦНС ..........  .............. 12 
Тема 2. Частная физиология центральной нервной системы .......................................................................... 15 
Занятие 3. Функциональная организация спинного мозга и головного мозга ...............................  .............. 15 
Занятие 4. Вегетативная нервная система (автономная).                                                                                  
Функции симпатического и парасимпатического отделов ...............................................................  .............. 19 
Занятие 5. Высшая нервная деятельность ..........................................................................................  .............. 22 
Занятие 6. Свойства, функции и состояния головного мозга ...........................................................  .............. 29 
Занятие 7. Итоговое занятие по темам «Общая физиология центральной нервной системы»,                      
«Частная физиология центральной нервной системы» ....................................................................  .............. 34 
Тема 3. Физиология сенсорных систем ............................................................................................................. 34 
Занятие 8. Физиология  зрительной сенсорной системы ..................................................................  .............. 34 
Тема 4. Физиология эндокринной системы ...................................................................................................... 39 
Занятие 9. Гормоны и их свойства ......................................................................................................  .............. 39 
Тема 5. Физиология нервно-мышечной системы ............................................................................................. 44 
Занятие 11. Механизм мышечного сокращения ................................................................................  .............. 44 
Занятие 12. Мышечная механика ........................................................................................................  .............. 48 
Занятие 13. Итоговое занятие по темам «Физиология сенсорных систем»,                                          
«Физиология нервно-мышечного аппарата», «Физиология эндокринной системы» ....................  .............. 53 
Тема 6. Кровь и другие жидкие среды организма ............................................................................................ 53 
Занятие 14. Форменные элементы крови. Группы крови. Наследование групп крови .................  .............. 53 
Тема 7. Физиология кровообращения ............................................................................................................... 56 
Занятие 15. Функциональная организация сердечно-сосудистой системы,                                                   
свойства сердечной мышцы ................................................................................................................  .............. 56 
Тема 8. Физиология дыхания ............................................................................................................................. 60 
Занятие 16. Внешнее дыхание и газообмен в легких ........................................................................  .............. 60 
Занятие 17. Итоговое занятие по темам «Кровь и другие жидкие среды организма»,                           
«Физиология кровообращения», «Физиология дыхания» ................................................................  .............. 64 
Тема 9. Физиология пищеварения ..................................................................................................................... 64 
Занятие 18. Физиология пищеварения ...............................................................................................  .............. 64 
Тема 10. Физиология выделения ........................................................................................................................ 67 
Занятие 19. Физиология выделения ....................................................................................................  .............. 67 

Тема 11. Физиология обмена веществ и энергии. Тепловой обмен ................................................................ 70 
Занятие 20. Обмен веществ и энергии. Физиология терморегуляции .............................................  .............. 70 
Тема 12. Возрастная физиология ....................................................................................................................... 75 
Занятие 21. Онтогенез. Возрастная периодизация онтогенеза. ........................................................  .............. 75 
Занятие 22. Итоговое занятие по темам «Физиология пищеварения», «Физиология выделения», 
«Физиология обмена веществ и энергии», «Физиология терморегуляции», «Возрастная физиология» ... 77 
РАЗДЕЛ II. Основы физиологии физкультурно-спортивной деятельности .................................................. 78 
Тема 13. Физиологические основы мышечной деятельности ......................................................................... 78 
Занятие 23. Адаптация к мышечной деятельности и функциональные резервы организма .........  .............. 78 
Занятие 24. Физиологическая характеристика                                                                                                     
и классификация физических упражнений и движений ...................................................................  .............. 81 
Занятие 25. Физиологическая характеристика состояний организма                                                                 
при физкультурно-спортивной деятельности ....................................................................................  .............. 84 
Занятие 26. Физиологические механизмы формирования двигательных навыков ........................  .............. 86 
Занятие 27–28. Физиологические механизмы развития физических качеств .................................  .............. 88 
Тема 14. Физиологические основы занятий физкультурно-спортивной деятельностью ............................. 94 
Занятие 29. Физиологические основы спортивной работоспособности                                                                
в особых условиях внешней среды .....................................................................................................  .............. 94 
Занятие 30. Физиологические основы построения                                                                                 
физкультурно-спортивных и оздоровительных занятий ..................................................................  .............. 98 
Занятие 31. Итоговое занятие по темам «Физиологические основы мышечной деятельности», 
«Физиологические основы занятий физкультурно-спортивной деятельностью» ..........................  ............ 100 
Занятие 32–33. Физиологическая характеристика оздоровительных                                                                    
и экстремальных видов гимнастики и туризма (для направления 49.03.03 РиСОТ) .....................  ............ 100 
ВОПРОСЫ  К  ЭКЗАМЕНУ ............................................................................................................................. 104 
СПИСОК  ЛИТЕРАТУРЫ ................................................................................................................................ 107 
 
 
 

ВВЕДЕНИЕ 
 
Практикум предназначен для проведения практических занятий по дисциплине «Физиология человека» для студентов очной и заочной формы обучения по направлениям подготовки 49.03.01 «Физическая культура» профилей «Физкультурно-оздоровительная деятельность», «Физкультурно-спортивное 
образование», 49.03.03. «Рекреация и спортивно-оздоровительный туризм».  
Пособие включает 2 раздела «Общая физиология человека» и «Основы физиологии физкультурноспортивной деятельности». Первый раздел включает следующие темы: общая и частная физиология 
центральной нервной системы; физиология сенсорных систем; функции головного мозга; физиология 
нервно-мышечной системы; физиология кровообращения; физиология дыхания; физиология пищеварения, выделения, обмена веществ и энергии, терморегуляции; возрастная физиология. Второй раздел 
включает темы: адаптация к мышечной деятельности, физиологическая характеристика и классификация физических упражнений и движений; физиологическая характеристика состояний организма при 
физкультурно-спортивной деятельности; физиологические механизмы формирования двигательных 
навыков и развития физических качеств; физиологические основы спортивной работоспособности в 
особых условиях внешней среды и физиологические основы построения физкультурно-спортивных и 
оздоровительных занятий.  
В соответствии с разделами и темами в пособии представлены лабораторные и практические работы, отражающие основные закономерности функционирования здорового организма и механизмы его 
регуляции в покое и при мышечной деятельности. 
Часть лабораторных работ представлена с использованием виртуального практикума по физиологии LuPraFi-Sim. Большая часть лабораторных работ позволяет овладеть навыками проведения физиологических тестирований, опытом экспериментальных наблюдений физиологических изменений в организме человека в покое и при выполнении физических упражнений.  
Материал учебного пособия структурирован и представлен следующим образом: раздел, тема занятия, лабораторная или практическая работа.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

РАЗДЕЛ I.  ОБЩАЯ  ФИЗИОЛОГИЯ  ЧЕЛОВЕКА 
 
 
Тема 1.  Общая  физиология  центральной  нервной  системы 
 
 
Занятие 1. Предмет «физиология». Основные физиологические понятия. Общая физиология возбудимых тканей 
 
 
Дата 
 
Лабораторная работа 1.  
Установление порога возбудимости и демонстрация явления суммации возбуждения 
 
Теоретические сведения. Биопотенциалы – обобщенное название всех электрических процессов 
в живых системах. 
Потенциал покоя (ПП) (рис. 1). Калий-натриевый насос работает так, что при отсутствии стимула, т. е. в неактивном состоянии, внутрь клетки ионы натрия (Na+) не попадают. В то же время ионы калия (К+) с помощью насоса нагнетаются в клетку. Через мембрану клетки ионы К+ могут свободно выходить с помощью диффузии, что приводит к накоплению отрицательного заряда внутри клетки. Его 
принято называть мембранным потенциалом, или потенциалом покоя.  
 
 
 
Рисунок 1 – Потенциал покоя и потенциал действия возбудимой клетки 
 
В результате сопряженного транспорта ионов К+ и Na+ поддерживается постоянная их концентрация внутри и вне клетки. Отрицательный заряд внутренней среды клетки связан с тем, что положительно заряженные ионы К+ соединены с отрицательно заряженными анионами Cl– (хлор); НСО3– (анион 
угольной кислоты) и НРО3¯ (анион метафосфорной кислоты), которые и заряжают клетку отрицательно. 
Таким образом, причиной формирования потенциала покоя является неодинаковая концентрация положительно заряженных ионов снаружи клетки и отрицательно заряженных – внутри.  

Потенциал действия (ПД). Для того чтобы возник электрический ток, в живой клетке должна измениться проницаемость клеточной мембраны. Изменение проницаемости мембраны возбудимых клеток для ионов К+ и Na+ приводит к изменению разности потенциалов на мембране, к возникновению потенциалов действия и распространению нервных импульсов по нервным клеткам. Потенциал действия 
является физиологическим процессом, выражающимся в быстром колебании мембранного потенциала 
вследствие перемещения ионов в клетку и из нее и способным распространяться без затухания.  
Потенциал действия проходит несколько фаз (рис. 2):  
1) фаза  деполяризации – положительно заряженные ионы Na+ входят в клетку, в результате чего 
мембранный потенциал быстро уменьшается до 0, а затем приобретает положительное значение; 2) фаза 
реверсии (овершут) –  явление изменения знака мембранного потенциала;  3)  фаза реполяризации – 
проницаемость для ионов К+ увеличивается, а для натрия поры закрываются, что приводит к восстановлению мембранного потенциала; 4) следовые потенциалы – следовая деполяризация (проникновение 
внутрь клетки какого-то количества Na+) и 5) следовая гиперполяризация (увеличение разности потенциалов из-за повышенного выхода ионов Na+ из клетки). На фоне следовых потенциалов происходит активация калий-натриевого насоса, обеспечивающего выведение 3 ионов Na+ и поступление 2 ионов К+ в 
клетку при расщеплении 1 молекулы АТФ. Локальный ответ – это реакция клетки на подпороговое 
воздействие. Овершут – период времени, в течение которого мембранный потенциал имеет положительное значение. 
 
 
 
Рисунок 2 – Потенциал действия и его фазы 
 
Цель работы: определить минимальную интенсивность единичного стимула (порог возбудимости), при котором возникает потенциал действия в нервном волокне; выявить влияние нескольких стимулов на нервное волокно. 
Оборудование: лабораторный практикум по физиологии LuPraFi-Sim. 
Ход работы:  
1. Откройте виртуальный лабораторный практикум LuPraFi-Sim, нажав на гиперссылку. В программе LuPraFi-Sim нажмите кнопку Esc на клавиатуре для удобства работы (переход на меньший формат экрана). 
2. Нажмите START. 
3. Выберите русский перевод. 
4. Нажмите кнопку СОДЕРЖАНИЕ. 
5. Выберите раздел «НЕРВНАЯ СИСТЕМА». 
6. Выберите соответствующую тему. 

7. Ознакомьтесь с теоретической частью. 
Теоретическая часть. 
Прочтите теоретический материал и допишите пропущенные фразы или слова. 
Минимальная интенсивность единичного стимула, при которой возникает и распространяется 
потенциал действия, называется ______________________. Применение нескольких _________________ 
_________________________с высокой частотой приводит к появлению потенциала ________________ 
в результате _________________________эффекта. 
8. После ознакомления с теорией запишите принцип действия: ______________________________ 
__________________________________________________________________________________________ 
__________________________________________________________________________________________ 
__________________________________________________________________________________________ 
и нажмите кнопку «ТЕХНОЛОГИЯ», а затем перейдите к практической части. 
Практическая часть: 
1. Включите стимулятор и усилитель, нажав на «Сеть». 
2. Нажмите кнопку – стрелку прибора, регулирующего интенсивность электрического стимула, 
установите интенсивность стимула в 0,1 мВ. 
3. Нажмите «СТИМУЛ» для того, чтобы подвергнуть нерв воздействию электрического раздражителя. 
4. Выполните операции в пунктах 3 и 4 еще несколько раз, постепенно увеличивая силу стимулирующего импульса на 0,1 мВ каждый раз, пока осциллограмма не покажет появление потенциала действия; нажмите «ВЫЧИСЛИТЬ». 
5. Уменьшите интенсивность стимула на 0,5 мВ от той, которую вы получили в пункте 4, и увеличьте число стимулов до 4, и воздействуйте на нерв стимулом. 
6. Затем постепенно увеличивайте интенсивность стимулирующего импульса на 0,1 мВ каждый 
раз, пока осциллограмма не покажет появление потенциала действия; нажмите «ВЫЧИСЛИТЬ». 
Результаты работы. Занести полученные данные в протокол. Ответить на вопросы. Сделать вывод по работе. 
 
Протокол  
Интенсивность стимула (мВ) 
Число стимулов 
Ответная реакция (+/-) 
0,1 
1 
- 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Вопросы по работе  
 
1. При минимальной интенсивности стимула можно наблюдать появление потенциала действия? 
__________________________________________________________________________________________ 
 
2. Как изменяется порог возбудимости при увеличении числа стимулов? 
__________________________________________________________________________________________ 
 
Вывод____________________________________________________________________________________ 
__________________________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________________________ 
__________________________________________________________________________________________ 

Лабораторная работа 2.  
Определение скорости проводимости нервного импульса по нервному волокну  
и ее зависимости от диаметра аксона, наличия или отсутствия миелина 
 
Теоретические сведения. Нервная система – одна из важнейших систем, которая обеспечивает 
координацию и регуляцию протекающих в организме процессов и устанавливает взаимосвязь с внешней 
средой. Основными функциями нервной системы являются восприятие раздражителя; проведение и 
обработка информации; формирование ответных и приспособительных реакций, включая высшую нервную деятельность и психику. 
Нервная система человека делится на центральную (ЦНС), включающую спинной и головной 
мозг, и периферическую (периферические нервы, нервные узлы, нервные сплетения) нервную систему.  
Основной структурной и функциональной единицей нервной системы является нервная клетка – 
нейрон. Посредством нейронов осуществляется передача нервного импульса от одного участка нервной 
системы к другому, происходит обмен информацией между нервной системой и различными участками 
тела. В нейронах происходят сложные процессы обработки информации, и с их помощью формируются 
ответные реакции на внешние и внутренние раздражения. К основным функциям нейронов относятся 
восприятие внешних раздражений, переработка полученных сигналов и передача нервных импульсов к 
другим нейронам или рабочим органам.  
 
 
 
Рисунок 3 – Строение нейрона 
Нервная клетка (рис. 3) имеет тело (сому), включающее ядро и 2 типа отростков – 
дендриты и аксон. Аксон (axis – ось) проводит 
возбуждение от тела нейрона, а дендриты 
(dendron – дерево), наоборот, к телу нейрона. 
Аксон начинается холмиком, в котором происходит генерация нервного импульса. Большинство аксонов покрыты миелиновой оболочкой, 
которая способствует ускорению проведения 
нервного импульса по волокну. Через равные 
промежутки миелиновая оболочка прерывается, и возбуждение передается по таким волокнам скачками (т. е. сальтоторно) через перехваты Ранвье с высокой скоростью. 
 
Цель работы: определить скорость и время проводимости нервного импульса по нервным волокнам следующих типов:  
– тонкий миелинизированный нерв лягушки; 
– немиелинизированный нерв крысы; 
– толстый миелинизированный нерв крысы. 
Оборудование: лабораторный практикум по физиологии LuPraFi-Sim.  
Ход работы: 
1. Откройте виртуальный лабораторный практикум LuPraFi-Sim, нажав на гиперссылку. В программе LuPraFi-Sim нажмите кнопку Esc на клавиатуре для удобства работы (переход на меньший формат экрана). 
2. Нажмите START. 
3. Выберите русский перевод. 
4. Нажмите кнопку СОДЕРЖАНИЕ. 
5. Выберите раздел «НЕРВНАЯ СИСТЕМА». 
6. Выберите соответствующую тему. 

7. Ознакомьтесь с теоретической частью. 
Теоретическая часть. 
Прочтите теоретический материал и допишите пропущенные фразы или слова. 
Проявление потенциала действия в нейронах называется __________________________, а его 
прохождение 
является 
результатом 
свойств 
нейрона: 
__________________________ 
и 
__________________________. Способность нейрона реагировать на воздействие определенных импульсов 
(____________________________________________________________________), 
создавая 
_________________________________________ называется ______________________, способность 
нейрона распространять ____________________________________________по всей длине аксона называется _______________________. 
В состоянии покоя мембрана нейрона поляризирована и обладает так называемым ____________ 
_______________________________________________________, который представляет собой распределение зарядов на наружной поверхности мембраны – ______________________________, а на ее 
внутренней стороне – ______________________________.Процесс поляризации мембраны активный (т. 
е. происходит с поглощением энергии) и осуществляется _______________________________________. 
Эти насосы обеспечивают одновременно активный транспорт 3 ионов ____ и 2 ионов калия. Первые 
изнутри клетки в межклеточное пространство, а вторые – из межклеточного пространства внутрь 
нейрона. Результатом этого процесса является аккумуляция ____________________________________ 
_____________на __________________поверхности мембраны и __________________________________ 
_____________заряженных ионов – ____________________поверхности мембраны (поляризация). 
Измерить потенциал покоя можно с помощью __________________, электроды которого размещаются так:  один снаружи мембраны, а другой – внутри нейрона. Разница потенциалов, которую покажет аппарат, должна быть около _______ мВ (от -40 мВ до – 90 мВ). 
Когда нейрон подвергается воздействию единичного электрического стимула с интенсивностью, 
которая превышает пороговую величину (порог возбудимости), _________________________ сменяется 
__________________________________________________________________________________ 
_______________________ (нервным импульсом). В этих условиях мембрана нейрона становится гиперпроницаема для ионов _______ (открываются _____________, которые, проникая в больших количествах в нейрон, резко изменяют распределение зарядов, характерное для потенциала __________ 
(_________________________________ 
электрические 
заряды 
начинают 
доминировать 
на 
__________________________________________________). Во время этого процесса к моменту стремления мембранного потенциала к нулю, канала ____ закрываются (происходит остановка притока 
ионов ___ внутрь клетки), а __________________каналы открываются (начинается отток ионов _____ 
из клетки наружу), т. е. возникает ситуация, при которой останавливается деполяризация мембраны 
(на уровне от +30 до + 35 мВ), начинается _______________________мембраны нейрона. Она происходит интенсивно и приводит к установлению мембранного потенциала в -75 мВ (___________________), 
ситуации, в которой каналы ________ закрываются, и достигается нормальный уровень поляризации 
мембраны вследствие действия ________________________________. 
Во время массированного притока _______ нейрон проходит период _________________________ 
______________ (т. е. он нечувствителен к любому стимулу, вне зависимости от его интенсивности). 
По окончании периода _________________________________________ нейрон проходит период 
_____________________________ (он чувствителен только к стимулам с возрастающей интенсивностью). Потенциал действия, который появляется в некой определенной зоне нейрона имеет свойство 
распространяться к его пределам, преобразовываясь тем самым в _______________________ 
__________________. 
8. После ознакомления с теорией запишите принцип действия: ______________________________ 
__________________________________________________________________________________________ 
__________________________________________________________________________________________ 
________________________________________________________________________, нажмите кнопку 
«ТЕХНОЛОГИЯ» и ознакомьтесь с практической частью, а затем перейдите к ней.