第二章 体育锻炼的科学基础

第一节 体育锻炼的生理学基础

健康是幸福生活的基础，也是事业成功的必备条件。如何进行科学的体育锻炼以促进健康，这就需要了解体育锻炼的基本生理学知识，这有助于了解自身的身体状况并设置合理的体育锻炼目标，从而发挥体育锻炼对健康的最大效益。

一、体育锻炼与运动系统

（一）运动系统的一般结构与功能

人体的各种运动都是由骨骼肌收缩产生力量作用于骨骼，骨骼绕着关节运动而完成的。运动系统包括骨、关节、肌肉三个部分，科学的体育锻炼可以对运动系统产生良好的影响。

1．骨的结构与功能

骨是一种器官，由骨组织、疏松结缔组织和神经组织等构成，其中骨组织是主要成分。骨构成人体的支架，具有新陈代谢及生长发育的特点，并有破坏、改造、伤后愈合、修复再生的能力，人体骨骼的形态结构完整而复杂，功能坚固而灵活。正常成年人共有206块骨。骨的功能具体表现为：

（1）支持负重

骨与骨连接成骨骼，构成人体的支架，具有支持人体局部和全身重量的作用。

（2）运动杠杆

骨在肌肉收缩时被牵拉，绕关节转动，使人体产生各种运动，起着杠杆的作用。

（3）造血功能

骨髓内的网状细胞是比较幼稚的细胞，它经过分化可以变成血细胞。

（4）保护功能

骨围成的腔隙，保护人体的重要器官。例如，颅骨保护脑，胸廓保护心、肺等重要器官。

2．关节的结构与功能

骨与骨之间以结缔组织相连，构成骨联结，通称为关节。构成关节的主要结构为关节面、关节囊和关节腔。

（1）关节面

关节面是指形成关节的两个相邻部位，其表面覆盖一层关节软骨，多数关节面的软骨为透明软骨，具有减少相邻两关节之间的摩擦和缓冲外力冲击的作用。

（2）关节囊

关节囊为附着在相邻关节面周缘及附近骨表面的结缔组织囊，内含血管和神经等。关节囊的外层称为纤维层，对关节起加固作用；关节囊的内层为滑膜层，可分泌少量透明的滑液，在关节面之间起润滑和营养关节软骨的作用。

（3）关节腔

关节腔是由关节囊和相邻骨关节面软骨共同围成的封闭腔隙，关节腔内的压力较大气压低（此现象称为负压），负压对加固关节起着非常重要的作用。

除关节的主要结构外，还有关节的辅助结构，这些辅助结构包括滑膜囊、滑膜壁、关节内软骨、关节韧带等，它们主要对关节起加固、保护和减少摩擦等方面的作用。

3．肌肉的结构与功能

（1）肌肉的结构

人体肌肉重量约占体重的40%（女性约为35%），不同年龄、性别的肌肉占人体体重的比例不同。每块肌肉一般都可分为肌腹和肌腱两部分，肌腹位于肌肉的中部，肌腱位于两端。肌腹主要由肌纤维（即肌细胞）构成。骨骼肌纤维平行排列，形成肌束，许多肌束聚集在一起形成肌腹。肌腹是构成肌肉的主要部分，肌肉的外形主要取决于肌腹。肌腱由致密结缔组织构成，呈银白色，非常强韧，是肌肉中的弹性成分，但没有收缩功能。肌肉借肌腱附着于骨上。

肌肉具有收缩、伸展、弹性和黏滞性等功能。肌肉收缩是由神经冲动引起的，脊髓中运动神经元发出的神经纤维支配全身肌肉。人体的肌纤维又可分为红肌和白肌两种，红肌的收缩速度较慢，耐力较好，可维持长时间的收缩；白肌的收缩速度快，力量大，但容易产生疲劳。

（2）肌肉的收缩形式

根据肌肉收缩时的长度变化，将肌肉收缩的形式分为向心收缩、等长收缩、离心收缩和等张收缩四种形式。

1）向心收缩

肌肉收缩时，长度缩短的收缩称为向心收缩。向心收缩时肌肉长度缩短、起止点相互靠近，因而引起身体运动。而且，肌肉张力增加出现在前，长度缩短发生在后。但肌肉张力在肌肉开始缩短后即不再增加，直到收缩结束。故这种收缩形式又称为等张收缩。有时也称为动力性或时相性收缩。肌肉向心收缩时，是做功的。其数值为负荷重量与负荷移动距离的乘积。

在向心收缩过程中，所谓的等张收缩是相对的，尤其是在负重情况下，更是如此。由于肌肉在收缩过程中，往往是通过骨的杠杆作用克服阻力做功。在负荷不变的情况下，要使肌肉在整个关节活动范围内以同样的力量收缩是不可能的。如当肌肉收缩克服重力垂直举起杠铃时，随着关节角度变化，肌肉做功的力矩也会发生变化。因此，需要肌肉用力的程度也不同。在整个运动范围内，肌肉用力最大的一点称为“顶点”。出现“顶点”主要是因为在此关节角度下杠杆效率最差，加上肌肉缩短损失一部分力量，而促成了“顶点”的产生。（如图2-1）

2）离心收缩

肌肉在收缩产生张力的同时被拉长的收缩称为离心收缩。如下蹲时，股四头肌在收缩的同时被拉长，以控制重力对人体的作用，使身体缓慢下蹲，起缓冲作用。因此，肌肉做离心工作也称为退让工作。再如搬运重物时，将重物放下，以及下坡跑和下楼梯等也需要肌肉进行离心收缩。肌肉离心收缩可防止运动损伤。如从高处跳下时，脚先着地，通过反射活动使股四头肌和臀大肌产生离心收缩。由于肌肉离心收缩的制动作用，减缓了身体的下落速度，不至于使身体造成损伤。离心收缩时肌肉做负功。（如图2-1）

3）等长收缩

肌肉在收缩时其长度不变，这种收缩称为等长收缩，又称为静力收缩。肌肉等长收缩时由于长度不变，因而不能克服阻力做机械功。

等长收缩有两种情况：其一，肌肉收缩时对抗不能克服的负荷，如试图拉起根本不可能拉起的杠铃时，肱二头肌所进行的收缩就是等长收缩。其二，当其他关节由于肌肉离心收缩或向心收缩发生运动时，等长收缩可使某些关节保持一定的位置，为其他关节的运动创造适宜的条件。要保持一定的体位，某些肌肉就必须做等长收缩。如做蹲起动作时，肩带和躯干的某些肌肉发生等长收缩以保证躯干的垂直姿势，同时腿部和臀部的某些肌肉做向心收缩。当蹲下时，肩带和躯干的某些肌肉同样发生等长收缩以保证躯干的垂直姿势，但腿部和臀部的某些肌肉做离心收缩，在更复杂的运动中，身体姿势不断发生变化，因此肌肉的收缩形式也不断发生变化。在体育运动中，如体操中的“十字支撑”、“直角支撑”和武术中的站桩，参加工作的肌肉就是进行等长收缩。（如图2-1）

4）等张收缩

又称动力性收缩，肌肉收缩只是长度的缩短而张力保持不变。哑铃的肘弯举就是肱二头肌的等张收缩。（如图2-1）

（二）体育锻炼对运动系统的影响

1．体育锻炼对骨的影响

长期进行体育锻炼，通过改善骨的血液循环，加强骨的新陈代谢，可使骨径增粗，骨质增厚，骨质排列规则、整齐，并随着骨形态结构的良好变化，骨的抗折、抗弯、抗压缩等方面的能力都会有所提高。

人体从事体育锻炼的项目不同，对人体各部分骨的影响也不同。经常从事以下肢活动为主的项目，如跑、跳等，对下肢骨的影响较大；而从事以上肢活动为主的项目，如举重、投掷等，对上肢骨的影响较大。但体育锻炼的效果并不是永久的，当体育锻炼停止后，对骨的影响作用也会逐渐消失，因此，体育锻炼应经常化。同时，体育锻炼的项目要多样化，以免造成骨的畸形发展。

2．体育锻炼对关节的影响

科学、系统的体育锻炼，既可以提高关节的稳定性，又可以增加关节的灵活性和运动幅度。体育锻炼可以增加关节面软骨的厚度，并可使关节周围的肌肉发达、力量增强、关节囊和韧带增厚，因而可使关节的稳固性加强。在增加关节稳固性的同时，由于关节囊、韧带和关节周围肌肉的弹性和伸展性提高，关节的运动幅度和灵活性也大大增加。

3．体育锻炼对肌肉的影响

（1）肌肉体积增加。运动员，特别是举重等力量型项目运动员的肌肉块明显大于一般正常人，这说明体育锻炼和运动训练可以使肌肉体积增大。体育锻炼对肌肉体积的影响非常明显，一般只要进行力量训练就可以使肌肉体积增大。

（2）肌肉力量增加。体育锻炼可以增强肌肉力量已被大量实验所证实，而且体育锻炼增加肌肉力量的效果也是非常明显的，数周的力量练习就会引起肌肉力量的明显增加。

（3）肌肉弹性增加。有经常体育锻炼习惯的人，在运动时经常进行一些牵拉性练习，从而使肌肉的弹性增加，这样可以避免人体在日常活动和体育锻炼过程中由于肌肉的剧烈收缩而造成各种运动损伤。

二、体育锻炼与能量供应

（一）人体运动时能量的供应

1．运动时的供能系统

人体运动时的惟一直接能源是来自体内一种特殊的高能磷酸化合物——三磷酸腺苷（ATP）。肌肉活动时，肌肉中的ATP在酶的催化下，迅速分解为二磷酸腺苷（ADP）和磷酸，同时释放出能量供肌肉收缩。但是人体肌肉内ATP含量很少，依靠肌肉中的ATP做功只能维持1秒左右，因此机体只有不停地合成ATP才能满足肌肉收缩的需要。人体内有三个系统可以合成ATP，分别是磷酸原系统（ATP—CP系统）、乳酸能系统和有氧氧化系统（如图2-2）。

2．运动时三个供能系统的特点

人体从事各种不同的运动，但其能量供应都属于这三个供能系统。发展这三个供能系统的方法各不相同。

（1）磷酸原系统

肌肉活动的直接能源是ATP, ATP水解为ADP，释放出能量供肌肉做功。磷酸肌酸（CP）是储存在肌细胞内的另一种高能磷化物，安静状态下肌肉中CP的含量约为ATP的3倍。剧烈运动时，当肌肉中ATP含量减少而ADP含量增加时，ATP/ADP的比值将变小。ATP/ADP比值对于调节能量代谢过程有着极大的意义。比值稍一变小，即可促使CP分解释放能量，供ADP再合成为ATP；在运动后的恢复期，肌肉中ATP大量合成后，经肌酸激酶的催化作用，肌酸磷酸再合成为磷酸肌酸。研究证明，全身肌肉中磷酸原系统供能能力仅能持续8秒左右。磷酸原系统供能是短时间、大强度运动的主要供能方式。发展这一系统供能能力最好的训练方法是采用持续10秒左右的全速跑，且重复进行练习，中间休息30秒以上。

（2）乳酸能供能系统

当机体进行稍长时间（多于10秒）的大强度运动时，这时仅靠CP已不能满足机体对能量的需求，而此时供给机体的氧量也不能满足运动的实际需要。这种情况下的ATP的再合成主要依靠肌糖原的无氧酵解；由于糖酵解的产物是乳酸，所以将这一系统称为乳酸能系统，又称无氧糖酵解系统。依靠糖酵解再合成的ATP，剧烈运动可持续30 ～ 40秒以上，由于乳酸的生成和积累，酵解作用部分完全被抑制。因此，依靠糖酵解供能的运动不能持续太长时间。400米和800米跑是典型的乳酸能系统供能的运动项目。

（3）有氧氧化系统

在氧供应充足的条件下，机体利用糖和脂肪氧化分解成二氧化碳和水，同时释放出大量能量来合成ATP，这一过程称为有氧供能系统。除糖和脂肪氧化供能外，蛋白质也可参与供能，但所占比例较小。运动初期糖是主要的供能物质，随着运动时间的延长，脂肪供能比例增加，蛋白质也将参与供能。所以，有氧氧化系统是进行长时间耐力运动的主要供能系统。

人体的有氧供能能力和心肺功能有关，要提高这一供能能力，可采用较长时间的中等或较低强度的匀速跑，或较长距离的中速间歇训练等。

无氧供能和有氧供能是机体在不同的运动强度和运动时间下，依据需氧量的不同而采用的两种供能方式，其紧密相连，不可分割。10秒以内的短时间最大强度的运动，几乎完全依赖无氧供能；800米跑的无氧和有氧供能比例相差不大；长时间低强度的运动，有氧供能占主导地位。

肌肉收缩时，肌细胞中ATP水解后的再合成并不是孤立地依靠某一种能量代谢途径提供高能磷酸基团，在各种供能系统的能量转换机制之间有着密切的联系，这能保证整个肌细胞能量代谢的有机协调和高效率。因此可以认为，在肌细胞内ATP再合成过程中，各种代谢途径所提供的高能磷酸基团之间的转换，是一种极其有效的细胞自身调节机制。

（二）运动时能源物质的消耗

糖、脂肪和蛋白质是机体主要的能源物质，人体生命活动所需能量的60% ～ 70%来自糖。安静时糖供能占25%，脂肪供能占75%，糖供能比例与运动强度的增大成正比。长时间低强度运动时脂肪是最主要的能源；在运动强度为25%最大摄氧量水平时，糖和脂肪供能各占50%左右；运动强度达到50%最大摄氧量水平时，糖供能占身体总耗能的65.9%，成为运动时主要的供能物质；在70% ～ 90%最大摄氧量水平范围内运动时，肌糖原是决定性的供能物质。

（三）运动时血糖浓度的变化

安静状态下，血糖浓度的正常值为每分升80 ～ 120毫克，经常处于进入血液和组织摄取的动态平衡之中。血糖是中枢神经系统的基本能源物质，也是长时间运动时骨骼肌的重要代谢产物。运动时血糖浓度的变化主要由肝脏输出葡萄糖的速率和工作肌摄取利用血糖量来决定，中枢神经系统摄取血糖的速率基本上与休息状态时相同。

短时间大强度运动时（如100 ～ 800米跑），骨骼肌主要依靠肌糖原酵解供能，此时不但不摄取血糖，还可能释放少量葡萄糖到血液中，但血糖浓度基本上没有太大变化；如果运动时间相对较长（如1000 ～ 3000米跑），骨骼肌仍以利用肌糖原进行有氧氧化和无氧酵解为主要的能量代谢方式，摄取利用血糖很少，此时肝脏输出葡萄糖的速率增加，葡萄糖进入血液的速率明显超过组织器官摄取葡萄糖的速率，血糖浓度明显升高，可达到每分升180 ～ 200毫克以上，出现尿糖现象；如果运动时间持续更长（如5000 ～ 10000米跑），因肌糖原已有一定的消耗，骨骼肌摄取利用血糖速率相对增大，血糖浓度开始有所下降，但仍显著高于休息状态，大约为每分升130 ～ 140毫克；长时间运动时，由于肌糖原大量排空，骨骼肌摄取利用血糖速率显著增大，肝糖原储存量也大量排空，利用糖异生作用来生成和输出葡萄糖已很难完全满足机体的需要，如果没有外源性葡萄糖的补充，血糖浓度会出现进行性降低，甚至可能出现低血糖现象，严重时还会引起低血糖休克。血糖下降首先影响神经系统的正常活动，是引起中枢疲劳的重要因素。因此，在从事长时间运动（如马拉松）时，比赛过程中应适当补充糖，以弥补血糖的降低。

（四）运动后能源物质的恢复

运动时人体内的代谢加强，以不断满足身体对能量的需要。运动中及运动后，需要不断补充和恢复能源物质。能源物质的恢复过程大致可分为三个阶段：第一阶段是运动中恢复过程就已开始。这时机体一边消耗能量，一边补充能源物质，由于消耗大于补充，能源物质的储量逐渐下降。第二阶段是运动结束后，此时能源物质消耗已逐渐减少，而恢复过程却不断增强，锻炼中消耗掉的能源物质不断得到补充，直至补充到锻炼前的水平。第三阶段是超量恢复阶段，能源物质恢复到原水平后并未停止，而是继续恢复补充，在一段时间中，能源物质的恢复可超过原有储备的水平，这在生理学上称为超量恢复。这一段时间后能源物质的储备又回到原来水平。如果经常坚持体育锻炼，不断增强能源物质的恢复过程，超量恢复便能达到更高程度，体质也就不断得到增强。

（五）超量恢复

运动时，消耗过程占优势，由于能源物质的消耗大于恢复，所以运动时能源物质逐渐减少，肌肉和身体各系统的工作能力逐渐下降。运动停止后消耗过程减弱，恢复过程占优势，这时能源物质和各器官系统功能逐渐恢复到原来水平。体内能源物质的再生与合成进一步加强，运动时被消耗的物质不仅恢复到原来水平，而且在一段时间内超过原来的水平，此时机体的工作能力最强，随后又逐渐回到原来的水平，这就是超量恢复现象（图2-3）。

超量恢复是体育运动的重要理论依据。在进行高强度、超负荷的运动训练后，运动水平能否提高取决于超量恢复的水平。因为超量恢复使机体中能源物质的储存高于以往，负荷能力增强，此时是投入训练的最好时机。可以说，充分恢复的标准就是机体能否最大限度地超量恢复。超量恢复是ATP、CP、肌糖原、蛋白质等能源物质的超量补偿和存储的过程。

超量恢复是建立在两个基础上的，那就是充足的营养和充分的睡眠。机体在承担一定的负荷后要经历疲劳——恢复——超量恢复的过程，要使疲劳症状得到恢复，使机体产生超量恢复，就得让机体在承受一定的负荷后得以休息，使负荷与休息交替进行。在保证机体充分恢复的前提下，负荷越大，对机体刺激越深刻，产生的超量恢复水平也就越高。这就必须对每天训练中的负荷做一个科学合理的安排。

三、体育锻炼与供氧系统

（一）氧运输系统

氧运输系统对人的健康及生命活动有着十分重要的作用，它把氧气从体外吸入体内并运送到各器官组织，供人体生命活动的需要。氧运输系统由呼吸系统、血液与心血管系统组成。呼吸系统把氧气从体外吸入体内，氧气进入血液与血液中的血红蛋白结合，由心脏这个血液循环的动力站不停推动，使血液流遍全身，将氧气送到各组织器官。人体从外界环境摄取氧的能力受氧运输系统各环节功能的制约。

氧运输系统工作的第一个环节是肺的呼吸运动，实现肺与外界环境的气体交换及肺泡与肺毛细血管血液间的气体交换。肺活量是指尽最大可能深吸气后做最大可能的呼气的量。健康成年男性肺活量值为3500～4000毫升，女性为2500～3500毫升。

我国健康男性每100毫升血液中血红蛋白含量为12～15克，女性为11～14克。

在整个氧运输系统中，心血管系统的功能处在最重要的地位，心脏是推动血液不断向前流动的动力，血管则是血液流动的管道，起着运输血液与物质交换的重要作用。健康成年人每分钟心跳为75次左右。心脏每搏动一次大约向血管射血70毫升（称每搏输出量），心脏每分钟向血管射血5升左右（称每分输出量）。心脏射出的血液在血管内流动时对血管壁有一定侧压力，这就是血压。我国健康成年人安静时收缩压为10.2～12.2千帕（100～120毫米汞柱），舒张压为6.1～9.2千帕（60～80毫米汞柱），脉压为3.0～4.0千帕（30～40毫米汞柱）。血压可随年龄、性别和体内生理状况的变化而有所变动，而有训练者与无训练者呼吸循环系统的生理机能指标是不同的（见表2-1）。

正是上述呼吸系统、血液与心血管系统共同组成人体的氧运输系统，保证生命活动对氧的需要。

（二）氧运输系统功能的重要标志——最大吸氧量

衡量人体氧运输系统功能的强弱除了可用呼吸系统或心血管系统的一些指标外，常用的综合性指标就是最大吸氧量。每个人都可以通过简易的测定法来了解自己最大吸氧量的大小及变化。

1．最大吸氧量的概念及正常值

最大吸氧量指人体在剧烈运动时，呼吸和循环系统功能达到最大能力时人体每分钟所能摄取的氧量，或者简单地说，就是运动时每分钟能够吸入并被身体所利用的氧的最大数量。最大吸氧量直接反映个人的最大有氧代谢能力，标志着一个人氧运输系统功能的强弱。

最大吸氧量受年龄、性别、健康状况、训练水平、疾病以及遗传等多方面因素的影响。普通健康人最大吸氧量为每分钟2～3升，而经常锻炼的人或运动员可达4～5升，优秀的耐力运动员甚至可达到6～7升以上。

2．最大吸氧量与运动能力

运动时，肌肉的激烈活动使得机体对氧的需要较之平时大大增加，因此，人体最大摄氧能力的高低直接影响运动能力，尤其是以有氧代谢为主的耐久力性质的运动与最大吸氧量的关系更紧密。因此，经常运动的人比不运动者的最大吸氧量要大；而在不同项目的运动中，耐力性要求越高的运动项目，其运动员的最大吸氧量越高。

四、体育锻炼与神经系统

神经系统是人体重要的机能调节系统，人体各器官、系统的活动，都是直接或间接地在神经系统的控制下进行的。通过神经系统的调节作用，人体对内外环境的变化可产生相适应的反应，人体内部与周围环境之间达到协调统一，从而使人体的生命活动得以正常进行。

（一）反射活动的反馈调节

神经系统的机能非常复杂，但其活动的基本方式则是反射。反射是指在中枢神经系统的参与下，机体对内外环境的变化所作出的反应。反射分非条件反射和条件反射。人体的各种机能调节，每一个反射活动都是连锁反射。当机体接受一个刺激而发生反射时，效应器上的特殊感受细胞或感受器，都能将效应器活动的信息——反馈信息，随时传回中枢；神经中枢根据反馈信息不断地纠正和调整所发出的传出冲动，使效应器的活动更加准确、协调。

（二）神经系统对躯体运动的调节

神经系统对躯体运动的调节，就是对骨骼肌活动的调节和人体正常姿势的维持。通过调整日常生活中的走、跑、跳、投和旋转等动作，以及在此基础上建立起来的各式各样的运动动作，来达到对躯体运动的控制。

人体经常保持常态姿势，一旦体位受到外力作用而发生变化时，依靠神经系统反射性地调节，使全身肌肉紧张并重新分配，以保持或改变身体在空间的位置。这种通过中枢神经系统调节，使骨骼肌紧张，或产生相应的运动，以保持或改变身体在空间的姿势（位置），称姿势反射。姿势反射主要有状态反射、翻正反射等。

（三）神经系统对内脏活动的调节

支配内脏活动的神经系统，称为植物性神经系统。按其结构和功能的不同，可分为交感神经系统和副交感神经系统。身体中除了肾上腺髓质、汗腺、皮肤和肌肉中的血管只接受交感神经支配外，其他内脏器官都接受交感神经和副交感神经的双重支配。与支配躯体运动的神经性相比，植物性神经系统在机能上惰性更大。

五、生长发育与遗传变异

任何生物体在其一生中，由于同化作用大于异化作用的结果，都经历了从小到大的生长过程，其构造和机能也都要经过一系列的变化才能成熟。

在人体生长发育期间，有两个生长发育的高峰，男女生长发育的曲线有两次交叉。第一个高峰是在1周岁，从出生到1周岁，约增长25厘米，约占原有身长的1/2，体重增长2倍。第二次高峰期男子是12～14岁之间，女子是10～12岁之间，身高增长值分别是6.6厘米和5.9厘米。

根据人体的生长发育规律，一般到25岁时，人体各器官系统均已发育成熟，一直到40岁以前这个阶段被称为成熟期，也叫青壮年期，这个时期是人的生命力最旺盛的时期，此时，人体处于较稳定的状态。青壮年骨骼的化学成分含量中水分与有机物较多，无机盐（钙）也逐渐增多，青年人骨骼中无机盐约占50%，中年人约占66%，其骨化过程已经完成。这个时期是人体生命过程中的“黄金时代”，而35～40岁则是人体生命过程中的分界线。此前是发育成熟期，此后是衰退期。随着年龄的增长，一般情况下衰退速度在逐步增加，表现为机体组织和器官的改变，机体的功能适应能力和抵抗力的衰退。

体育锻炼过程中各种身体运动都是对机体的一种刺激，对身体的发展能起到强化作用。体育锻炼首先是使机体处于异化作用大于同化作用的状态，造成体内能量物质的消耗，进而在逐渐减少运动量和运动强度的过程中（以至于最后的停止），使机体进入恢复过程，逐渐达到同化作用大于异化作用的状态，形成超过机体原有的能量储备水平，进入新的平衡状态。在这种新的平衡状态下，周而复始地增加刺激，使得机体形态结构发生质的变化，机能水平不断提高，从而促进身体健康，延缓衰老。

遗传和变异是生命的基本特征之一，并且是生物演变过程中的一对矛盾，也是生物变化发展的内在依据，在这个过程中形成了有机体的适应性和多种多样的类型。体育锻炼的作用主要体现在人体的遗传基础上，通过体育手段，产生对有机体的某些形态结构、生理机能和心理素质的影响，并使它们向适应于社会需要的方向发展。在人类社会发展中，随着社会环境的改变，人们的需要不断发生着变化，从而导致人们的行为也发生变化。对体育锻炼需要的长期性和体育行为的长期化，以及运动刺激的不断强化，必然使得身体某些器官系统的功能不断加强，使人们的体质逐渐增强。