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第一章第一章 物质代谢与运动物质代谢与运动教学目标教学目标1 1、掌握运感人体物质组成、酶概念、影响酶促反应、掌握运感人体物质组成、酶概念、影响酶促反应速度原因、运动中速度原因、运动中ATPATP合成；合成；2 2、熟悉运动中机体物质代谢基本知识；、熟悉运动中机体物质代谢基本知识；3 3、了解酶催化反应特点、运动中生物氧化过程、运、了解酶催化反应特点、运动中生物氧化过程、运动引发人体物质组成及酶适应性改变动引发人体物质组成及酶适应性改变 。第1页 新陈代谢新陈代谢（生物体生命活动基本特征）（生物体生命活动基本特征）物质代谢物质代谢能量代谢能量代谢合成代谢分解代谢生物体内不停进行着化学改变第2页第一节第一节 运感人体物质组成运感人体物质组成形态学形态学细胞分子细胞分子器官系统器官系统人体人体第3页生物化学角度分析人体组成生物化学角度分析人体组成第4页一、组成人体化学物质一、组成人体化学物质 共有共有 7 种即：种即：糖、脂质、蛋白糖、脂质、蛋白质、核酸、维生素、水和无机盐质、核酸、维生素、水和无机盐第5页（一）人体物质组成分类（一）人体物质组成分类人人体体物物质质有机分子有机分子无机分子无机分子能源物质能源物质非能源物质非能源物质依据分子结构特点依据供能情况糖、脂肪、蛋白质、核酸、维生素水、无机盐糖、脂肪、蛋白质核酸、水、无机盐、维生素第6页物物物物质组质组质组质组成成成成含量含量含量含量l l功效功效水水60%-70%60%-70%体重体重l l 主要组成人体体液。主要组成人体体液。糖糖质质2%2%人体干重人体干重l l 主要以肝糖原、肌糖原主要以肝糖原、肌糖原及血糖形式存在。及血糖形式存在。脂脂质质30-40%30-40%人体干重人体干重略略蛋白蛋白质质54%54%人体干重人体干重l l人体主要结构和功效物人体主要结构和功效物质。质。核酸核酸5-15%5-15%细细胞干重胞干重略略无机无机盐盐4-5%4-5%体重体重l l 既能够作为结构物质，既能够作为结构物质，也可与蛋白质相结合。也可与蛋白质相结合。维维生素生素含量很低含量很低l l 参加体内辅酶组成，调参加体内辅酶组成，调整代谢等。整代谢等。（二）人体物质组成含量与功效第7页二、运动对人体化学物质影响二、运动对人体化学物质影响 1.1.运动时人体内物质化学反应加紧，运动时人体内物质化学反应加紧，各种化学物质含量及百分比也会发生对各种化学物质含量及百分比也会发生对应改变；应改变；2.2.运动影响体内调整物质。运动影响体内调整物质。如运动时体内水含量下降，糖贮备降低；体育锻炼或训练使肌肉肥大，而体脂降低等第8页作业1、人体都是由、7大类物质组成。2、人体内能源物质主要包含 、和 。3、以下哪个化学物质不属于运感人体能源物质。（）A 葡萄糖 B 维生素C C 氨基酸 D 软脂酸 第9页 有人喝酒时脸越来越红，有人脸越来越白，而有人却面不改色、大汗淋漓越喝越勇？许多亚洲人喝鲜奶肚子痛（拉肚子），而欧洲人喝牛奶如同喝水一样？第二节第二节 物质代谢催化剂物质代谢催化剂酶酶(EnzymeEnzyme)第10页一、概述（一）酶概念酶:由活性细胞产生含有催化作用特殊蛋白质。与酶相关几个概念：E+S E+P （底物）（产物）第11页（二）酶化学组成酶C、HO、N结合酶单纯 酶元素组成元素组成分分子子组组成成第12页 表表表表 金属金属金属金属酶酶及其功效及其功效及其功效及其功效 表表表表 一些一些一些一些辅酶辅酶及其及其及其及其组组分分分分维维生素与生理功效生素与生理功效生素与生理功效生素与生理功效第13页二、酶催化反应特点二、酶催化反应特点（一）高效性（一）高效性 人体内大多数反应，在没有酶参人体内大多数反应，在没有酶参与下，几乎不能进行。普通酶催化反应与下，几乎不能进行。普通酶催化反应速度比非酶催化反应要高一亿倍以上。速度比非酶催化反应要高一亿倍以上。第14页（二）高度专一性（二）高度专一性 指酶对底物有严格选择性。指酶对底物有严格选择性。（三）可调控性 酶催化功效依赖于酶结构，酸、碱、离子浓度改变均可影响酶分子结构，从而影响酶催化能力，另外，激素也可调整酶活性。第15页三、影响酶促反应速度原因三、影响酶促反应速度原因(一一)底物浓度与酶浓度底物浓度与酶浓度酶促反应速率酶促反应速率酶浓度酶浓度酶促反应速率酶促反应速率底物浓度底物浓度酶量一定酶量一定 当底物浓度较高时，增加酶浓度能够有效地提升反应速度。当酶浓度较高时，增加底物浓度反应速度增加。合理运动训练能够提升体内组织细胞中相关酶含量及相关底物储存量。第16页（二）（二）PHPH 在一定pH下,酶含有最大催化活性,通常称此pH为最适pH。运动过程中，骨骼肌糖、脂肪等分解代谢加紧，酸性代谢产物增多，可引发肌细胞pH下降，抑制一些酶活性，进而影响物质代谢速度。第17页l l酶促反应速度在一定酶促反应速度在一定酶促反应速度在一定酶促反应速度在一定温度范围内，随温度温度范围内，随温度温度范围内，随温度温度范围内，随温度升高而加紧，但过高升高而加紧，但过高升高而加紧，但过高升高而加紧，但过高温度会破坏酶分子空温度会破坏酶分子空温度会破坏酶分子空温度会破坏酶分子空间结构，使酶失去催间结构，使酶失去催间结构，使酶失去催间结构，使酶失去催化能力。化能力。化能力。化能力。l l所以大多数酶都有一所以大多数酶都有一所以大多数酶都有一所以大多数酶都有一 个最适温度。个最适温度。个最适温度。个最适温度。在最在最在最在最适温度条件下适温度条件下适温度条件下适温度条件下,反应反应反应反应速度最大。速度最大。速度最大。速度最大。（三）温度（三）温度最适温度最适温度 适度准备活动能提升肌肉温度，有利于提升酶活性，以适应训练和比赛中快速物质代谢要求。第18页（四）激活剂与抑制剂（四）激活剂与抑制剂 凡能提升酶活性物质都称为激活剂，凡能降低酶活性或使酶活性丧失物质称为抑制剂。在人体内起着这类作在人体内起着这类作用物质很多，如一些金属用物质很多，如一些金属离子、小分子有机化合物、离子、小分子有机化合物、蛋白质分子等。蛋白质分子等。第19页四、运动与酶适应四、运动与酶适应（一）酶催化能力（酶活性）适应 有效运动训练能够使机体对酶调控能力增有效运动训练能够使机体对酶调控能力增强，酶更轻易被激活，从而提升酶活性。强，酶更轻易被激活，从而提升酶活性。（二）酶含量适应 运动训练可促进蛋白质合成，使酶含量适运动训练可促进蛋白质合成，使酶含量适应性增多。应性增多。这种适应可在较短时间内实现，但维持时间较短。训练引发酶催化能力适应性改变，能够因停训而消退。长久运动训练造成酶含量适应性改变，维持时间较长，消退较慢。第20页五、运动与血清酶五、运动与血清酶（一）血清酶起源 血清功效性酶：脂蛋白脂肪酶、血清功效性酶：脂蛋白脂肪酶、凝血酶等。凝血酶等。血清酶血清酶 非功效性酶：非功效性酶：GPTGPT、GOTGOT、CKCK等。等。？被世界卫生组织推荐为肝功效损害最敏感检测指标。普通而言血清酶第21页（二）运动与血清酶（二）运动与血清酶 正常情况下，人体组织有少许酶逸出，血清酶活性正常情况下，人体组织有少许酶逸出，血清酶活性相对稳定。当身体机能状态急剧改变时，血清酶活性相对稳定。当身体机能状态急剧改变时，血清酶活性升高。升高。运动时血清酶活性影响原因有：运动时血清酶活性影响原因有：运动时间训练水平血清酶运动方式环 境训练强度 运动实践中常测定血清酶活性，用以评定运动员机能状态和对训练适应性等。第22页 运动时理化原因改变如组织细胞损伤、体温升高、pH下降、离子浓度改变、细胞内ATP水平下降等引发细胞膜通透性增大及酶老化，使酶从细胞中逸出增加。所以，不论是无氧运动还是有氧运动均可引发运动后或次日晨血清酶活性上升。测定运动后血清CK水平能够反应肌肉损伤情况。第23页一、水代谢一、水代谢第三节第三节 运动时物质代谢运动时物质代谢第24页（一）水平衡（一）水平衡 饮饮饮饮 水水水水 （1200 1200）食食食食 物物物物 （1000 1000）代谢水代谢水代谢水代谢水（300 300）水动态平衡水动态平衡水动态平衡水动态平衡最最最最 低低低低 尿尿尿尿 量量量量500 ml/500 ml/日日日日生理需水量生理需水量生理需水量生理需水量2500 ml/2500 ml/日日日日或或或或40ml/kg40ml/kg体重体重体重体重肾脏排尿肾脏排尿肾脏排尿肾脏排尿（1500 1500）皮肤蒸发皮肤蒸发皮肤蒸发皮肤蒸发（500 500）肺肺肺肺 呼呼呼呼 出出出出（350 350）粪便排出粪便排出粪便排出粪便排出（150 150）最低需水量：1200ml/日第25页（二）水在体内生物学功效（1 1）进行生物化学反应场所）进行生物化学反应场所（2 2）参加体温调整）参加体温调整（3 3）润滑作用）润滑作用（4 4）参加体内电解质平衡）参加体内电解质平衡水比热大，蒸发烧大，流动性大，导热性强。第26页（三）补液与运动能力1 1、运动时水失衡、运动时水失衡 体液丢失现象叫脱水。不一样环境、不一样性体液丢失现象叫脱水。不一样环境、不一样性质运动时机体脱水程度不一样。质运动时机体脱水程度不一样。（1 1）轻度脱水）轻度脱水 以丢失细胞外液为主，失水量约为体重以丢失细胞外液为主，失水量约为体重2 2。轻度脱水可影响运动能力。轻度脱水可影响运动能力。第27页（3 3）重度脱水）重度脱水 失水量为体重失水量为体重6-10%6-10%，细胞内液丢失百分比增加。，细胞内液丢失百分比增加。将严重影响身体健康。将严重影响身体健康。（2 2）中度脱水）中度脱水 失水量达体重失水量达体重4%4%左右，细胞内外失水量约相等。左右，细胞内外失水量约相等。可引发运动能力下降。可引发运动能力下降。第28页2、补液意义 合理补液能够维持血浆容量，预防运动中心率和体温过分升高，有利于提升运动能力。3、补液方法 补液应该遵照标准：预防性补充和少许屡次。补液总量一定要大于失水总量。尤其是钠补充量一定要大于丢失量。第29页运动前补液 运动前2小时内能够饮用400-600ml 含电解质和糖运动饮料。运动中补液 每隔15-20分钟补充含电解质和糖运动饮料150-300ml，补液总量不超出800ml/h。运动后补液 运动后要及时补液，使进出机体液体到达平衡。第30页二、无机盐代谢二、无机盐代谢第31页（一）无机盐代谢与运动能力1、生物学功效（1）维持体液渗透压和酸碱平衡（2）组成组织细胞成份（3）维持神经肌肉兴奋性（4）维持酶正常活性 微量金属离子大多数是辅酶或酶激活剂血钾过低时出现肌肉松弛无力，甚至麻痹；血钙或血镁过低可出现手足抽搐。第32页铁：70%存在于血红蛋白及肌红蛋白、细胞色素中，因为运动员铁需要量高、丢失增加、再加上摄入不足，普遍存在铁营养情况不良，尤其是耐力性运动员，女运动员、青少年运动员缺铁情况更为严重，易出现缺铁性贫血。（二）与运动能力关系亲密电解质第33页1 1、维生素概念和特点、维生素概念和特点（1 1）概念）概念）概念）概念 维生素是维持人体生长发育和代谢所需一类维生素是维持人体生长发育和代谢所需一类小分子有机物小分子有机物（2 2）特点）特点）特点）特点 小分子有机化合物；小分子有机化合物；小分子有机化合物；小分子有机化合物；体内不能合成或合成量不足；参体内不能合成或合成量不足；参体内不能合成或合成量不足；参体内不能合成或合成量不足；参加物质代谢和各种主要生理过程；每日需要量在毫克或微加物质代谢和各种主要生理过程；每日需要量在毫克或微加物质代谢和各种主要生理过程；每日需要量在毫克或微加物质代谢和各种主要生理过程；每日需要量在毫克或微克水平；缺乏会患病，过多可中毒。克水平；缺乏会患病，过多可中毒。克水平；缺乏会患病，过多可中毒。克水平；缺乏会患病，过多可中毒。三、维生素代谢三、维生素代谢第34页2、维生素命名和分类、维生素命名和分类分类分类水溶性维生素：水溶性维生素：B B族维生素、维生素族维生素、维生素C C脂溶性维生素：维生素脂溶性维生素：维生素A A、D D、E E、K K(water-soluble vitamin)(fat-soluble vitamin)第35页3、维生素功效、维生素功效 在能量代谢及其调整过程中起着主要作用。大多数维生素参加辅酶组成，维生素缺乏会影响酶催化能力，引发代谢失调，降低机体运动能力。不过，在体内不缺乏维生素时，过量摄入维生素没有提升运动能力作用。第36页名称名称活性形式活性形式主要生主要生化化作用作用主要缺乏病主要缺乏病维维生素生素AA（视视黄醇）黄醇）11-11-顺顺式式视视黄黄醛醛、视视黄醇、黄醇、视视黄黄酸酸l l组成视紫红组成视紫红质；维持上质；维持上皮组织结构皮组织结构完整；促进完整；促进生长发育；生长发育；有一定防癌有一定防癌抗癌作用抗癌作用 夜盲症，干眼病夜盲症，干眼病维维生素生素DD1 1，25-25-（OHOH）2 2-D-D3 3l l调整钙、磷调整钙、磷代谢，促进代谢，促进成骨作用成骨作用儿童：佝儿童：佝偻偻病病 ；成人：成人：软软骨病；中老年：骨骨病；中老年：骨质质疏疏松松维维生素生素E E（生育酚）（生育酚）维维生素生素E El l维持动物生维持动物生育功效；育功效；l l抗氧化作用、抗氧化作用、抗衰老作用；抗衰老作用；l l促进血红素促进血红素合成合成不易缺乏不易缺乏维维生素生素K K（凝血（凝血维维生生素）素）维维生素生素K K促促进进凝血因子合成凝血因子合成凝血障碍凝血障碍脂溶性维生素活性形式及主要生化作用、缺乏病脂溶性维生素活性形式及主要生化作用、缺乏病第37页第38页一.名词解释1、酶二、是非判断题 1、酶是蛋白质，不过不是全部蛋白质都是酶。2、经过长久训练能够提升酶活性、增加酶含量。3、普通意义上血清酶是指那些在血液中不起催化作用非功效性酶。作业第39页三、填空题1、能促进钙、磷吸收是维生素，能合成视紫红质是维生素，含有抗强氧化作用是维生素。2、适度准备活动能提升肌肉温度，有利于提升 ，以适应训练和比赛中快速物质代谢要求。3、大多数维生素参加 组成，维生素缺乏会影响酶催化能力，引发代谢失调，降低机体运动能力。第40页四、单项选择题 1、人体化学组成中含量最多是（）。A 糖 B 脂肪 C 水 D 蛋白质2、当人体机能状态急剧改变时，如损伤、运动或者疾病等，血清酶活性（）。A 升高 B 降低 C 不变 D 稳定3、运动时人体内发生以下改变（）。A 水分含量增加，糖贮备增加 B水分含量增加，糖贮备降低 C水分含量降低，糖贮备增加 D水分含量降低，糖贮备降低第41页第四节第四节 运动时机体能量代谢运动时机体能量代谢第42页能量代谢：人体与外界环境之间能量交换和人体内能量转移过程生命活动直接能量供给者：ATP能量最终起源：糖、脂和蛋白质人体运动是以ATP为中心能量代谢过程。第43页一、腺苷三磷酸一、腺苷三磷酸ATPATP(一）ATP分子结构和生物功效1、ATP分子结构：ATP是由腺嘌呤、核糖和3个磷酸基团组成核苷酸。第44页2 2、ATPATP生物学功效生物学功效（1）ATP是生命活动直接能源 ATPATP酶酶 ATP+H2O ADP+Pi+ATP+H2O ADP+Pi+能量能量（2）合成磷酸肌酸和其它高能磷酸化合物 CK CK ATP+CATP+C（肌酸）（肌酸）ADP+CP ADP+CP（磷酸肌酸）（磷酸肌酸）第45页（二）肌肉活动时（二）肌肉活动时ATPATP代谢代谢1.1.1.1.肌肉活动时肌肉活动时肌肉活动时肌肉活动时ATPATPATPATP利用利用利用利用 肌肉收缩时，横桥头部肌肉收缩时，横桥头部肌肉收缩时，横桥头部肌肉收缩时，横桥头部ATPATPATPATP酶激活，酶激活，酶激活，酶激活，ATPATPATPATP分分分分解释放能量，横桥摆动，使细肌丝向肌节中央解释放能量，横桥摆动，使细肌丝向肌节中央解释放能量，横桥摆动，使细肌丝向肌节中央解释放能量，横桥摆动，使细肌丝向肌节中央滑行，肌节缩短。滑行，肌节缩短。滑行，肌节缩短。滑行，肌节缩短。另外，钠钾泵、钙泵转运钠及钙离子时均消另外，钠钾泵、钙泵转运钠及钙离子时均消另外，钠钾泵、钙泵转运钠及钙离子时均消另外，钠钾泵、钙泵转运钠及钙离子时均消耗耗耗耗ATPATPATPATP。第46页粗粗肌肌丝丝:由由肌肌球球（凝凝）蛋蛋白白组组成成，其其头头部部有有一一膨膨大大部部横横桥桥:能能与与细细肌肌丝丝上上结结合合位位点点发发生生可可逆逆性性结结合合;含含有有ATPATP酶酶作作用用,与与结结合合位位点点结结合合后后,分分解解ATPATP提提供供横横桥桥扭扭动动（肌丝滑行）和作功能量。（肌丝滑行）和作功能量。细细肌肌丝丝:由由肌肌动动蛋蛋白白组组成成主主干干，表表面面有有与与横横桥桥结结合合位位点点，直直接接与与肌肌球球蛋蛋白白实实现现肌肌丝丝滑滑行行，与与肌肌球球蛋白一同被称为蛋白一同被称为收缩蛋白收缩蛋白。第47页第48页2.ATP2.ATP再合成再合成CP+ADPATP+CCK（1）高能磷酸化合物快速合成ATP（2）糖无氧酵解再合成ATP：1分子糖原或葡萄糖 无氧分解为2分子乳酸，同时生成3或2分子ATP。（3）有氧代谢再合成ATP：糖、脂肪、蛋白质氧化分 解为CO2和H2O，同时生成大量ATP。第49页生物氧化概念：能源物质在生物体内氧化生成能源物质在生物体内氧化生成能源物质在生物体内氧化生成能源物质在生物体内氧化生成CO2CO2CO2CO2和和和和H2OH2OH2OH2O并释并释并释并释放出能量过程。放出能量过程。放出能量过程。放出能量过程。O2CO2+H2O二、二、生物氧化生物氧化糖、脂肪、蛋白质+能量第50页（一）概述1、生物氧化普通过程 第51页2 2、生物氧化特点、生物氧化特点（1 1）物质氧化方式主要为脱氢；）物质氧化方式主要为脱氢；（2 2）在细胞内）在细胞内3737及近中性水环境中，及近中性水环境中，经经过酶催化作用逐步进行；过酶催化作用逐步进行；（3 3）物质中能量逐步释放，）物质中能量逐步释放，ATPATP生成率高；生成率高；（4 4）生物氧化中生成水由物质脱下氢与氧结合）生物氧化中生成水由物质脱下氢与氧结合产生；二氧化碳由有机酸脱羧产生。产生；二氧化碳由有机酸脱羧产生。第52页3 3、生物氧化发生部位、生物氧化发生部位线线 粒粒 体体第53页概念：呼吸链又叫电子传递体系或电子传递：呼吸链又叫电子传递体系或电子传递链，指线粒体内膜上一系列递氢、递电子链，指线粒体内膜上一系列递氢、递电子体按一定次序排列，形成一个连续反应生体按一定次序排列，形成一个连续反应生物氧化体系结构。物氧化体系结构。位置：在真核生物细胞内，它位于线粒体内在真核生物细胞内，它位于线粒体内膜上。膜上。（二）呼吸链（二）呼吸链 respiratory chain(电子传递链电子传递链 electron transport chain)第54页1 1、底物水平磷酸化、底物水平磷酸化 代谢物分子高能磷酸基直接转移给代谢物分子高能磷酸基直接转移给代谢物分子高能磷酸基直接转移给代谢物分子高能磷酸基直接转移给ADPADPADPADP生成生成生成生成ATPATPATPATP方式。方式。方式。方式。如如如如1 1 1 1，3-3-3-3-二磷酸甘油酸、磷酸烯醇式丙酮酸、琥珀酰辅酶二磷酸甘油酸、磷酸烯醇式丙酮酸、琥珀酰辅酶二磷酸甘油酸、磷酸烯醇式丙酮酸、琥珀酰辅酶二磷酸甘油酸、磷酸烯醇式丙酮酸、琥珀酰辅酶A A A A等。等。等。等。（三）（三）ATPATP合成合成2 2、氧化磷酸化、氧化磷酸化 代谢物脱下氢，经呼吸链传递，最终生成水，代谢物脱下氢，经呼吸链传递，最终生成水，代谢物脱下氢，经呼吸链传递，最终生成水，代谢物脱下氢，经呼吸链传递，最终生成水，同时伴有同时伴有同时伴有同时伴有ADPADPADPADP磷酸化合成磷酸化合成磷酸化合成磷酸化合成ATPATPATPATP过程。过程。过程。过程。第55页（四）生物氧化意义（四）生物氧化意义 1、生物氧化在生命活动中意义（1）能量逐步释放，连续利用；（2）合成人体直接能源；（3）产生热量，维持体温。第56页2 2、运动时生物氧化意义、运动时生物氧化意义（1 1）生物氧化与运动能力尤其是有氧代谢运动能力关生物氧化与运动能力尤其是有氧代谢运动能力关系亲密。系亲密。耐力运动能力很大程度上取决于三大能源耐力运动能力很大程度上取决于三大能源有氧代谢，即经过生物氧化作用连续合成有氧代谢，即经过生物氧化作用连续合成ATPATP能力。能力。（2 2）运动后，有氧代谢是生理机能恢复主要供能路径，运动后，有氧代谢是生理机能恢复主要供能路径，需要经过生物氧化合成需要经过生物氧化合成ATPATP提供能量，促进物质合成，提供能量，促进物质合成，加紧机体恢复。加紧机体恢复。第57页作业一、是非判断题 1、CP是骨骼肌在运动过程中直接能量供给者。2、人体所利用ATP都是来自氧化磷酸化合成。3、在以无氧代谢供能为主运动中，肌肉收缩所需ATP 主要是以底物 水平磷酸化方式合成。第58页。二、填空题1、生命活动直接能量供给者是。2、生命活动最终能源物质是、和 。三、选择题1、（）是各种生命活动直接能量供给者。A.ATP B.糖 C.脂肪 D.蛋白质B.2、正常人平静状态所利用ATP约有（）来自氧化磷酸化合成。C.A.80%B.85%C.70%D.90%D.3、在以无氧代谢供能为主运动中，肌肉收缩需要ATP主要以（）方式合成。E.A.底物水平磷酸化 B.氧化磷酸化 C.生物氧化 D.丙酮酸氧化第59页四、简答题1、简述运动时ATP再合成路径4、糖无氧酵解产生终产物是（）。A.乳酸 B.氨基酸 C.核酸 D.柠檬酸第60页