肌肉活动燃料来自肌糖原atp水解反应式生成atp吗

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All Rights Reserved人体肌肉收缩所需要的能量直接来源于A.肌糖原分解成乳酸所释放的能量B.肌糖原分解成葡萄糖所释放的能量C.葡萄糖氧化分解释放的能量D.ATP水解成ADP时所释放的能量D吉林省龙井市第三中学学年高一上学期期末生物(理)试题答案人体运动时的能量供应&(吉林体育学院& 长春& 130022)&&摘& 要 本文对人体运动时的供能物质.供能系统及其特点进行了分析。为体育教师.教练员和运动员的科学训练提供了依据。&关键词 运动 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。&糖的代谢方式有氧氧化无氧糖酵解有无O2参与反应有无进& 行& 部& 位线& 粒& 体细& 胞& 液最& 终& 产& 物CO2&&& H2O乳&& 酸ATP& 生& 成& 量多少&&&&<P &&&&&&&&&&&&& 表1:有氧氧化同无氧糖酵解的对比<P 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9千卡左右。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。运动员在运动后血液中酮体上升较无训练者少,这说明运动员能较多的利用脂肪酸供能,而且氧化比较完善。但运动结速后的恢复期中,无训练者在肝脏和肌肉中的酮体反而比有训练者高,这说明<P 蛋白质是体现生命活动的物质之一(另一物质是核酸)。其作为能源是非常有限的,仅当热量供应不足时才适当地动用以作为一种不得已的补充。当人体运动时有15%~20%的蛋白质可提供能量,共产生能量大约3千卡。<P 运动训练可以影响机体的氮平衡。有人曾做这样的实验,受试者在参加训练前日机体处于正氮平衡状态,参加训练第一天就处于负氮平衡,第3~4天负氮平衡达到最高峰,以后逐渐减少,直至参加第11~12天的训练又接近于平衡。实验结果表明:机体对运动负荷不适应,体内蛋白质分解代谢加剧,蛋白质的需要量也增加,一直到对运动训练逐渐产生适应。耐力训练后肌肉氧化氨基酸酶类的活性升高,这是蛋白质代谢的酶类对训练所产生的适应性变化。<P 运动时的供能系统及其供能特点人体运动时的供能系统,依其运动强度和运动持续时间的不同可分为ATP―CP(磷酸原)系统、无氧糖酵解(乳酸)系统和有氧氧化系统。(一) ATP―CP(磷酸原)系统及其供能特点<P ATP―CP(磷酸原)系统又称非乳酸能系统。它是由肌肉内的ATP和CP这两种高能磷化物构成,ATP与CP同样都是通过分子内高能磷酸键裂解时释放能量,以实现快速供能。因此,在运动时供能系统中将CP一起称为磷酸原系统。磷酸原系统供能不在其数量的多少,而在与其能量的快速可动用性。在三个供能系统中,其能量输出功率最高。凡是短时间极量运动(如:短跑、举重、冲刺、投掷等)时所需的能量几乎全部由ATP―CP系统供给。任何强度的运动,开始首先供能的都是ATP―CP系统,其特点是:①分解供能速度快,重新合成ATP速度最快。②不需要氧。③不产生乳酸。④ATP―CP供能系统最大输出功率为50W /Kg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。例如一名70kg的人参加运动的肌肉以20kg计算,ATP―CP供能系统储备的能量,可供轻快走步运动的时间约为1分钟;或可维持最大强度运动时间约为6―8秒左右。30―60公尺疾速跑全靠ATP―CP供能系统保证;60―100公尺跑主要靠ATP―CP系统供能;200―400公尺跑大部分由ATP-CP系统供能(也靠乳酸系统提供部分能量)。可见,ATP―CP系统在短时间最大强度运动的供能体系中起着重要作用。(二)&& 糖酵解系统及其供能特点当人体剧烈运动时,骨骼肌能量消耗不仅量大且速度快,有氧供能不足。而ATP-CP大量消耗时,糖的无氧酵解便开始参与供能。当氧供应不足的程度为氧化供能需要量的2倍以及肌肉中ATP-CP被消耗的量约为原储备量50%左右时,为了迅速再合成ATP以保证持续运动的能力,骨骼肌中的糖原便大量无氧分解,乳酸开始生成。糖无氧酵解系统是400m、800m、1500m跑,100m、200m游泳的主要供能系统。糖无氧酵解系统供能的特点:①糖原酵解供能速度快,比有氧氧化供能来得及时,故称其为应急能源。②糖原酵解供能不需要氧,是脂肪酸、甘油、氨基酸等供能物质所不及的。③糖无氧酵解系统供能的最大输出功率为25W/kg体重,约为磷酸原系统的1/2。因此,利用以糖无氧酵解系统供能为主的运动,表现的速度与力量都不如磷酸原系统,但维持供能时间比较长。④糖酵解产生的能量有限,但可积少成多。⑤糖酵解的代谢产物为乳酸。乳酸在肌细胞中的大量增多,不仅对ATP的合成起抑制作用,且引起肌细胞代谢性酸中毒,工作能力降低,易发生疲劳。(三)&& 有氧氧化系统及其供能特点虽然在糖酵解作用中,能迅速释放能量并且不需要氧,可是在这种情况下再合成ATP的量是相当少的。糖、脂肪和蛋白质在氧供应充足的条件下,氧化为二氧化碳和水,同时释放大量能量,使ADP再合成ATP。这种有氧氧化供能过程,称为有氧氧化系统。有氧氧化系统供能的特点:(1)体内95%的ATP均来自线粒体内的氧化磷酸化作用,是ATP生成的主要途径,是人体能量消耗的主要供能系统。(2)糖的有氧氧化释放的能量比糖酵解生成的ATP数量大19倍,因此比糖酵解产生的能量多,且比脂肪消耗的能量少,是体内最经济的能量供应系统。(3) 有氧供能系统的能量物质来源广阔、种类多、储备量大,是取之不尽的能量来源。(4)有氧氧化过程复杂、供能速度慢,脂肪的氧化供能因耗氧量大,受氧利用率的影响,只有在运动强度低.氧供应充足的条件下才能被大量利用。所以有氧供能系统是耐力运动项目的主要供能来源。(5)糖和脂肪的有氧氧化时,最大输出功率比其他两个系统均低。&ATP-CP系统糖无氧酵解系统有氧氧化系统无氧代谢&十分迅速&化学能源:CP&ATP生成很少肌中少量少&用于短跑或任何高功率、短时间的活动无氧代谢&迅速&食物能源:糖原&有限的ATP生成副产品乳酸可导致肌肉疲劳用于1~3min的活动有氧代谢&慢&食物能源糖、脂肪、蛋白质ATP生成很多没有导致疲劳的副产品勇于耐力或长时间的活动<P 表2:三种能量供应系统的供能特点的对比@供氧条件共氧机构能量容量(每千克\体重)能量产生速度(功\体重)能量持续时间无&氧ATP-CP非乳酸能&乳酸能(糖原-乳酸)100卡\K&230卡\K&13卡\K\秒&7卡\K\秒100\13=7.7S&230\7=33S有氧糖原-CO2+H2O氧充分时100000卡\K3.6卡\K\秒1.5~2小时<P <P 表3:人体肌肉供给能量的能力(男青年)&&&& 玛格里亚(1968)<P 不同项目中的供能系统项& 目时& 间ATP-CP供能无氧糖酵解供能有氧供能100m&200m&400m&800m&1500m&3000m&5000m&10000m&马拉松&田赛项目10”~15”&22”~35”&1’~1’30”&2’~3’&4’~6’&10’~16’&15’~25’&30’~50’&135’~18098&95&80&30&20&20&10&5&5&902&2&15&65&55&40&20&15&5&100&3&5&5&25&40&70&80&90&0表4田径项目有氧供能系统与无氧供能系统供能百分比(%)如上表所示,有些项目主要由ATP-CP系统供能(如:100m);有些项目几乎全部由有氧氧化系统供能(如:马拉松);有些项目主要依靠糖酵解系统生成ATP供能(如:400m和800m);有的则需要无氧代谢与有氧代谢混合供能(如:1500m)。这说明运动项目的能量供应之间是紧密相连的,形成一个连续统一体,称为“能量连续统一体”<P 结束语&主要参考文献 来源:/jiaoan/gaozhongtiyujiaoan/.htm下页更精彩1
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人体三大供能系统..doc 6页
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人体三大供能系统.
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人体内的三大供能系统在人体内有三大供能系统,它们是:ATP-磷酸肌酸供能系统、无氧呼吸供能系统和有氧呼吸供能系统。ATP在肌肉中的含量低,当肌肉进行剧烈运动时,供能时间仅能维持约1~3秒。之后的能量供应就要依靠ATP的再生。这时,细胞内的高能化合物磷酸肌酸的高能磷酸键水解将能量转移至ADP,生成ATP。磷酸肌酸在体内的含量也很少,只能维持几秒的能量供应。人在剧烈运动时,首先是ATP-磷酸肌酸供能系统供能,通过这个系统供能大约维持6~8秒左右的时间。这两项之后的供能,主要依靠葡萄糖和糖元的无氧酵解所释放的能量合成ATP。无氧酵解约能维持2~3分钟时间。由于无氧呼吸产生的乳酸易导致肌肉疲劳,所以长时间的耐力运动需要靠有氧呼吸释放的能量来合成ATP。综上所述,短时间大强度的运动,如100米短跑,主要依靠ATP-磷酸肌酸供能;长时间低强度的运动,主要靠有氧呼吸提供能量;介于二者之间的较短时间的中强度运动,如400米跑,则主要由无氧呼吸提供能量。运动项目 总需氧量(升) 实际摄入氧量(升) 血液乳酸增加量
马拉松跑 600 589 略有增加
400米跑 16 2 显著增加
100米跑 8 0 未见增加
人在剧烈运动呼吸底物主要是糖。但在长时间剧三磷酸腺苷(ATP)、磷酸肌酸(CP)二、不同活动状态下供能系统的相互关系安静时,不同强度和持续时间的运动时,骨骼肌内无氧代谢和有氧代谢供能的一般特点表现如下。(一)安静时:安静时,骨骼肌内能量消耗少,ATP保持高水平;氧的供应充足,肌细胞内以游离脂肪酸和葡萄糖的有氧代谢供能。线粒体内氧化脂肪酸的能力比氧化丙酮酸强,即氧化脂肪酸的能力大于糖的有氧代谢。在静息状态下,呼吸商为0.7,表明骨骼肌基本燃料是脂肪酸。(二)长时间低强度运动时:在长时间低强度运动时,骨骼肌内ATP的消耗逐渐增多,ADP水平逐渐增高,NAD+还原速度加快,但仍以有氧代谢供能为主。血浆游离脂肪酸浓度明显上升,肌内脂肪酸氧化供能增强,这一现象在细胞内糖原量充足时就会发生。同时,肌糖原分解速度加快,加快的原因有两点:(1)能量代谢加强。(2)脂肪酸完全氧化需要糖分解的中间产物草酰乙酸协助才能实现。在低强度运动的最初数分钟内,血乳酸浓度稍有上升,但随着运动的继续,逐渐恢复到安静时水平。(三)大强度运动:随着运动强度的提高,整体对能量的要求进一步提高,但在血流量调整后,机体对能量的需求仍可由有氧代谢得到满足,即有氧代谢产能与总功率输出之间保持平衡。在这类运动中,血乳酸浓度保持在较高的水平上,说明在整体上基本依靠有氧代谢供能时,部分骨骼肌内由糖酵解合成ATP。血乳酸浓度是由运动肌细胞产生乳酸与高氧化型肌细胞或其他组织细胞内乳酸代谢之间的平衡决定的。(四)短时间激烈运动时:在接近和超过最大摄氧量强度运动时,骨骼肌以无氧代谢供能。极量运动时,肌内以ATP、CP供能为主。超过10秒的运动,糖酵解供能的比例增大。随着运动时间延长,血乳酸水平始终保持上升趋势,直至运动终止。总之,短时间激烈运动(10秒以内)基本上依赖ATP、CP储备供能;长时间低、中强度运动时,以糖和脂肪酸有氧代谢供能为主;而运动时间在10秒—10分内执行全力运动时,所有的能源储备都被动用,只是动用的燃料随时间变化而异:运动开始时,ATP、CP被动用,然后糖酵解供能,最后糖原、脂肪酸、蛋白质有氧代谢也参与供能。运动结束后的一段时间,骨骼肌等组织细胞内有氧代谢速率仍高于安静时水平,它产生的能量用于运动时消耗的能源物质的恢复,如磷酸原、糖原等。不同强度运动时磷酸原储量的变化:(1)极量运动至力竭时,CP储量接近耗尽,达安静值的3%以下,而ATP储量不会低于安静值的60%。(2)当以75%最大摄氧量强度持续运动时达到疲劳时,CP储量可降到安静值的20%左右,ATP储量则略低于安静值。(3)当以低于60%最大摄氧量强度运动时,CP储量几乎不下降。这时,ATP合成途径主要靠糖、脂肪的有氧代谢提供。运动训练对磷酸原系统的影响:(1)运动训练可以明显提高ATP酶的活性;(2)速度训练可以提高肌酸激酶的活性,从而提高ATP的转换速率和肌肉最大功率输出,有利于运动员提高速度素质和恢复期CP的重新合成;(3)运动训练使骨骼肌CP储量明显增多,从而提高磷酸原供能时间;(4)运动训练对骨骼肌内ATP储量影响不明显。??运动时的生理(能量的供应)?1.人体的肌纤维收缩后,其内的ADP生成ATP所需的能量主要来源于(  )A.肌糖元B.磷酸肌酸C.葡萄糖D.脂肪2.运动员在长跑过程中,肌细胞中葡萄糖氧化分解所释放的能量大部分用于( )A.产生热能    B.转存ATP    C.合成糖元    D.肌肉收缩3.人体剧烈运动时,肌肉细胞呼吸作用的产物有(  )A.CO2、酒精、水、ATPB.CO2、乳酸
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