復習糖的概念糖的分類運動時糖的生物學功能脂類物質分類必需脂肪酸的概念必需氨基酸的概念人體內必需氨基酸主要有哪幾種酶的化學本質酶作為生物催化劑的特點第二篇運動時物質代謝和能量代謝及其調節(jié)前言物質代謝與能量代謝生物體內所有的化學反應過程，統(tǒng)稱為物質代謝。伴隨物質代謝過程中的能量吸收、儲存、釋放、轉移與利用的過程，稱為能量代謝。第四章運動時物質代謝和能量代謝第五章運動與糖代謝第六章運動與脂代謝第七章運動與蛋白質、氨基酸代謝人體生命活動過程是一個消耗能量的過程。運動時，人體內尤其是骨骼肌內能量消耗大大增多。第四章運動時物質和能量代謝ATP是肌肉工作時的唯一直接能源物質，肌肉工作時ATP首先水解，但其含量少，如要保持能量的供應，必須通過其它能源物質分解代謝產(chǎn)生能量再合成ATP。ATP是能量代謝的核心物質。第一節(jié)能量代謝概述第三節(jié)運動時骨骼肌供能系統(tǒng)第二節(jié)三磷酸腺苷——ATP第四節(jié)運動時能量的釋放和利用第一節(jié)能量代謝概述高能化合物種類很多。重要的高能化合物有磷酸烯醇式丙酮酸（PEP)、1，3—二磷酸甘油酸（1，3-BPG）、磷酸肌酸（CP）、琥珀酰輔酶A、ATP、ADP等。其中磷酸烯醇式丙酮酸的磷酸基轉移潛勢最高。生物氧化體外燃燒反應式（示例）C6H12O6+6O2+38H2O——44H2O+6CO2C6H12O6+6O2——6H2O+6CO2耗氧量、終產(chǎn)物、釋能量相同反應條件特殊（37度、近中性含水環(huán)境、由酶催化）一般反應步驟繁多簡單產(chǎn)物生成形式CO2（有機酸脫羧）H2O（脫氫）CO2（碳直接與氧結合）H2O（氫直接與氧結合）能量釋放形式逐步釋放，且有4成可轉化為化學能突然釋放，以熱與光散發(fā)1.生物氧化中水的生成電子傳遞鏈（呼吸鏈）

在線粒體內膜上，一系列遞氫、遞電子體按一定順序排列，構成的一條連鎖反應體系。由于此反應體系與細胞攝取氧的呼吸過程有關，故又稱為呼吸鏈。ⅢⅠⅡⅣCytcQNADH+H+NAD+延胡索酸琥珀酸1/2O2+2H+H2O胞液側基質側線粒體內膜e-e-e-e-e-2.生物氧化中ATP的生成(1)底物水平磷酸化（胞液）直接由代謝物分子的高能磷酸鍵轉移給ADP生成ATP的方式，稱為底物水平磷酸化，簡稱底物磷酸化。（1，3—二磷酸甘油酸、磷酸烯醇式丙酮酸、琥珀酰輔酶A）3-磷酸甘油酸1,3-二磷酸甘油酸ADPATP磷酸甘油酸激酶(2)氧化磷酸化（線粒體）代謝物脫下的氫，經(jīng)呼吸鏈傳遞過程逐級氧化，最后生成水，同時伴有能量的釋放，使ADP磷酸化生成ATP的過程，稱為氧化磷酸化。ⅢⅠⅡⅣQNADH+H+NAD+延胡索酸琥珀酸1/2O2+2H+H2O胞液側基質側線粒體內膜e-e-e-e-e-（一）ATP的組成及結構~第二節(jié)三磷酸腺苷—ATP（二）ATP的生物學功能（三）ATP的作用特點（四）運動時肌肉ATP的利用途徑（五）ATP的儲量和運動時ATP的再合成（一）ATP的組成及結構ATP是由一分子腺嘌呤、一分子核糖和三分子磷酸組成。ATP分子兩個高能磷酸鍵（～P）。~高能磷酸鍵N9-糖苷鍵磷酸鍵營養(yǎng)物質O2氧化CO2和H2O能量ADP＋PiATP能量生物合成神經(jīng)傳導代謝反應肌肉收縮信息傳遞吸收分泌…………ATP－ADP循環(huán)是人體內能量轉換的基本方式（三）ATP的作用特點ATP是肌肉工作時唯一的直接能源ATP含量少，轉化率高而快ATP不能透過生物膜，只能在細胞內生成而被利用（五）ATP的儲量和運動時ATP的再合成能量的儲存和利用都以ATP為中心，而ATP在骨骼肌、心肌的儲存量很少，很快就水解，就需要ATP的在合成，以維持ATP的相對穩(wěn)定。從能量的觀點來說，運動員運動水平的高低取決于其ATP的再合成能力。ATP的儲量

不同組織的細胞內ATP濃度各不相同

人體骨骼肌組織細胞ATP最高，一般在4.7-7.8mmol/Kg濕肌；心肌細胞的ATP濃度較低，約為5mmol/Kg濕肌

在細胞各亞細胞器中ATP不存在ATP濃度的明顯差異

研究表明，運動訓練不能明顯增加ATP儲量，肌細胞也不能直接吸收血液或臨近細胞的ATP。運動時，骨骼肌消耗的ATP必須隨時得到補足，才能維持正常的能量平衡。肌細胞中可提供能量再合成ATP的代謝系統(tǒng)包含下列三條供能系統(tǒng)：⑴高能磷酸鹽如磷酸肌酸分解—磷酸原供能系統(tǒng)⑵糖無氧分解—糖酵解供能系統(tǒng)⑶糖、脂肪、蛋白質有氧氧化—有氧代謝供能系統(tǒng)運動時ATP的再合成ATP合成基本上是ATP水解過程的逆轉：ADP+Pi+能量ATP+H2OATP合成的能量依賴于細胞內能量物質的分解。磷酸原：ATP、CP分子內均含有高能磷酸鍵，在代謝中均能通過轉移磷酸基團的過程釋放能量，所以將ATP、CP合成磷酸原。（一）磷酸原（ATP-CP）供能系統(tǒng)磷酸原供能系統(tǒng)：由ATP、CP分解反應組成的供能系統(tǒng)（二）磷酸肌酸（一）肌酸（四）細胞中CP的儲量（三）磷酸肌酸的功能（五）磷酸原系統(tǒng)供能的特點（六）不同強度運動時磷酸原儲量的變化（七）運動訓練對磷酸原系統(tǒng)的影響（一）肌酸肌酸是一種氨基酸，它是由精氨酸、甘氨酸和蛋氨酸組成。NH2CNCH3CH2COOHNH（二）磷酸肌酸肌酸與磷酸通過高能磷酸酯鍵結合成磷酸肌酸,是力量\速度的能源基礎.NHCNCH3CH2COOHNHPOHOHO~（三）CP的功能骨骼肌收縮不能直接利用CP分解釋放的能量。所以CP不是骨骼肌的直接能源物質。CP的功能主要有以下三個方面：2、作為體內高能磷酸基團的儲能庫CP＋ADPC＋ATPCK（酶）1、能提供能量快速供ADP合成ATPCP＋ADPC＋ATPCK（酶）3、是線粒體內外能量的傳遞體肌酸－磷酸肌酸能量穿梭示意圖不同組織細胞中CP的儲量存在著很大的差異，細胞中CP的儲量與細胞的功能有關，人的骨骼肌CP含量為15—20mmol/Kg濕肌,是ATP的3—5倍，且快肌纖維（Ⅱ型?。┑腃P濃度高于慢肌纖維（Ⅰ型肌），故跑的快慢應與骨骼肌中CP的含量呈正相關，而不是ATP。（四）細胞中CP的儲量（1）輸出功率最大：大約為50瓦/千克體重（2）供能時間最短：大約6—8秒（3）磷酸原供能系統(tǒng)是速度、爆發(fā)力項目的代謝基礎。如短跑、投擲、跳躍、舉重及柔道等項目的運動，要注意加強磷酸原供能能力的訓練。（五）磷酸原系統(tǒng)供能的特點（六）不同強度運動時磷酸原儲量的變化1.極量運動至力竭時，CP儲量接近耗盡，達安靜時的3％以下，而ATP儲量不會低于安靜時的60％。2.當以75％最大攝氧量強度運動達疲勞時，CP儲量可降到安靜值的20％左右，ATP儲量則略低于安靜值。3.當以低于60％最大攝氧量強度運動時，CP儲量幾乎不下降。(1)運動訓練可以明顯提高ATP酶的活性。這對加快運動時ATP利用和再合成的速度，提高肌肉最大做功能力有促進作用。(2)速度訓練可以提高肌酸激酶的活性，從而提高ATP的轉換速率和肌肉最大功率輸出，有利于運動員提高速度素質和恢復期CP的重新合成。（七）運動訓練對磷酸原系統(tǒng)的影響(3)運動訓練使骨骼肌CP貯量明顯增多，從而提高磷酸原供能時間。(4)運動訓練對骨骼肌內ATP貯量影響不明顯。4運動訓練對磷酸原系統(tǒng)的影響定義：糖原或葡萄糖無氧分解生成乳酸，并合成ATP的供能系統(tǒng)（二）糖酵解（乳酸能）供能系統(tǒng)1，6二磷酸果糖6磷酸葡萄糖肌糖原葡萄糖2（3-磷酸甘油醛）2（1，3二磷酸甘油酸）2（3-磷酸甘油酸）2（磷酸烯醇式丙酮酸）2（丙酮酸）2（乳酸）ATPADP2NADNADH+H+ADPATP2ATP2ADP2ATP2ADPLDHPFK糖酵解過程簡圖運動時，骨骼肌糖原或葡萄糖可在無氧條件下酵解，生成乳酸并釋放出能量供肌肉運動糖酵解過程可凈合成多少分子ATP?葡萄糖2乳酸2ATP+糖原（1葡萄糖單位）2乳酸３ATP+(二)、運動時糖酵解供能特點1、輸出功率：為磷酸原供能系統(tǒng)的一半，但比有氧氧化大一倍。2、供能時間：30秒達到最大，可以維持2—3分鐘。3、是速度耐力項目的代謝基礎，如200～1500米跑、100-200米游泳，短距離速滑等項目中，糖酵解供能能力對運動成績有決定性作用。在一些非周期性、體能要求高的項目，如摔跤、柔道、拳擊、武術等，糖酵解供能是發(fā)揮良好競技能力的體能條件。定義：在氧的參與下，糖、脂肪和蛋白質氧化生成二氧化碳和水，同時釋放能量合成ATP的供能系統(tǒng)。（三）有氧代謝供能系統(tǒng)糖的有氧氧化脂的有氧氧化蛋白質的有氧氧化糖的有氧氧化糖在有氧的條件下，完全氧化生成CO2和H2O，同時釋放能量的過程。檸檬酸異檸檬酸(順烏頭酸)-酮戊二酸琥珀酰CoA

琥珀酸延胡索酸蘋果酸草酰乙酸乙酰CoA三羧酸循環(huán)HSCoAH2OH2OH2OH2O2HCO2CO22HHSCoA2H(FAD)2HHSCoA（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）（9）GTPGDT+Pi糖有氧氧化中ATP的生成每分子葡萄糖完全氧化，釋放能量可以合成36ATP（骨骼肌、神經(jīng)組織）或38ATP（心肌、肝臟），是糖酵解的18-19倍。因此，它是長時間大強度運動時的重要能量來源。脂肪的有氧氧化脂肪酸的氧化主要發(fā)生在有氧代謝運動，運動時肌肉利用脂肪酸主要來源于肌細胞內的甘油三酯和循環(huán)系統(tǒng)中的游離脂肪酸。脂肪甘油脂肪酸+水解1.甘油的代謝途徑脂解過程中釋放的甘油，只在腎、肝等少數(shù)組織內氧化利用，而骨骼肌中的甘油釋入血液循環(huán)到肝臟進行糖異生作用生成葡萄糖。甘油糖原CO2+H2O＋22ATP乳酸＋4ATP分解代謝…………二、脂肪酸氧化的基本過程脂肪酸是長時間運動的基本燃料。脂肪酸的活化脂肪酰輔酶A脂肪酰輔酶A進入線粒體脂肪酰輔酶A的β—氧化三羧酸循環(huán)脂肪酸的活化脂肪酸轉變?yōu)橹］o酶A的過程，稱為脂肪酸的活化在線粒體外膜，經(jīng)?；o酶A合成酶催化，并由ATP提供2個高能磷酸鍵（ATPAMP），脂肪酸與輔酶A結合，生成脂酰輔酶A。脂酰輔酶A不能直接穿過線粒體內膜，借助內膜上肉堿轉運機制被轉運至線粒體內。脂肪酰輔酶A進入線粒體脂肪酰輔酶A的β—氧化三羧酸循環(huán)二、脂肪酸氧化時ATP的合成各種脂肪酸分解代謝方式基本相同，均能氧化產(chǎn)生能量。釋放的能量部分以熱能形式釋放，其余以合成ATP方式儲存，合成ATP多少依賴于脂肪酸碳鏈的長度（碳原子數(shù)目）。脂肪酸氧化生成ATP多少可用以下公式計算:{[(Cn2)-1]5ATP+((Cn

2)12ATP}-2ATP注:(Cn2)-1:β—氧化次數(shù),n為C原子數(shù)5ATP:1次β—氧化脫氫生成的ATP總數(shù)(Cn2):生成乙酰輔酶A分子總數(shù)12ATP:1分子乙酰輔酶A產(chǎn)生12ATP2ATP:脂肪酸活化消耗的ATP數(shù)目蛋白質的供能代謝蛋白質氨基酸氨基酸酮酸氨+丙氨酸丙酮酸氨+谷氨酸a-酮戊二酸氨+門冬氨酸草酰乙酸氨+不同的氨基酸可生成相應的酮酸，20種氨基酸可變成相應的酮酸或中間產(chǎn)物，最后進入三羧酸循環(huán)糖原脂肪蛋白質葡萄糖脂肪酸+甘油氨基酸三羧酸循環(huán)營養(yǎng)物分解代謝的三個階段HSCoAO22H++2eATPADP乙酰CoA2H++2eO2ADPATP+PiIIIIII各階段反應和能量變化的特點第一階段：營養(yǎng)物分解為其構成的單位；釋放1%蘊藏能量，并以熱能形式失散，不能貯存。第二階段：生成二碳化合物（乙酰CoA）；釋出約總能量的1/3，其中部分以ATP貯存。第三階段：三羧酸循環(huán)和氧化磷酸化；釋出約總能量的2/3，其中大多以ATP貯存。（四）三大細胞燃料代謝的相互關系糖、脂肪和蛋白質代謝的相互關系糖、脂肪和蛋白質之間相互轉換糖、脂肪和蛋白質在分解代謝方面的關系突出表現(xiàn)在：未端氧化的共同途徑是三羧酸循環(huán)。糖和脂肪酸氧化分解均可生成乙酰輔酶A，加入三羧酸循環(huán)進一步氧化分解，生成二氧化碳和水，并同時合成大量ATP；氨基酸經(jīng)脫氨基作用生成相應的-酮酸從不同部位加入三羧酸循環(huán)。糖、脂肪和蛋白質代謝的相互關系糖、脂肪和蛋白質之間相互轉換的難易程度有很大區(qū)別。糖、脂肪和蛋白質之間相互轉換糖與脂肪的相互轉換糖與蛋白質的相互轉換脂肪與蛋白質的相互轉換（一）糖與脂肪的相互轉換在體內糖極易轉換為脂肪。如攝入過量的糖，則富余的糖經(jīng)磷酸二羥丙酮轉換成甘油，經(jīng)乙酰輔酶A合成脂肪酸，并進一步合成甘油三酯。脂肪分子中則僅甘油部分可經(jīng)糖異生作用轉換為糖。三羧酸循環(huán)在脂酸合成中的作用（二）糖與蛋白質的相互轉換糖代謝過程中的酮酸如丙酮酸、-酮戊二酸及草酰乙酸均可提供經(jīng)氨基化合成非必需氨基酸。某些氨基酸如丙氨酸、天冬氨酸等，經(jīng)脫氨基作用后生成相應的-酮酸，再進一步轉變成糖。（三）脂肪與蛋白質的相互轉換氨基酸經(jīng)脫氨基作用生成-酮酸，經(jīng)乙酰輔酶A合成脂肪酸。但機體幾乎不利用脂肪合成蛋白質。(五)運動時的有氧代謝供能糖脂肪蛋白質底物葡萄糖、肝糖原、肌糖原脂肪支鏈氨基酸最大的供能功率0．5mmol~Pi?Kg干肌-1?秒-10.25mmol~Pi?Kg干肌-1?秒-1維持時間1~2小時無限時終產(chǎn)物CO2、H2OCO2、H2OCO2、H2O、尿素第四節(jié)運動時能量的釋放和利用運動時供能系統(tǒng)的相互關系不同運動狀態(tài)下供能系統(tǒng)的關系糖酵解總能量ATP-CP有氧代謝骨骼肌能量供應生化過程的順序