专题复习·人体运动时的能量供应与能量消耗
运动中的人体能量消耗情况
运动中的人体能量消耗情况如果我们不动，每分钟所燃烧的热量大约是1卡。
糖类提供一部分能量，其他则是由脂肪供给。
不管你现在的状态是静止还是运动，你的体内同时燃烧着两种物质：糖与脂肪。
肌肉所需要的能量，如热量的70％是来自脂肪，糖类则占30％。
但是如果过量运动，这种比例则会恰恰相反，因为在一般情况下，只要高符合运动不持续太长的时间，脂肪便是最重要的燃料。
在一些体育项目，如短跑和举重中，主要锻炼肌肉的爆发力，因此会产生很多糖酶。
相反，有规律的耐力训练会改善现有的收缩肌纤维。
另外，那些加速体力脂肪燃烧的酶的成长会受到刺激，毛细血管胀大，训练的结果便是身体吸收很多氧气，并且把这些其他迅速地分配到身体地各个部分，这样，便能很长时间地脱离疲劳状态了。
碳水化合物与糖元地代谢在所有持续时间超过7分钟地运动中，氧气起着决定性地作用，因此被称作“有氧运动”。
经过氧气与脂肪缓慢地氧化反应，能够使这种耐力活动坚持很长时间。
有氧系统地训练主要面临着一下的任务：给细胞输送更多的氧气，形成酶细胞来加速脂肪与糖的分解以形成更多的糖元。
虽然脂肪是有氧呼吸系统中最重要的燃料，但不是关键的影响因素，糖元的供给限制着耐力运动的进行。
人体组织把碳水化合物氧化成葡萄糖和糖元。
葡萄糖给肌肉、器官和大脑直接提供能量，还可以糖元的形式贮存。
糖元贮存在肝和肌肉当中，只要哪儿需要血糖，糖元便会以最快的速度提供能量。
肝与糖元的关系就如汽油箱与发动机燃料一样，这个箱子的容积对于受过训练的运动员来说，总共能容700－800克碳水化合物，这些能量对于60－100分钟的高强度耐力训练来说是足够的。
糖元的存贮能力是可以提高的，经过锻炼的肌肉能比未经锻炼的肌肉贮存更多的糖元，并且在训练的过程中对这种“超级燃料”的需求量也更少，他们能通过富汗碳水化合物的食物对糖元库的再次充满产生影响。
在训练过程中存贮的碳水化合物不会增加，血糖也将降低，并最终不可避免的成为废物。
不经常运动和体重过重的人在运动时，燃烧的主要是葡萄糖而不是脂肪，因为燃烧脂肪所需要的前提条件已经没有了。
人体运动时的能量供应系统
人体运动时的能量供应系统1．人体运动的能量来源有三种：磷酸原系统、糖酵解系统和有氧氧化系统。
根据运动的强度和时间的长短，每种系统起的作用不同。
人体能量来源最终体现在能量物质ATP （三磷酸腺苷）上。
即：ATP是我们人体利用能量的直接形式，当人体需要能量时，ATP在酶的作用下，脱掉一个磷酸变成ADP并释放出能量。
这个能量提供了我们机体所有的生命活动的能源，包括：化学能、机械能、生物能等。
（1）磷酸原系统是通过体内的高能物质磷酸肌酸在磷酸肌酸激酶的作用下将高能磷酸键转给ADP，这时ADP结合一磷酸变成ATP。
由于磷酸肌酸在体内的储存量很少，所以它只能提供肌体很短时间的运动能量；（2）糖酵解系统也就是体内糖类（血液中的葡萄糖、肝脏中的肝糖原和骨骼肌中的肌糖原和糖异生途径）在肌体供氧不足的情况下产生的无氧氧化而产生能量。
同样，由于是无氧酵解，产生的能量也不是很多（一分子的葡萄糖经糖酵解产生3个ATP），但是因为体内的糖原储备比磷酸肌酸要多得多，所以糖酵解可以提供比磷酸原系统更长时间的运动能量；（3）有氧氧化系统顾名思义是在氧供应充足的条件下发生的，是机体内最大的能量供应系统，它可以由体内的糖储备（一分子葡萄糖有氧氧化产生36/38个ATP）和脂肪分解（一分子的软脂酸氧化分解产生129ATP）来产生。
由于人体氧的供应和利用有其局限性（最大摄氧量），当机体在短时间进行大强度的运动时，氧供应不足，有氧氧化系统不能或只能部分参加机体的能量供应；相反地，在长时间和低强度的运动中，氧供应充足，有氧系统可以成为机体主要的能量供应系统。
（4）尽管机体的磷酸肌酸储备很少，但是它可以马上调动起来，所以在大强度具爆发性的运动开始（7~8秒左右），主要是磷酸原系统提供能量；同时，糖酵解系统也启动起来，它可以提供2分钟之内的大强度运动；如果机体继续维持大强度的运动，糖酵解能量供应也跟不上，机体就因为能量供应不上而运动能力下降了。
运动中的供能系统
专题复习·人体运动时的能量供应与能量消耗人体运动时，能量消耗明显增加，增加的情况决定于运动强度和持续的时间。
人体活动的直接能源来源于三磷酸腺苷（A TP）的分解，如神经传导兴奋时的离子转运、腺体的分泌活动、消化道的消化吸收、肾小管的重吸收、肌肉收缩等。
而最终的能量来源于糖、脂肪和蛋白质的氧化分解，氧化分解释放的能量供A TP的重新合成。
一、知识归纳人体内的供能系统分为三个：①高能磷酸化物系统（A TP-CP）；A TP-CP供能系统单独供能的话，大概能维持7.5秒的时间，不需要氧气，也不产生乳酸，时间比较短的剧烈运动如举重、投掷等一般就是动用这个系统供能的；②乳酸系统（无氧酵解系统）；乳酸系统是糖原或葡萄糖在细胞内无氧分解生成乳酸的过程中，再合成生成A TP的能量系统。
如果单独供能的话，大概能持续33秒的时间。
其最终产物是乳酸，所以称乳酸能系统。
1 mol的葡萄糖或糖原无氧酵解产生乳酸，可净生成2－3molAT P。
其过程也是不需要氧的，生成的乳酸可导致疲劳。
该系统是1min以内要求高功率输出的运动的物质基础。
如200 m跑、100 m游泳等。
③有氧系统：有氧氧化系统是糖、脂肪、蛋白质在细胞内彻底氧化生成二氧化碳和水的过程中，再合成ATP的能量系统。
其产物当然就是二氧化碳、水和ATP了。
根据肌体的供氧情况，糖的氧化分解有两种方式：①当氧供应充足时，来自糖（或脂肪）的有氧氧化。
②当氧供应不足时，即来自糖的酵解，生成乳酸。
乳酸在最后供氧充足时，一部分继续氧化，释放的能量使其余部分再合成肝糖元。
所以肌肉收缩的最终能量来自物质（糖、脂肪）的有氧氧化。
运动时，人体以何种方式供能，取决于需氧量和摄氧量的相互关系，当摄氧量能满足需要时，肌体即以有氧代谢供能，当摄氧量不能满足需氧量时，其不足部分即依靠无氧氧化供能，这样将造成体内的氧亏负，称为氧债。
运动的能量供应
运动的能量供应前言人体生命活动的运行需要消耗能量。
在人们参加剧烈体育运动时，肌肉长时间地收缩和舒张，脏器的活动增强，以及神经系统能量消耗增加，将使运动时总的能量消耗比静息时增加几倍到几十倍，甚至百倍以上。
从另一方面讲，长期科学训练将使人体运动时的能量供应与消耗得到改善，从而为提高人体运动能力奠定物质基础。
因此，了解与研究人体运动时的能量供应是体育教师.教练员以及运动员必备的知识。
一肌肉活动的能量及其能量的释放人体运动需要大量能量。
这些能量的来源是自食物中的六大营养素中的三大营养物质，即糖、脂肪和蛋白质。
（一）糖及其分子中能量的释放与转移糖是肌肉活动最主要的燃料。
人体糖的存在形式有两种：第一种是以葡萄糖的形式存在于血液中；第二种是存在于肝脏和肌肉中的糖原（肝糖原和肌糖原）。
人体运动所需的能量主要是由糖（或脂肪）的氧化分解过程释放出来的。
糖的氧化分解主要有两个途径：（1）在无氧条件下进行的糖酵解；（2）在有氧条件下进行的有氧氧化。
在一般条件下，糖主要以有氧氧化的途径分解供能。
表1：有氧氧化同无氧糖酵解的对比(二) 脂肪及其燃烧（氧化）脂肪是肌肉活动的另一主要原料。
机体内储备的脂肪量是势能的最大来源。
与其他营养物质比较，可作为能量的脂肪数几乎是无限的。
来自储藏脂肪的实际燃料贮存量大约相当于90000～110000千卡左右。
成年人体内贮存脂肪量的差别很大，且缺乏精确的正常值。
一般成年男子的贮存脂肪量约占体重的15～20%，女子稍高。
脂肪氧化时,.体内首先由脂肪酶催化水解为甘油和脂肪酸。
甘油随着血液循环至肝脏和其他组织进行再分解。
而释出的脂肪酸进一步氧化释放能量，共全身各组织摄取利用。
脂肪酸彻底氧化所释放的能量比糖多得多，且利用率也比糖高。
当脂肪酸大量分解时，会产生三种中间物质：乙酰乙酸、B- 羟丁酸和丙酮。
我们将这三种中间产物合称为酮体。
短时间剧烈运动后，血液中的酮体上升。
这是由于运动时的糖供能不足，脂肪酸利用量增加而又氧化不足的缘故。
体育理论知识：运动中的能量消耗和摄入
体育理论知识：运动中的能量消耗和摄入运动中的能量消耗和摄入随着健康理念的不断普及，越来越多的人开始积极参加运动，力图通过运动达到健身减肥的目的。
但是，了解运动中的能量消耗和摄入对于准确掌握自己的体质并科学实施运动也是至关重要的。
一、能量消耗1.基础代谢消耗基础代谢消耗指身体在安静状态下所消耗的能量量，也就是维持生命机能的最低能量消耗，它与性别、年龄、身高、体重、体脂率、身体结构等因素有关。
可以使用基础代谢率（BMR）计算公式来大致得到个体的基础代谢。
2.运动代谢消耗运动代谢消耗指运动过程中因身体活动而消耗的能量。
运动代谢消耗根据运动强度的不同，分为轻度、中度和重度运动。
轻度运动包括散步、瑜伽等低强度的运动，其能量消耗相对较低。
中度运动包括慢跑、快走、游泳等，它的能量消耗相对较高。
重度运动包括足球、篮球、举重等，它的能量消耗最高。
二、能量摄入能量摄入指个体进食的食物所含有的能量量。
在科学运动中，合理的饮食摄入不仅能够满足身体运动所需要的能量，同时也能够为身体提供足够的营养和能量支持肌肉生长和修复。
一个健康的饮食习惯应包括五大营养素：碳水化合物、蛋白质、脂肪、维他命和矿物质。
在运动过程中，碳水化合物与脂肪是最主要的能量来源。
碳水化合物比较适合短时间、高强度运动，而脂类则比较适合长时间，低强度的运动。
三、运动中能量消耗和摄入的关系了解运动中的能量消耗和摄入，有助于科学实施运动计划，更好地控制体重和改善身体健康。
在执行运动计划时，不仅需要适当增加运动强度和时间来提高热量消耗，同时还要根据不同的个体特征来量身定制饮食计划，以保证身体摄入足够的营养。
此外，还需要特别注意的是有氧运动和无氧运动的对于消耗体内能量的不同影响。
有氧运动可以帮助身体燃烧脂肪，无氧运动则主要用于增强肌肉力量和体能，促进肌肉的生长和修复。
因此，科学的运动计划应该综合考虑两种运动的特性和个体的身体状况来实施。
总之，要想通过运动实现身体健康和减肥目标，就必须了解运动中的能量消耗和摄入。
运动中的能量供应
人体运动时的能量供应
1,了解无氧代谢和有氧代谢两种供能方式 , 2,了解能量代谢知识与增进健康的基本原理 ,
能量代谢
新陈代谢是生物体不断地与环境进行物质和能 量交换中实现自我更新的过程. 量交换中实现自我更新的过程.体内的物质不 断地分解合成,进行着物质代谢. 断地分解合成,进行着物质代谢.物质代谢过 程中伴随的能量释放,储存, 程中伴随的能量释放,储存,转移与利用的过 程就是能量代谢. 程就是能量代谢.
ATP—CP系统特点 系统特点
①分解供能速度快,重新合成ATP速度最快 分解供能速度快,重新合成 速度最快 ②不需要氧 ③不产生乳酸 供能系统最大输出功率为50W /Kg ④ATP—CP供能系统最大输出功率为 供能系统最大输出功率为 体重, 体重,是三个供能系统中输出功率最高者 ⑤维持供能的时间短
二,运动竞赛前的糖填充
在运动竞赛开始前若干天,通过调整膳食结构, 在运动竞赛开始前若干天,通过调整膳食结构, 使肌糖元含量增加,称糖填充. 使肌糖元含量增加,称糖填充.这对提高运动 能力,取得良好成绩有重要意义. 能力,取得良好成绩有重要意义.
二,运动时能源物质的消耗与补充
人体运动时直接消耗ATP,但最终却是消耗糖,脂肪, 蛋白质(主要是糖和脂肪) (一)糖与脂肪供能特点及比例 糖和脂肪是运动中合成ATP的主要来源,但不同持续 时间和强度的运动,两者供能特点比例不相同.糖能 进行无氧酵解和有氧代谢,而脂肪不能无氧酵解,只 能进行有氧代谢.
三种能量供应系统的供能特点的对比
ATP-CP系统 - 系统 代谢方式 能源物质 ATP生成情况 生成情况 代谢速率 无氧代谢 化学能源:CP ATP生成很少肌 中少量少 十分迅速 用于短跑或任何 高功率,短时间 的活动 糖无氧酵解系统 无氧代谢 食物能源:糖原 有限的ATP生成 迅速 用于1～3min的 活动 有氧氧化系统 有氧代谢 食物能源糖,脂 肪,蛋白质 ATP生成很多 慢 用于耐力或长时 间的活动
剧烈运动时能量供应
人体运动时,能量消耗明显增加,增加的情况决定于运动强度和持续的时间.人体活动的直接能源来源于三磷酸腺苷（ATP）的分解,如神经传导兴奋时的离子转运、腺体的分泌活动、消化道的消化吸收、肾小管的重吸收、肌肉收缩等.而最终的能量来源于糖、脂肪和蛋白质的氧化分解,氧化分解释放的能量供ATP的重新合成.一、知识归纳人体内的供能系统分为三个：①高能磷酸化物系统（ATP-CP）；ATP-CP供能系统单独供能的话,大概能维持7.5秒的时间,不需要氧气,也不产生乳酸,时间比较短的剧烈运动如举重、投掷等一般就是动用这个系统供能的；②乳酸系统（无氧酵解系统）；乳酸系统是糖原或葡萄糖在细胞内无氧分解生成乳酸的过程中,再合成生成ATP的能量系统.如果单独供能的话,大概能持续33秒的时间.其最终产物是乳酸,所以称乳酸能系统.1 mol的葡萄糖或糖原无氧酵解产生乳酸,可净生成2－3molATP.其过程也是不需要氧的,生成的乳酸可导致疲劳.该系统是1 min以内要求高功率输出的运动的物质基础.如200 m跑、100 m游泳等.③有氧系统：有氧氧化系统是糖、脂肪、蛋白质在细胞内彻底氧化生成二氧化碳和水的过程中,再合成ATP的能量系统.其产物当然就是二氧化碳、水和ATP了.根据肌体的供氧情况,糖的氧化分解有两种方式：①当氧供应充足时,来自糖（或脂肪）的有氧氧化.②当氧供应不足时,即来自糖的酵解,生成乳酸.乳酸在最后供氧充足时,一部分继续氧化,释放的能量使其余部分再合成肝糖元.所以肌肉收缩的最终能量来自物质（糖、脂肪）的有氧氧化.运动时,人体以何种方式供能,取决于需氧量和摄氧量的相互关系,当摄氧量能满足需要时,肌体即以有氧代谢供能,当摄氧量不能满足需氧量时,其不足部分即依靠无氧氧化供能,这样将造成体内的氧亏负,称为氧债.运动时的需氧量取决于运动强度,强度越大,需氧量越大,无氧代谢供能的比例也越大.。
人体运动时的能量供应与消耗
③ 查出氧热价
④ 计算总能量消耗和同一时间安静状态时的 能量消耗
⑤ 求出净能量消耗
例2：
试计算某受试者完成5分钟功率自行车 定量负荷运动的净总能量消耗,其测试数据 见下表。
时间
内容 耗氧量（L） CO2产量（L）
5 分钟 安静
1.5
5分钟 蹬车
16.5
30分钟 恢复
人体三个能源系统的特征
供能底物
底物储量/ATP 生成数量 输出功率
磷酸原系统 ATP、CP 很少 大
酵解能系统 糖（以肌糖原
为主）
有限
中
氧化能系统 糖、脂肪 很多 小
维持运动时间 适宜运动
短（6"-8"）
用于短跑及任 何高功率短时
间活动
较长（2'-3') 长（不限时间）
用于1'-3'的 用于耐力运动
能量消耗 = (14.0 × 4.899) － (7.293 ÷ 5 × 30) = 68.586 － 43.758
= 24.828(Kcal) 运动总净能量消耗 = 运动时净能量消耗 + 恢复期的净能量消耗
= 73.953 + 24.828
= 98.781 (Kcal) 因此 , 该运动中机体的净总能量消耗为 98.781(Kcal) 。
体育学院
人体运动时的能量供应 与消耗
骨骼肌收缩的直接能源——ATP
ATP的分解供能
ATP + H2O →E ADP + Pi + 能量
运动时骨骼肌ATP利用的部位和作用
肌球蛋白ATP酶消耗ATP，引起肌丝相对 滑动和肌肉收缩做功；
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专题复习·人体运动时的能量供应与能量消耗
人体运动时，能量消耗明显增加，增加的情况决定于运动强度和持续的时间。
人体活动的直接能源来源于三磷酸腺苷（ATP ）的分解，如神经传导兴奋时的离子转运、腺体的分泌活动、消化道的消化吸收、肾小管的重吸收、肌肉收缩等。
而最终的能量来源于糖、脂肪和蛋白质的氧化分解，氧化分解释放的能量供ATP 的重新合成。
一、知识归纳
人体内的供能系统分为三个：
①高能磷酸化物系统（ATP-CP ）；A TP-CP 供能系统单独供能的话，大概能维持7.5秒的时间，不需要氧气，也不产生乳酸，时间比较短的剧烈运动如举重、投掷等一般就是动用这个系统供能的；
②乳酸系统（无氧酵解系统）；乳酸系统是糖原或葡萄糖在细胞内无氧分解生成乳酸的过程中，再合成生成ATP 的能量系统。
如果单独供能的话，大概能持续33秒的时间。
其最终产物是乳酸，所以称乳酸能系统。
1 mol 的葡萄糖或糖原无氧酵解产生乳酸，可净生成2－3molATP 。
其过程也是不需要氧的，生成的乳酸可导致疲劳。
该系统是1 min 以内要求高功率输出的运动的物质基础。
如200 m 跑、100 m 游泳等。
③有氧系统：有氧氧化系统是糖、脂肪、蛋白质在细胞内彻底氧化生成二氧化碳和水的过程中，再合成ATP 的能量系统。
其产物当然就是二氧化碳、水和A TP 了。
根据肌体的供氧情况，糖的氧化分解有两种方式： ：
①当氧供应充足时，来自糖（或脂肪）的有氧氧化。
②当氧供应不足时，即来自糖的酵解，生成乳酸。
乳酸在最后供氧充足时，一部分继续氧化，释放的能量使其余部分再合成
肝糖元。
所以肌肉收缩
的最终能量来自物质（糖、脂肪）的有氧氧化。
运动时，人体以何种方式供能，取决于需氧量和摄氧量的相互关系，当摄氧量能满足需要时，肌体即以有氧代谢供能，当摄氧量不能
满足需氧量时，其不足部分即依靠无氧氧化供能，这样将造成体内的氧亏负，称为氧债。
运动时的需氧量取决于运动强度，强度越大，需氧量越大，无氧代谢供能的比例也越大。
二、例题讲解
1、（2001年全国高考题）运动员在进行不同运动项目时，机体供能方式不同，对三种运动项目的机体总需氧量、实际摄入氧量 和血液中乳酸增加量进行测定，结果如下：
根据以上资料分析，马拉松跑、400m 跑、100m 跑过程中机体的主要供能方式分别．．是 （ ） A ．有氧呼吸、无氧呼吸、磷酸肌酸分解 B ．无氧呼吸、有氧呼吸、磷酸肌酸分解 C ．有氧呼吸、有氧呼吸、无氧呼吸 D ．有氧呼吸、磷酸肌酸分解、无氧呼吸
【解析】根据所给资料分析，马拉松跑中需氧量很大，且乳酸的含量增加不多，因而判定该项运动主要是通过有氧呼吸供能，
因为能量物质借助氧气可以彻底分解成CO2和H2O；400m跑项目摄入氧量显然不能满足身体需氧量，血液乳酸增加显著，说明此项运动主要采取的是无氧呼吸（会产生乳酸）供能；100m跑没有摄入氧，血液乳酸也未见增加，可见有氧呼吸、无氧呼吸都不是此时的主要供能方式，而是由磷酸肌酸分解提供能量。
磷酸肌酸是人体内储备的高能化合物，在100m跑大量耗能、A TP过分减少时，磷酸肌酸可以分解供能。
【答案】A
【评点与探究】解答此题首先要明确供能的方式有哪几种，且每种供能方式的条件和产物怎样。
同时要善于从所给的数据中分析差别，以从中获得突破口，培养学生的分析判断推理能力。
【总结】①本题考查磷酸肌酸水解、无氧呼吸以及有氧呼吸三种方式形成ATP。
要理解ATP是能量代谢的“通货”。
②马拉松跑总需氧量与实际摄氧量差值相对较小，血液中乳酸略有增加，其主要供能方式为有氧呼吸；400米跑两者的差值较大且血液中乳酸量显著增加，可推知主要供能方式为无氧呼吸；100m跑机体未摄入氧，且乳酸又未增加，说明机体未进行有氧呼吸和无氧呼吸，其供能只靠磷酸肌酸水解。
2、登山运动员，随着海拔的升高，血液中含量显著升高的物质的（）
A．尿素B．血糖C．乳酸D．氧气
【解析】随着海拔的升高，空气越来越稀薄，氧气的量减少，有氧呼吸强度降低，产生的能量不能满足运动员登山所需，这时骨骼肌细胞进行无氧呼吸提供部分能量来补充。
人体无氧呼吸的产物是乳酸。
【答案】C
3、（2005·上海生物·31）下列关于新陈代谢的叙述正确的是（）
A．糖类在生物体内氧化和体外燃烧都生成CO2 和H2O，释放的能量也相等
B．运动员在100m赛跑时，腿部肌肉的能量供应主要来自此时所进行的有氧呼吸
C．淀粉是贮存能量的化合物，可以为植物细胞直接供能
D．在夏季晴朗的白天，温度适宜的条件下，绿色植物光合速率等于呼吸速率
【命题意图】本题考查的知识点是新陈代谢的有关知识。
【解析】运动员在进行100m 赛跑时，能量消耗较大，肌肉所需能量部分通过无氧呼吸提供，也可由磷酸肌酸转化提供给ATP；为植物直接功能的物质是ATP；在白天，绝大多数时间光合速率应大于呼吸速率，但当光照强度减弱到一定条件时，光合速率会等于呼吸速率。
同质量的糖类在生物体内氧化和体外燃烧都生成CO2 和H2O，糖类中所贮存能量相同，最后全部释放的能量也相等。
【答案】A
4、问题：运动员在剧烈运动时，肌肉细胞中的肌糖原氧化分解的产物是什么？
【答案】乳酸和少量ATP
【解析】题目中问的是肌糖原分解产物，那就是第二种乳酸能供能系统在起作用了。
所以产物就是乳酸和ATP。
当然这并不代表我们体内没有有氧代谢过程，只是肌细胞内当时动用是乳酸能供能系统，是没有进行有氧代谢的，所以，肌细胞内产物是没有二氧化碳和水的。
时间稍长的剧烈运动通常会动用A TP-CP和乳酸能两个系统，不过其产物也同样只是乳酸和ATP了。