运动时物质和能量代谢教学提纲

1、运动时物质和能量代谢前言甘油三酯（脂肪）甘油三酯（脂肪）多羟基醛、多羟基酮（糖）多羟基醛、多羟基酮（糖）多肽链（蛋白质）多肽链（蛋白质） 一般将水解时释放的标准自由能高于2092KJmol(5千卡摩尔)的化合物，称为高能化合物。糖糖 脂肪脂肪 蛋白质蛋白质 CO2和和H2O O2能量能量ADP+PiATP热能热能 Cytc Q NADH+H+ NAD+ 延胡索酸延胡索酸 琥珀酸琥珀酸 1/2O2+2H+ H2O 胞液侧胞液侧 基质侧基质侧 线粒体内膜线粒体内膜 e-e-e-e-e- FADH2氧化呼吸链氧化呼吸链NADH氧化呼吸链氧化呼吸链 ATPATP ATP 维生素维生素B2系系FMN、F

2、AD的前体，运动员缺乏时直接引起骨骼肌有氧代谢供氧能力，引起肌收的前体，运动员缺乏时直接引起骨骼肌有氧代谢供氧能力，引起肌收缩无力，耐久力下降。缩无力，耐久力下降。 维生素维生素PP系系NAD+的前体，与运动员的有氧耐力和无氧耐力均有关，也是的前体，与运动员的有氧耐力和无氧耐力均有关，也是NADP+的前体，与运的前体，与运动后合成恢复有关。动后合成恢复有关。2.生物氧化中ATP的生成(1)(1)底物水平磷酸化（胞液）底物水平磷酸化（胞液） 直接由代谢物分子的高能磷酸键转移直接由代谢物分子的高能磷酸键转移给给ADPADP生成生成ATPATP的方式，称为底物水平磷酸的方式，称为底物水平磷酸化，简称

3、底物磷酸化。化，简称底物磷酸化。 （1 1，33二磷酸甘油酸、磷酸烯醇式二磷酸甘油酸、磷酸烯醇式丙酮酸、琥珀酰辅酶丙酮酸、琥珀酰辅酶A A）3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 COOHCOHCH2POP PO1,3-二磷酸二磷酸 甘油酸甘油酸O=CCOHCH2POP POP POADP ATP 磷酸甘油酸激酶磷酸甘油酸激酶 (2)氧化磷酸化（线粒体）氧化磷酸化（线粒体） 代谢物脱下的氢，经呼吸链传递过程逐级氧化，最后生成水，同时伴有能量的释放，使代谢物脱下的氢，经呼吸链传递过程逐级氧化，最后生成水，同时伴有能量的释放，使ADP磷酸磷酸化生成化生成ATP的过程，称为氧化磷酸化。的过程，称为氧化磷酸化。 Q

4、 NADH+H+ NAD+ 延胡索酸延胡索酸 琥珀酸琥珀酸 1/2O2+2H+ H2O 胞液侧胞液侧 基质侧基质侧 线粒体内膜线粒体内膜 e-e-e-e-e-FADH2氧化呼吸链氧化呼吸链NADH氧化呼吸链氧化呼吸链 ATPATP ATP P/O比值 氧化磷酸化形成ATP时，每消耗1摩尔氧原子时所消耗的无机磷（原子）的摩尔数。 在线粒体中，NADH+H+的P/O比值为3、FADH2的P/O比值为2。 故线粒体内的NADH+H+经氧化生成3分子ATP 、FADH2的经氧化生成2分子ATP。而线粒体外的NADH+H+上的氢进入线粒体内有二种方式： NADH+H+ NADH+H+ NADH+H+ F

5、ADH2 3.生物氧化中CO2的生成 有机酸脱羧（-COOH)生成。示例:丙酮酸丙酮酸 乙酰乙酰CoA NAD+ , HSCoA CO2 , NADH + H+ 丙酮酸脱氢酶复合体丙酮酸脱氢酶复合体 ATPATP是人体内各种生命活动中最重要的是人体内各种生命活动中最重要的直接供能物质直接供能物质。 ATPATP是生物体内能量贮存、利用和转化的是生物体内能量贮存、利用和转化的中心中心。人体内人体内ATPATP含量不多，但每日经含量不多，但每日经ATP/ADPATP/ADP相互转变的量相当可观。相互转变的量相当可观。3.参与构成一些重要辅酶参与构成一些重要辅酶 ATP是一些重要辅酶，如是一些重要辅

6、酶，如NADP、NAD+、FAD、CoA的结构成分，参与细胞内糖、脂、蛋白质的结构成分，参与细胞内糖、脂、蛋白质与核酸等的代谢反应。与核酸等的代谢反应。4.提供物质代谢时需要的能量提供物质代谢时需要的能量 ATP作为磷酸的供体，参与糖、脂肪等分解代谢起始阶段耗能的磷酸化（活化）反应。作为磷酸的供体，参与糖、脂肪等分解代谢起始阶段耗能的磷酸化（活化）反应。肌丝滑行原理肌丝滑行原理(1) 磷酸原供能系统磷酸原供能系统(2) 糖酵解供能系统糖酵解供能系统(3) 有氧代谢供能系统有氧代谢供能系统无氧代谢供能系统有氧代谢供能系统1.磷酸原系统供能过程磷酸原系统供能过程 ATP是肌肉收缩时将化学能转变为机

7、械能的是肌肉收缩时将化学能转变为机械能的。运动项目：运动项目：速度、速度耐力项目，如速度、速度耐力项目，如20015002001500米跑、米跑、100200100200米游泳、短距离速滑等项目；非周米游泳、短距离速滑等项目；非周期性高体能项目，如摔跤、柔道、拳击、武术等。期性高体能项目，如摔跤、柔道、拳击、武术等。供能方式：供能方式：无需氧的参与，无需氧的参与，G G或或GnGn经多步反应生成经多步反应生成ATPATP，再由，再由ATPATP水解供能。胞液进行。水解供能。胞液进行。（3）脂肪酰CoA的-氧化（脂肪酰CoA 乙酰CoA ） ：肝、肾进行心肌、骨骼肌进行末端氧化的共同通路是三羧酸

8、循环。1.分解代谢中的关系1 1肌肉可以利用肌肉可以利用所有能量物质所有能量物质，只是时间、顺序和相对比，只是时间、顺序和相对比率随运动状况而异，率随运动状况而异，不是同步利用不是同步利用。2 2最大功率输出的顺序，由大到小依次为：磷酸原系统最大功率输出的顺序，由大到小依次为：磷酸原系统 糖糖酵解系统酵解系统 糖有氧氧化糖有氧氧化 脂肪酸有氧氧化，且分别以脂肪酸有氧氧化，且分别以近近5050的的速率依次递减。速率依次递减。3 3当以最大输出功率运动时，各系统能维持的运动时间是：当以最大输出功率运动时，各系统能维持的运动时间是：磷酸原系统供极量强度运动磷酸原系统供极量强度运动6868秒；糖酵解系

9、统供最大强度秒；糖酵解系统供最大强度运动运动30903090秒，可维持秒，可维持2 2分钟以内；分钟以内；3 3分钟以上主要依赖有氧分钟以上主要依赖有氧代谢途径。运动时间愈长、强度愈小，脂肪氧化供能的比例代谢途径。运动时间愈长、强度愈小，脂肪氧化供能的比例愈大。愈大。4 4由于运动后由于运动后ATPATP、CPCP的恢复及乳酸的清除，须依靠有氧代的恢复及乳酸的清除，须依靠有氧代谢系统才能完成，因此有氧代谢供能是运动后机能恢复的谢系统才能完成，因此有氧代谢供能是运动后机能恢复的基基本本代谢方式。代谢方式。 运动开始时，运动开始时，ATP、CP被动用，然后糖酵被动用，然后糖酵解供能，最后，糖原、脂肪酸与蛋白质也参与供解供能，最后，糖原、脂肪酸与蛋白质也参与供能。运动结束后的一段时间骨骼肌内的有氧代谢能。运动结束后的一段时间骨骼肌内的有氧代谢速率仍高于安静时水平。速率仍高于安静时水平。 储备的储备的ATP仅能供极量运动之仅能供极量运动之1秒，由秒，由于运动开始时肌肉血流量不能及时增大，故刚启于运动开始时肌肉血流量不能及时增大，故刚启动时以储备的动时以储备的CP无氧分解为无氧分解为ATP的主要来源，几的主要来源，几秒后，不需氧的糖酵解启动以弥补氧亏空，直到秒后，不需氧的糖酵解启动以