运动生理学教案 第一章 运动的能量代谢 2学时

于ATP。肌肉的收缩活动也是如此。
ATP(三磷酸腺苷)：是一种存在于细胞内（胞浆和核 浆内）、由自身合成并能迅速分解被直接利用的一种自
由存在的化学能形式。由一个大分子的腺苷和三个磷酸
根组成，故称三磷酸腺苷。
（一）ATP的分解——放能ATP酶
ATP的分解放能，实际上是被酶断开末端高能磷酸键， 水解呈ADP和Pī并释放出能量被人体直接利用的过程，以实 现各种生理功能。即： ATP
燃烧物质：糖原和葡萄糖 最大输出功率：29.3J/Kg· s 持续时间：33秒左右 特点：供能较磷酸原系统多，持续时间较短，功率输出次之， 不需要氧，产生导致疲劳的物质——乳酸。 意义：保证磷酸原系统最大供能后仍能维持数十秒快速供能， 应付机体短时间内的快速需要。 项目代表：400米跑、100米游泳 3.有氧氧化系统 定义：指糖、脂肪和蛋白质在细胞内（主要是线粒体内）彻底 氧化成H2O和CO2的过程中再合成ATP的能量系统。 燃烧物质：糖、脂肪和蛋白质 最大输出功率：15J/Kg· s
（3）消化过程： ①口腔内消化 方式：以机械消化为主，有咀嚼和吞咽； 消化液：唾液淀粉酶（将淀粉降解为麦芽糖） 时间：10～20秒 ②胃内消化 方式：化学消化和机械消化（胃容受性舒张、紧张性收 缩和胃蠕动，可将食物进一步粉碎、搅拌）： 消化液：胃液（无色酸性），分为盐酸（又称胃酸）和 胃蛋白酶。其中盐酸有提供酸环境，后期促进胰 液、胆汁和小肠液的分泌作用；胃蛋白酶可降解 蛋白质为蛋白胨、蛋白眎和多肽，蛋白胨是蛋白 不完全水解的产物，在医学上可用作细菌的培养 和治疗消化道疾病等，而蛋白眎是食物蛋白和蛋 白胨的中间产物 时间：3～5小时。通常流体、粒小、等渗食物排空快，水 （10min）>糖(2h)>蛋白质(2～3h)>脂肪(5～6h)
7、机体生理活动所需要的直接能量来源是 分解，而最终能源是 氧化分解。 8、评定有氧供能系统能力的常用指标主要有 和 。 判断： 9.有训练者动用脂肪供能能力比无训练者强。（ ） 10.剧烈运动中，能耗增多，使肌肉中ATP和CP的含量减少。（ ） 论述： 分析三种能量系统的特点与意义。
的
②糖的无氧分解 糖酵解——葡萄糖和糖原在不需要氧的情况下分解生成乳 酸，并释放能量的过程 反应式：糖原→葡萄糖→丙酮酸——→乳酸+ATP 产能：1分子的糖原或葡萄糖可生成2～3分子的ATP 产物：乳酸 场所：胞浆 (3)糖的储备与运动能力 血糖的来源：食物的消化吸收；肝糖原分解；其他物质糖的异生 （甘油、氨基酸和乳酸）；其他单糖转变（果糖、半乳糖） 血糖的去路：燃烧供能；合成肝糖原和肌糖原；转变为脂肪和氨 基酸；转变为核糖、脱氧核糖；尿糖 ▲运动性疲劳或过度性训练的原因之一是体内肌糖原的储量耗歇 ▲血糖水平的稳定对于运动能力的提高有重要的意义 运动与补糖：对于长时间的运动，赛前5-10分钟或2-3小时前补 糖（不超过2g/Kg体重，或不超过2.5%的含糖饮料）效果较理 想，在比赛前一小时左右不要补糖，以免因胰岛素效应体糖原储 备的有效途径
ATP酶
ADP+Pi+能
肌肉收缩就是利用肌细胞内ATP分解释放的能量供肌肉 收缩克服阻力来做功，以实现化学能向机械能的转化。目前 肯定的是，这种能量转化的部位就在肌球蛋白横桥于肌动蛋 白的结合位点，至于这种能量转化的确切机理虽有研究，但 还不十分清楚。
（二）ATP的再合成——吸能
ATP在细胞内的含量一是有限的,二是稳定的，呈动态平衡 之势，如果以最大功率输出仅能维持2秒左右，因此，ATP必须 是边分解边合成，以保证生命活动能量供应的连续性。ATP在 细胞内的再合成实际上是ADP与Pi再连接，是一个磷酸化的再 吸能过程。ATP的再合成包括有氧合成与无氧合成两种类型， 后面讲会讲到。
3.蛋白质代谢
蛋白质由氨基酸组成，是构成细胞结构最主要的原料， 主要参与新陈代谢和实现机能的自我更新，蛋白质代谢是 以氨基酸代谢为基础。 ①氨基酸的来源与去路 ②蛋白质分解代谢供能 食物热价：1克食物完全氧化分解所释放的热量。 氧热价：各种能源物质在体内氧化分解时每消耗1升氧所产 生的热量。 呼吸商：各种物质在体内氧化时产生的二氧化碳与所消耗的 氧的比值。
2.脂肪代谢
(1)脂肪的储存与动员
脂肪储存——脂肪细胞可摄取血液中过多的自由脂肪酸（FFA），并 与甘油结合形成甘油三酯储存起来，称为脂肪的储存 脂肪动员——储存在脂肪细胞内的脂肪在激素敏感脂肪酶的作用下， 逐步分解为脂肪酸和甘油，释放入血，以供给其他组织氧化利用的过 程。 (2)脂肪的氧化供能 场所：肌肉或肝脏 产物：在肌肉中能彻底氧化为二氧化碳和水；在肝脏中氧化很不彻底， 生成中间产物称为酮体 反应式：脂肪→脂肪酸——→乙酰辅酶A→三羧酸循环+O2— →CO2+H2O+ATP（或丙酮酸） (3)运动中脂肪代谢与糖代谢比较的特点：动员慢、耗氧量大、能效率低 总之运动时脂肪供能随运动强度的增大而减少，随运动持续时间的延 长而增加 (4)运动对脂肪代谢的影响 ①提高脂肪酸的氧化能力；②改善血脂异常；③减少体脂积累
（三）ATP分解与再合成的关系
ATP的分解与再合成是永不停止地进行着的，当分解大 于合成时，表明能量供应受阻，运动能力下降，当分解小于 合成时，表明能量过剩，可将含有高能磷酸键的Pi转移给肌 酸而形成CP（磷酸肌酸），把能量储存起来，也可转化为体 脂！
二、供ATP再合成的三个供能系统
1．磷酸原系统 （ATP—CP系统） 定义：——指ATP和磷酸肌酸（CP）组成的系统。 燃烧物质：ATP和CP 最大输出功率：56J/Kg· s 持续时间：7.5秒左右 特点：供能总量少、持续时间短、功率输出最快是、不需氧、不 产生乳酸类等代谢中间产物。 意义：是一切高功率输出运动项目的物质基础 项目代表：短跑、投掷、跳跃、举重 2．酵解能系统（底物：肌糖原、葡萄糖） 定义：糖原和葡萄糖在细胞浆内无氧分解生成乳酸过程中，再合 成ATP的能量系统。
作业：
1、名词解释：乳酸能系统；有氧氧化系统。 2、从机体能量代谢的整个过程来看，其关键的环节是 。 A.糖酵解 B.糖类有氧氧化 C.ATP的合成与分解 D.糖的异生 3、磷酸原系统和乳酸能系统供能的共同特点是： 。 A.都不需要氧 B.都产生乳酸 C.都能维持较长时间 D.都可以产生大量 的ATP 4、脂肪在氧化时比同量的糖类 。 A.耗氧量少，能量放出少 B.耗氧量多，能量放出多 C.耗氧量少，能量放出多 D.耗氧量多，能量放出少 5、进行一段时间训练，60米跑速提高了，而跑后乳酸含量却比训练减少了，这 说明 。 A.糖类的有氧供能比例增大 B.肌红蛋白含量增多 C.脂肪供能比例增大 D.ATP-CP供能比例增大 6、马拉松跑后期，能源利用情况是 。 A.主要是糖类 B.完全靠糖类 C.糖类的利用多于脂肪 D.糖类的利用低于脂肪
③小肠内消化 方式：机械消化（紧张性收缩、分节运动、小肠蠕动）和 化学消化 消化液：胰液（由胰腺分泌，显碱性）、胆汁液（由肝脏 分泌，成分复杂，其中主要是胆盐，能乳化脂肪， 加速脂肪分解）、小肠液（显弱碱性，可降低渗透 压，促进吸收的进行）、肽酶（将多肽分解为氨基 酸）和麦芽糖酶等等， 时间：3～8小时 ④大肠内消化 方式：没有复杂的消化活动，只有机械性运动（分节运动 和蠕动） 消化液：大肠液（主要是黏液蛋白），具有保护肠粘膜 和润滑粪便的作用 作用：12～24小时
（二）主要营养物质的代谢与供能
1.糖代谢 运动过程中有60%的能量是由糖类提供 (1)糖在体内的存在形式：糖原（肝糖原、肌糖原）和葡萄糖 胰岛素可降低血糖，胰高血糖素、肾上腺皮质激素和生长素 等可升高血糖 (2)糖的分解供能 ①糖的有氧分解(糖分解供能的主要方式) 定义：葡萄糖和糖原在有氧的条件下，氧化成CO2和H2O，并 再合成ATP的过程。 反应式：糖原→葡萄糖→丙酮酸→乙酰辅酶A→三羧酸循环 +O2——→CO2+H2O+ATP 产能：1分子的糖原或葡萄糖可生成38～39分子的ATP 产物：二氧化碳和水 场所：线粒体
2．吸收
（1）定义：食物消化后的产物通过上皮细胞进入血 液或淋巴的过程。 （2）吸收的部位 ： ①口腔和食道：部分药物（如亚硝酸甘油、吗啡），食物 在此不被吸收。 ②胃：所吸收的食物也很少，只吸收酒精和少量水分。 ③小肠：是吸收的主要部位，能力最强、吸收种类最多。 一般认为，糖类、脂肪和蛋白质的消化产物大部 分在十二指肠和空肠吸收，回肠能够吸收胆盐和 维生素B12。 ④大肠：主要吸收水分和盐类，（结肠可吸收其肠腔内 80%的水和90%的Na+及Cl-）。也吸收葡萄糖和一 些药物。
第一章 运动的能量代谢
教学目标： 1、掌握肌肉活动时直接能量与间接能量来源及相 互关系。 2、学会分析不同性质运动中的代谢规律及应用。
主要讲解内容： 一、能量的直接来源——ATP 二、供ATP再合成的三个供能系统 三、能量的间接来源——糖、脂肪、蛋白质
一、能量的直接来源—ATP
能量的直接来源——ATP 生物体从单细胞的低等生物到多细胞的高等生物以 及人体，其体内的一切生命活动的能量来源都直接来源
持续时间：理论上讲是无阻的！ 特点：供能总量最大，持续时间很长，功率输出很低，需要氧 的参与，终产物是水和二氧化碳。 意义：是长时间耐力活动的物质基础 项目代表：长跑，越野赛等！
二、能量的间接来源——糖、脂肪、 蛋白质
食物中的七大类营养物质是：糖、脂肪、蛋白质、无机 盐、维生素、水和膳食纤维 （一）食物的消化与吸收 1.消化 （1）定义：食物在消化道内被分解为小分子的过程。 （2）方式： ①机械性消化：通过消化道肌肉的舒缩活动，将食物磨 碎，并使之与消化液充分混合，并将食物不断地向消 化道远端推送。 ②化学性消化：通过消化腺分泌的消化液来完成，消化 液中所含的各种消化酶能分别将糖类、脂肪及蛋白质 等物质分解成小分子颗粒。