运动时物质和能量代谢

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1、第二篇运动时物质代谢和能量代谢及其调节前言物质代谢与能量代谢生物体内所有的化学反应过程，统称为物质代谢。伴随物质代谢过程中的能量吸收、储存、释放、转移与利用的过程，称为能量代谢。前言生物体的燃料与能源糖、脂肪与蛋白质是细胞的三大化学燃料，ATP为通用的直接能源。甘油三酯（脂肪）多羟基醛、多羟基酮（糖）多肽链（蛋白质）前言第四章运动时物质代谢和能量代谢第一节能量代谢能量代谢的核心物质是ATP。一、高能化合物一般将水解时释放的标准自由能高于20．92KJ／mol(5千卡／摩尔)的化合物，称为高能化合物。高能化合物种类很多。重要的高能化合物有磷酸烯醇式丙酮酸（PEP)、1，3—

2、二磷酸甘油酸（1，3-BPG）、磷酸肌酸（CP）、琥珀酰辅酶A、ATP、ADP等。其中磷酸烯醇式丙酮酸的磷酸基转移潜势最高。二、生物氧化（一）概念营养物质在生物体内氧化成水和二氧化碳并释放能量的过程，称为生物氧化。所释放能量的40%存储到ATP（化学能）中，60%以热能形式散发。糖脂肪蛋白质CO2和H2OO2能量ADP+PiATP热能生物氧化（线粒体）体外燃烧反应式（示例）C6H12O6+6O2+38H2O——44H2O+6CO2C6H12O6+6O2——6H2O+6CO2耗氧量、终产物、释能量相同反应条件特殊（37度、近中性含水环境、由酶催化）一般反应步骤繁多简单产

3、物生成形式CO2（有机酸脱羧）H2O（脱氢）CO2（碳直接与氧结合）H2O（氢直接与氧结合）能量释放形式逐步释放，且有4成可转化为化学能突然释放，以热与光散发（二）生物氧化的途径三大营养物质（糖原、脂肪、蛋白质）生物氧化的共同规律：可总结为三个阶段。1.生物氧化中水的生成电子传递链（呼吸链）在线粒体内膜上，一系列递氢、递电子体按一定顺序排列，构成的一条连锁反应体系。由于此反应体系与细胞摄取氧的呼吸过程有关，故又称为呼吸链。ⅢⅠⅡⅤCytcQNADH+H+NAD+延胡索酸琥珀酸1/2O2+2H+H2O胞液侧基质侧线粒体内膜e-e-e-e-e-ⅣFADH2氧化呼吸链NADH氧

4、化呼吸链ATPATPATP2ATP3ATP维生素B2系FMN、FAD的前体，运动员缺乏时直接引起骨骼肌有氧代谢供氧能力，引起肌收缩无力，耐久力下降。维生素PP系NAD+的前体，与运动员的有氧耐力和无氧耐力均有关，也是NADP+的前体，与运动后合成恢复有关。2.生物氧化中ATP的生成(1)底物水平磷酸化（胞液）直接由代谢物分子的高能磷酸键转移给ADP生成ATP的方式，称为底物水平磷酸化，简称底物磷酸化。（1，3—二磷酸甘油酸、磷酸烯醇式丙酮酸、琥珀酰辅酶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（线粒体）代谢物脱下的氢，经呼吸链传递过程

5、逐级氧化，最后生成水，同时伴有能量的释放，使ADP磷酸化生成ATP的过程，称为氧化磷酸化。ⅣⅢⅠⅡⅤQNADH+H+NAD+延胡索酸琥珀酸1/2O2+2H+H2O胞液侧基质侧线粒体内膜e-e-e-e-e-FADH2氧化呼吸链NADH氧化呼吸链ATPATPATP2ATP3ATPP/O比值氧化磷酸化形成ATP时，每消耗1摩尔氧原子时所消耗的无机磷（原子）的摩尔数。在线粒体中，NADH+H+的P/O比值为3、FADH2的P/O比值为2。故线粒体内的NADH+H+经氧化生成3分子ATP、FADH2的经氧化生成2分子ATP。而线粒体外的NADH+H+上的氢进入线粒体内有二种方式：N

6、ADH+H+NADH+H+NADH+H+FADH23.生物氧化中CO2的生成有机酸脱羧（-COOH)生成。示例:丙酮酸乙酰CoANAD+,HSCoACO2,NADH+H+丙酮酸脱氢酶复合体提要：运动时，ATP是肌肉收缩的直接供能物质。并且，ATP是能量代谢的核心物质。生物氧化是三大营养物质在体内彻底氧化为水与二氧化碳并释放能量的过程。能量释放是逐步的、受到精密调控的。生物氧化可分为三个阶段，乙酰CoA是三大营养物质氧化的共有中间产物。三羧酸循环与氧化磷酸化是三大营养物质彻底氧化时共有的途径，也是能量释放最多的阶段。ATP的生成方式有二种，即底物水平磷酸化与氧化磷酸化。以后

7、者为主要方式。电子传递链位于线粒体内膜，由多种酶与辅酶组成，是氧化磷酸化的机构。有NADH氧化呼吸链与琥珀酸氧化呼吸链二条。在线粒体内，2H经二条呼吸链分别生成3ATP与2ATP。第二节三磷酸腺苷——ATPATP是人体内各种生命活动中最重要的直接供能物质。ATP是生物体内能量贮存、利用和转化的中心。人体内ATP含量不多，但每日经ATP/ADP相互转变的量相当可观。ATP是肌肉收缩的直接能源物质。一、ATP的分子组成与生物学功能（一）ATP的分子组成与结构（二）ATP的生物学功能1.生命活动的直接能源ATP-ADP循环是人体内能