試析遺傳對運動能力的影響

　　所謂天賦就是生來就有的,是青少年從其父母繼承的基本特徵和能力。由於運動員的這種遺傳特徵,就使得運動員所具有的形態,素質、機能和神經類型等方面有許多指標是後天環境不易改變的或改變的程度很小。也就是說,凡有遺傳性的身心特徵都具有一定的穩定性,一般通過運動訓練較難改變和提高。因此,選拔出那些先天性指標較高,且符合某個人專項的青少年運動員進行科學系統的訓練是運動員成才的先決條件。

運動能力是人們在體育運動中所表現出的一種能力。這種能力同數學能力、繪畫能力一樣是一種特殊的能力。它是在素質的基礎上,在後天的學習、生活和社會實踐在形成的發展起來的。素質是運動能力的基礎,它在很大程度上決定著運動員運動能力的發展水平。遺傳是指父母的基本些特徵和能力在子女身上的表現。遺傳的傳遞方式分為單基因遺和多基因遺傳兩種。遺傳性狀受一對基因決定的叫單基因遣傳。由兩對以上的基因控制,而且每對基因彼此沒有顯性和隱性的關係,作用比較小,但是每對基因的作用有累積效應,這種遺傳方式叫多基因遺傳。在遺傳學領域人們常用遺傳度來表示遺傳基礎和環境因素各佔多大比例。如果性狀變異完全由環境因素造成,就不會有家族傾向,這種情況下遣傳度就是0。如果性狀變異完全取決於遺傳因素,環境因素未起作用,則遺傳度為100%。一種多基因遺傳性狀受環境因素的影響愈大,遺傳度越低,受環境作用越小,遺傳度就越高。由於運動訓練是通過多種手段對運動員施以某種特異刺激的過程。因而,運動員的各種機能、素質對這種刺激有多大的反應,在很大的程度上取決於遺傳度的高低。也就是說,遺傳度越低的素質,機能通過訓練的可朔性也就越大。遺傳度較高的素質、機能,如耐力、最大攝氧量、肌纖維的成分等,這些都很難通過訓練來提高。速度、力量、耐力、柔韌性、靈活性和協調性是運動訓練的六種基本素質,他們決定著運動員的訓練水平,如何提高這些素質也就成為每一個教練員所關心的問題。但是,這些素質通過訓練有多大的提高空間,決定這些素質的內在因素哪些是屬遺傳的,哪些又是通過訓練可提高的。分清這些可大大提高我們在運動訓練中選擇訓練手段的針對性和目的性。現在讓我們逐個的進行分析。

1　遺傳對速度和力量的影響

從圖一可以看出,步頻、步幅是影響速度的兩大要素。步頻的快慢受約於運動員的神經過程靈活性,即興奮和抑制的轉換速度。由於神經活動的基本特徵是生下來就有的,雖然出生後的生活環境的影響會使神經活動發生變化,但由於青少年運動員基本上都是初高中的學生,他們的神經系統已基本上發育完成。因而,步頻受遺傳的影響較大,通過訓練不會有顯著性的提高。影響步幅的因素主要是力量、形態、協調性和跑的技術。其中肌肉長度、肌纖維數量(紅、白肌纖維折比)和肌肉的圍度是決定肌肉力量大小的三個因素。研究表明,四肢肌纖維數量是遺傳的,每個人出生4-5個月就固定下來,以後不再改變。肌長度也同樣是遺傳的,不受訓練的影響。可見,肌肉力量的提高只有通過訓練來提高肌肉的體積。肌肉體積的提高潛力取決於運動員的肌肉長度(肌肉肌腱之間的長度)。因而,選材時在身高一樣的情況下應首選肌肉長度相對較長的運動員。因為通過訓練這些運動員的肌肉力量發展潛力較大,且肌肉圍度又不會過渡的增大。形態因素是影響步幅的另一重要因素。運動員的下肢長、大小腿的長度比、關節的結構及靈活性都影響到步幅的大小。我們知道,一個人的下肢長和大小腿長度是不可能通過訓練來改變,但訓練可以改善關節的靈活性,從而有效的增大動作的幅度。跑的技術是決定步幅的關鍵因素。運動員蹬伸是否充分、擺肢是否到位以及著地綏沖是否合理等都影響著步幅的大小。此外,從圖一可以看出,協調素質也是影響步頻和步幅的一個重要因素。它包括神經過程轉換的協調和肌肉收縮放鬆的協調用力問題。即參與肌肉用力的主要肌群與協同肌群之間是否協調、上肢與下肢配合是否協調等。很難想像用力不協調的運動員會有較高的步頻。通過訓練,運動員的協調性可有明顯的改善,如果運動員的肌肉用力高度協調,可以有效的節省體力,這是運動員獲得良好成績的前〗提和保證。這也從另一個角度說明,跑的技術對提高跑速有舉足輕重的作用。在競賽運動員的訓練中應把培養合理技術放在首位。

2　遺傳對耐力的影響

　　前面我們分析了速度素質和力量素質的影響因素。圖二是耐力的影響因素:

從圖二中我們可以看出,運動員的耐力分為有氧耐力和無氧耐力兩種。有氧耐力是指長時間進行有氧工作的能力,運動時肌肉得到的氧越多,其肌肉工作的時間也就越長。在血液中細細胞所含的血紅蛋白是負責氧運輸任務的。血紅蛋白的數量是影響運動員有氧耐力的重要指標,有關研究表明,運動員血紅蛋白含量下降10%。就會引起耐力下降。單位時間內,血液循環的量愈多,運輸氧的任務完成的愈好。所以心臟的每博輸出量直接影響到參與循環的血量。心臟的大小代寫論文是由遺傳決定的,但運動訓練可以有效的增加心肌的力量,從而增加心臟的每博輸出量。最大攝氧量是指運動時每分鐘能夠吸入並被運動員身體利用氧最大數量。因為即使運動的強度再大,人體每分鐘的攝氧量也不會逾越這一界限,運動員的最大攝氧量要比一般人大一倍多。運動員最大攝氧量水平的高低取決於他本身呼吸系統、循環系統的機能,以及血液中血紅蛋白的數量和肌肉的氧代謝能力等因素。從這一點我們也不難看出,運動員的呼吸系統,循環系統的機能,血紅蛋白的數量和肌肉的氧代謝能力都有較大的遺傳性。所以,對於那些要求有氧耐力較高的項目,應選那些先天最大攝氧量水平較高的運動員。

無氧耐力是指身體處於缺氧或不能獲得充足的氧以產生足夠的有氧能量的情況下,肌肉長時間工作的能力。從圖二中我們可以看出,無氧耐力又分為非乳酸供能能力和糖酵供能能力(即乳酸能供能能力)。在肌肉運動剛開始時,所有的能量都由ATP、CP分解供給的。這時,肌肉中糖的有氧氧化還未開始參與供能。這一階段可持續5-15秒。人體非乳酸供能的能力,主要取決運動員肌肉中ATP、CP的含量。隨著科學技術水平的提高,運動員科學的訓練和恢復手段可以有效的增加肌肉中ATP、CP的含量。糖酵解供能是指運動員在運動時肌糖原分解為乳酸時釋放的能量。此能量由ADP接受再合成ATP,這是人體供氧不足時產生的。運動員在劇烈運動時,需氧量大大超過攝氧量,肌肉進行無氧糖酵解時放出能量和產生乳酸。此時,由於肌肉細胞的代謝處於無氧狀態,代謝中所產生的乳酸因不能及時的被氧化而堆積在體內,留待訓練後氧供給充分時再繼續氧化。影響運動員糖酵解能力的主要因素是人體緩衝和耐受酸的能力。尤其是腦細胞耐受酸的能力,因為,乳酸是一種強酸,當它進入血液後雖有緩衝物質中和一部分,但仍有一些乳酸不能被中和,從而使血液朝酸性發展。血液酸度的增加會使腦胞的工作能力下降。從而引起運動員的運動能力也下降。遺傳對無氧耐力的影響主要是通過一種參與無氧糖酵解的乳酸脫氫酶來進行的。因為這種乳脫氫酶的活性與肌肉的肌纖維成分有很大的關係,白肌纖維多其乳酸脫氫酶的活性也越高。至於血液的緩衝能力和腦細胞耐受酸的能力通過合理的飲食和科學的訓練可有顯著性的提高。

3　遺傳對其它素質的影響

柔韌性素質是人體大幅度完成動作的能力,它的好壞取決於人體關節活動的靈活性、肌肉和韌帶的伸展性及肌肉的彈性。我們知道,肌肉的長度和肌纖維的數量是由遺傳決定的。雖然肌肉的彈性也巨有很高的遺傳,但它的伸展性通過訓練可有較大的發展。靈敏性和協調性是一對相互影響,相互制約又相互促進的素質。其好壞取決於大腦皮層神經過程的靈活性,以及所建立的動作技能的數量和鞏固程度。也就是說,運動員在訓練中掌握的動作技能越多,其靈活性和協調性也就越好。因而,教練員在訓練中掌握的動作應儘可能讓運動員多練習多項運動項目技術。可以有效的提高運動員的靈活性和協調性。但是,運動員的協調性和靈活性素質雖然通過訓練可有一定的提高,但它從根本上還是受遺傳的制約。所以,在運動員選材時挑選那些天生各種素質起點較高的運動員。這些運動員通過訓練向上發展的潛力較大。他們的運動成績通過科學的訓練提高的較快。相反,如果天生各種素質、機能較差的運動員,無論如何訓練都很難成為一個優秀的運動員。這也應了訓練中的一個道理,選材是運動員成功的基礎。