运动生理学(能量代谢).doc

技能大赛运动生理学第一章 运动的能量代谢第一节 生物能量学概要能量的直接来源 ATP 三磷酸腺苷能量的间接来源糖、脂肪、蛋白质一、叶绿体和线粒体是高等生物细胞主要的能量转换器 二、ATP与ATP稳态 1.ATP的分解供能及补充 ATP ADP+Pi+E每克分子ATP可释放29.26-50.16KJ(7-12Kcal)的能量。ATP一旦被分解，便迅速补充。这一直接补充过程由肌肉中的另一高能磷酸化合物CP(磷酸肌酸)完成。CP释出能量用以将ADP再合成为ATP。 CP+ADPC+ATPATP 在酶的催化下，迅速分解为( )，并释放出能量。A、三磷酸腺苷和无机磷酸 B、二磷酸腺苷和有机磷酸C、三磷酸腺苷和有机磷酸 D、二磷酸腺苷和无机磷酸ATP 分解释放的能量被用于（ ）。A、水的吸收 B、肌肉做机械功C、兴奋的传导 D、细胞膜上各种泵的工作2.ATP稳态的概念机体在能量转换过程中维持其ATP恒定含量的现象称为ATP稳态。一方面，组织细胞存在高效能的ATP转换机制，即正常组织细胞中ATP浓度较低，但大多数条件下细胞内又能够满足各种生命活动较高浓度ATP的需求。另一方面，ATP稳态被打破，机体会迅速出现疲劳状态。从机体能量代谢的整个过程来看，其关键环节是（ ）。A、糖酵解 B、糖类的有氧氧化C、糖异生 D、ATP的合成与分解三、主要营养物质在体内的代谢（一）糖代谢糖代谢-最主要经济快速能源 70%人体内糖类主要是糖原及葡萄糖，通过食物获得。单糖被吸收进入血液后，一部分合成肝糖原；一部分随血液运输到肌肉合成肌糖原贮存起来；一部分被组织直接氧化利用；另一部分维持血液中葡萄糖的浓度。因而，人体的糖以血糖、肝糖原和肌糖原的形式存在，并以血糖为中心，使之处于一种动态平衡。葡萄糖是人体内糖类的运输形式，而糖原是糖类的贮存形式。 每天从糖类获得的能量约占总能量消耗的( ) %。A、50 B、60 C、70 D、80糖的吸收主要是以( )为吸收单位。A、葡萄糖 B、麦芽糖 C、糖原 D、淀粉正常情况下血糖的去路有（ ）。A、有氧氧化 B、合成糖原C、转变呈非糖类物质 D、随尿排除体外（ ）是人体最主要的供能物质。A、糖类 B、脂肪 C、蛋白质 D、维生素人体的糖以血糖、肝糖原和肌糖原的形式存在。 ( )1、糖原人体各种组织中大多含有糖原，但其含量的差异很大。例如，脑组织中糖原含量甚少，而肝脏和肌肉中以糖原方式贮存的糖类约有350-400克，运动员糖原储量可达400-550克。肌糖原既是高强度无氧运动时机体的重要能源，又是大强度有氧运动时的主要能源。许多研究表明，糖原贮量(特别是肌糖原)的增多，有助于耐力性运动成绩的提高。 糖贮存于( ) 部位最多。A、脑 B、心脏 C、肝脏 D、肌肉2、血糖血液中的葡萄糖又称血糖，正常人空腹浓度为80-120mg%。血糖是包括大脑在内的中枢神经系统的主要能源。运动员安静状态下的血糖浓度与常人无异。血糖浓度是人体糖的分解及合成代谢保持动态平衡的标志。饥饿及长时间运动时，血糖水平下降，运动员会出现工作能力下降及疲劳的征象。肝糖原可以迅速分解入血以补充血糖，维持血糖的动态平衡。血液中的葡萄糖又称( )，正常人空腹浓度为( )。A、糖元，60mg%120mg% B、血糖，80mg%120mg% C、血糖，60mg%120mg% D、糖元，80mg%120mg%肝糖原是包括大脑在内的中枢神经系统的主要能源。 ( )3、运动与补糖 运动前3-4小时、运动前5分钟内或运动开始时补糖。一方面，糖从胃排空小肠吸收血液转运刺激胰岛素分泌释放，需要一定的时间；另一方面，可引起某些激素如肾上腺素的迅速释放，从而抑制胰岛素的释放，使血糖水平升高。在比赛前一小时左右不要补糖，以免因胰岛素效应反而使血糖降低。运动前( )补糖可以增加运动开始时肌糖原的贮量。运动前( )或运动开始时补糖效果较理想。A.l2小时，2分钟内 B.34小时，5 分钟内C.12小时，5 分钟内 D.34小时，2分钟内目前一般认为，运动前1小时补糖可以增加运动开始时肌糖原的贮量。 （ ）运动前或赛前补糖可采用稍高浓度的溶液(35%-40%)，服用量40-50克糖。运动中或赛中补糖应采用浓度较低的糖溶液(5%-10%)，有规律地间歇补充，每20分钟给15-20克糖。运动前补糖可采用稍( )浓度糖溶液，运动中可采用稍（ )浓度糖溶液进行补充。A、高，高 B、高，低 C、低，低 D、低，高目前一般认为，运动前1小时补糖可以增加运动开始时肌糖原的贮量。 （ ）一般认为，补液中糖的浓度不能超过( )，无机盐浓度不应超过( )。A. 20g/L, 25g/L B.25g/L, 20g/L C. 20g/L, 20g/L D. 25g/L, 30g/L （二）脂肪代谢 人体脂肪的贮存量很大，约占体重的10%-20%。一般认为，最适宜的体脂含量为：男性为体重的6%-14%，女性为10%-14%。一般认为，最适宜的体脂含量为，男性、女性分别为体重的 ( )。A、6 %14%, 12%14% B、8%14%, l0%14% C、6%14%， 10%14% D、8%14%, 12%14%脂肪在体内的分解代谢：脂肪在脂肪酶的作用下，分解为甘油及脂肪酸，然后再分别氧化成二氧化碳和水，同时，释放出大量能量，用以合成ATP。在氧供应充足时进行运动，脂肪可被大量消耗利用。 运动中脂肪代谢与糖代谢的比较：动员慢、耗氧量大、能效率低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，能量放出少脂肪作为能源物质，其特点为（ ）。A、组织脂肪是主要的能量来源 B、体内各能源物质贮存的主要形式C、在机体缺氧条件下也可供能 D、氧化时释放的能量较糖类或蛋白质多人体脂肪的贮存量很大，占体重的10%20%。 ( )人类合理膳食的总热量有30%40%由脂肪供给。 （ ）脂肪代谢与运动减肥 能力摄入=能量释放+能量释放+能量储存 （食物）（做功） （产热） （脂肪）运动减肥通过增加人体肌肉的能量消耗，促进脂肪的分解氧化，降低运动后脂肪酸进入脂肪组织的速度，抑制脂肪的合成而达到减肥的目的。 减肥的方式一是参加运动，二是控制食物摄入量。选择较适宜的运动方式，提倡采用动力型、大肌肉群参与的有氧运动，如步行、跑步、游泳、骑自行车、“迪斯科”舞蹈等运动，均可以有效地降低体脂水平。水中运动减肥为近年来提倡的减肥方式。水中运动已发展到在水中行走、跑步、跳跃、踢水、水中球类游戏等多种运动。 减肥运动量的设定 适宜：每周减轻体重0.45公斤(1磅) 上限：每周减轻体重0.9公斤(2磅) 具体措施为：运动频度：每周运动3-5次运动时间：每次持续30-60分钟运动强度：刺激体脂消耗的“阈值” 即50%-85%VO2max或60%-70%最大心率每周减轻体重0.45Kg较适宜，每周减轻体重l.5Kg为可以接受的上限。 ( )有训练者动用的脂肪供能的能力比无训练者强。 ( )从工作中利用的总能量来看，有训练者利用的脂肪供能比例与无训练者相比（ ）。A、完全相同 B、要大 C、要小 D、明显要高（三）蛋白质代谢 氮平衡食物中的含氮物质主要是蛋白质，非蛋白质含氮物质可忽略不计。蛋白质的含氮量约为16%，机体摄入氮排出氮量时，人体处于正氮平衡。 儿童、孕妇、恢复期病人以及抗阻训练期间的高蛋白质膳食者。机体摄入氮排出氮量时，人体处于负氮平衡。 超长时间运动、长期饥饿、运动性损伤和消耗性疾病均可造成负氮平衡。这时，氨基酸可在肝脏异生为糖，然后转化为糖原。 当长时间运动或饥饿时，糖的储备迅速减少，脂肪和蛋白质就作为其消耗时的能源。关于蛋白质的补充问题 成人最低生理需要量约为30-45克/天或0.8克/公斤体重。生长发育期的青少年由于组织增长及再建的需要，蛋白质的需要量为2.5-3克/公斤体重。运动员的蛋白质供给量比普通人高，目前认为我国运动员为1.2-2克/公斤体重，优秀举重运动员蛋白质补充量每日1.3-1.6克/公斤体重，耐力性运动中，即使糖类足以供应机体运动中所需能量，膳食中蛋白质的补充量也应达到1.5-1.8克/公斤体重。正常生理情况下，蛋白质的主要生理功用在于维持机体的生长发育、组织新修补。 （ ）蛋白质在运动中作为能源供能时，通常发生在持续30分钟以上的耐力项目。 ( )糖在氧化时所需要的氧少于脂肪和蛋白质，因而成为人体最经济的能源。 （ ）在剧烈运动中产生的乳酸可大部分转化为糖原或葡萄糖的器官是( )。A、心肌 B、骨骼肌 C、肝脏 D、肾脏四、人体的三个供能系统1、磷酸原供能系统（ATP-CP系统）： ATP ADP+Pi+E CP+ADP C+ATP由ATP和CP构成的能量系统，其供能时的能量来源于ATP和CP分子中的高能磷酸键断裂所释放的能量，因此该系统又称为磷酸原系统。特点：无氧代谢，不产生乳酸； 供能速度极快； 能源：CP； ATP生成很少； 肌中贮量少，最大强度运动持续供能时间短6- 8秒； 输出功率最大。意义：磷酸原供能系统是一切高功率输出运动项目的物质基础。数秒内要发挥最大能量输出，只能依靠磷酸原系统，如短跑、投掷、举重、足球射门等运动项目。属于磷酸原系统的供能特点有( )。A、能量输出功率高 B、无氧代谢C、ATp生成少 D、动员所有贮备可供能33s2、糖酵解系统：糖酵解系统：是指糖原或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。肌糖元+ADP+ Pi 乳酸+ ATP 1mmol葡萄糖共生成2mmolATP特点：无氧代谢，产生乳酸，可导致肌肉疲劳； 供能速度快； 能源：肌糖元； ATP生成有限； 用于2-3的最大强度运动 。在糖进行无氧分解过程中，每分子葡萄糖生成2分子乳酸，并释放能量。 ( )由糖酵解供能为主的情况为( )。 A、30m加速跑 B、长距离跑的终点冲刺时C、长距离赛跑时 D、以最大速度完成400 m跑属于乳酸能系统供能的特点有( )。A、供能的最大容量有限 B、快速可动用性C、产生乳酸 D、其底物为乳酸进行一段时间训练，60m跑速度提高了，而跑后血乳酸含量却比训练前减少了，这说明( )。A、糖类的有氧供能比例增大 B、肌红蛋自含量增多C、乳酸能供能能力提高 D、ATP-CP 供能比例增大 3、有氧氧化系统有氧氧化系统：是指糖、脂肪和蛋白质在细胞内彻底氧化成H2O和CO2的过程中，再合成ATP的能量系统，是三个能量系统中最复杂的。糖脂肪 +ADP+Pi+O2 CO2+H2O +ATP蛋白质1mmol葡萄糖共生成36mmolATP特点：供能总量最多，输出功率最低； 有氧代谢；供能速度慢； 能源：糖、脂肪、蛋白质； 没有导致疲劳的副产品； 维持运动的时间长，用于耐力或长时间的活动意义：当运动中氧的供应能满足氧的需要时，如长时间耐力运动，运动所需的ATP主要由该系统提供。中距离跑等运动持续时间在2分钟左右的项目，主要由酵解能系统供能。 ( )属于有氧氧化系统供能的特点有( )。A、供能输出功率低 B、有氧代谢C、ATP生成多 D、乳酸生成较多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、都能维持较长时间运动 D、都可产生大量ATP马拉松跑的后期，能源利用情情况是( )。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每分子葡萄糖完全氧化时，产生( ) A、36ATP B、28ATP C、38ATP D、34ATP4、三个能源系统的特征 （一）运动中能源物质的动员 运动开始时机体首先分解肌糖原，持续运动5-10分钟后，血糖开始参与供能。 脂肪在安静时即为主要供能物质，在运动达30分钟左右时，其输出功率达最大。 蛋白质在运动中作为能源供能时，通常发生在持续30分钟以上的耐力项目。随着运动员耐力水平的提高，可以产生肌糖原及蛋白质的节省化现象。 （二）健身运动的能量供应 运动强度50%VO2max时：糖的分解供能显著加强五、能源物质的消化与吸收消化：食物在消化道内被分解为小分子的过程。吸收：经过消化的食物，透过消化道粘膜，进入血液和淋巴循环的过程。消化水、无机盐、维生素可不经消化被小肠直接吸收人血。 ( )人体各种营养物质的消化吸收、运输及代谢废物的排泄，均通过水溶液进行。 （ ）机体经常摄取的营养物质有（ ）。A、糖类、蛋白质 B、脂肪C、水、无机盐 D、维生素除( ) 以外，均可被小肠直接吸收入血。A、水 D、无机盐 C、糖类 D、维生素1、消化的方式：机械性消化或物理性消化：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。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。 消化道平滑肌的一般特性 消化道平滑肌特性：兴奋性、自律性、传导性和收缩性。消化道平滑肌的兴奋性比骨骼肌低；消化道平滑肌在体外适宜环境内，仍能保持良好的节律性运动；消化道平滑肌经常保持一定的紧张性收缩，以维持消化道的形状和位置，并使消化道管腔保持一定的基础压力，产生平滑肌的收缩活动；消化道平滑肌具有较大的伸展性，从而使消化道能够容纳几倍于自己原初体积的食物；消化道平滑肌对电刺激不敏感，而对牵张、温度和化学刺激特别敏感。 在整个消化道中，除口、咽部肌肉是骨骼肌外，其余部分均由平滑肌组成。 ( )消化道平滑肌的兴奋性比骨骼肌低。 ( ) 消化道平滑肌对电、牵张、温度和化学刺激特别敏感。 ( )下列哪项不属于消化道平滑肌的特点（ ）A、有较大的伸展性 B、对电刺激不敏感C、兴奋性比骨酪肌高 D、有较好的节律性运动2、消化液的作用 消化液的主要功能稀释食物，使之与血浆的渗透压相等，以利于吸收；改变消化道内的pH，使之适应于消化酶活性的需要；水解复杂的食物成分，使之便于吸收；通过分泌粘液、抗体和大量液体，保护消化道粘膜。例如，胃的粘液具有较高的粘滞性和形成凝胶的特性。 人体每天由各种消化腺分泌的消化液总量达( )。A. 68L B. 58L C. 5-9L D. 6-9L 3、营养物质在消化道各部位消化简述 口腔内消化、胃内消化、小肠内消化、大肠内消化（1）口腔内消化唾液的性质和成分 pH: 6.67.1(无色无味近于中性的液体)。 成分：水(占99%)，有机物(唾液淀粉酶、粘蛋白、球蛋白、溶菌酶等)，无机物(Na+、k+、HCO3-、Cl-等)。唾液的作用： 1.消化作用：唾液可湿润食物利于咀嚼和吞咽；溶于水的食物味觉；唾液淀粉酶将淀粉分解为麦芽糖。 2.清洁作用：大量唾液能中和、清洗和清除有害物质；溶菌酶还有杀菌作用。 3.排泄作用：铅、汞、碘等异物及狂犬病、脊髓灰质炎的病毒可随唾液排出。 4.免疫作用：唾液中的免疫球蛋白可直接对抗细菌，若缺乏时易患龋齿。（2）胃内消化 胃液的性质、成分和作用 性 质：无色，pH 0.91.5 是体内pH最低的液体 分泌量：1.52.5L/日 成 分：盐酸、胃蛋白酶原、粘液、内因子 和HCO3- 等无机物。 胃蛋白酶蛋白质 蛋白眎、蛋白胨、多肽胃主要吸收( )A、糖类 B、脂肪 C、蛋白质 D、酒精胃液中完成化学性消化的主要成分是胃蛋白酶。 ( )正常人胃液分泌量为1.5-2.5 升/日，pH值为0.91.5。 ( )胃酸的生理作用有（ ）。A、提供胃蛋白酶所需要的酸性环境 B、激活胃蛋白酶C、有利于小肠对铁、钙的吸收 D、分解食物蛋白胃液的pH ( )，具有较强的酸性。A. 0.9-1.5 B. 0.9-1.2 C. 0.6-1.5 D.0.6-1.2胃排空：食物由胃进入十二指肠的过程。食物的排空速度与食物的物理性状及化学组成有关。通常稀薄、流体食物比粘稠、固体食物排空快，颗粒小的食物比大块食物排空快。糖类排空速度最快，蛋白质次之，脂肪类最慢。混合食物完全排空通常需要4-6小时。 （3）小肠内消化 胰液 胰液为无色透明的碱性液体 pH7.88.4，渗透压血浆 胰液呈间歇性分泌,分泌量约为12L/每日。 胰液是消化液中最重要的一种消化液。 (1)水和碳酸氢盐(2)碳水化合物水解酶：胰淀粉酶(3)脂类水解酶：胰脂肪酶(4)蛋白质水解酶：主要有胰蛋白酶和糜蛋白酶胰液PH为710。正常人分泌量为12升/日。 ( )胆汁(1)胆盐: 促脂肪消化:乳化脂肪、增加酶作用面积 促脂肪吸收:与脂肪形成水溶性复合物 促脂溶性Vit吸收: 促胆汁的自身分泌:肠-肝循环(2)胆固醇:正常时，胆固醇与胆盐的浓度呈 一定的比例，若胆固醇胆石症。(3)胆色素:肝功能低下时，对( )消化能力明显下降。A、糖类 B、脂肪 C、蛋白质 D、维生素 小肠液 弱碱性液体，pH7.6。渗透压与血浆相等。 分泌量大(13L/日) 特点 酶种类多 持续分泌 小肠液的成分和作用:(1)中和胃酸,保护十二指肠粘膜免遭胃酸侵蚀。(2)稀释肠腔内容物，利于吸收。(3)肠激酶能激活胰蛋白酶原变为有活性的胰蛋白酶。(4)肠淀粉酶能水解淀粉成为麦芽糖。(5)多种消化酶进一步消化水解食糜。小肠吸收的特点 肌肉运动对消化和吸收机能的影响 肌肉运动可以产生骨骼肌血管扩张、血流量增加，内脏血管收缩、血流量减少的效应，导致胃肠道血流量明显减少(约较安静时减少2/3左右)，消化腺分泌消化液量下降；运动应激亦可致胃肠道机械运动减弱，使消化能力受到抑制。为了解决运动与消化机能的矛盾，一定要注意运动与进餐之间的间隔时间。饱餐后，胃肠道需要血液量较多，此时立即运动，将会影响消化，甚至可能因食物滞留造成胃膨胀，出现腹痛、恶心及呕吐等运动性胃肠道综合征。剧烈运动结束后，亦应经过适当休息，待胃肠道供血量基本恢复后再进餐，以免影响消化吸收机能。 小肠长约( )米，粘膜具有环形皱襞，并拥有大量的绒毛，使得小肠的吸收面积比同样长短的简单圆筒面积增加约600倍， 达到( )。A. 6， l00m2 B. 6， 200m2 C. 4， l00m2 D. 4， 600m2小肠是吸收的主要部位，糖类、脂肪和蛋白质的消化产物大部分在（ ）吸收， ( )能够吸收胆盐和维生素B12。A、空肠，回肠 B、回肠，空肠C、回肠，十二指肠 D、十二指肠和空肠，回肠下列关于大肠功能的描述，错误的是（ ）。A、暂时贮存食物残渣 B、润滑粪便C、大肠液对消化起重要作用 D、产生机械运动有助于排便下列哪个由平滑肌组成的( )。A、咽 B、食道上端 C、食道下端 D、口对脂肪、蛋白质消化作用最强的消化液是( ) 。A、唾液 B、胃液 C、胰液 D、小肠液不同食物在胃内摊空速度的顺序为( )A、糖类蛋白质脂肪 B、糖类脂肪蛋白质C、蛋白质脂肪糖类 D、脂肪蛋白质糖类吸收营养物质的主要部位在( )。A、胃 B、小肠 C、大肠 D、结肠六、基础代谢 (一)基础代谢的概念基础代谢：指基础状态下的能量代谢。所谓基础状态是指人体处在清醒、安静、空腹、室温在20-25C条件下。基础代谢率：指单位时间内的基础代谢。所谓基础状态是指人体处在清醒、安静、空腹、室温在20左右的条件下。 ( )(二)影响能量代谢的因素 1.肌肉活动2.情绪影响3.食物的特殊动力作用4.环境温度 （三）测定基础代谢率的条件清晨、空腹、餐后12h以上，前次进餐为素食，且不宜过饱，以排除食物特殊动力作用的影响；室温保持在20-25C，排除环境温度的影响；测定前避免剧烈活动，休息30min左右。测定时平卧，全身肌肉放松，尽量排除肌肉活动的影响；要求受试者消除紧张、焦虑、恐惧等，排除精神紧张的影响；受试者体温正常。基础状态应包括( )。A、清醒、空腹 B、元肌肉活动和紧张的思维活动C、环境温度适宜 D、饭后lh、静卧。影响基础代谢率主要因素有( )。A、年龄 B、性别 C、体温升高 D、肾上腺皮质功能状态第二节 运动状态下的能量代谢 一、能量代谢对急性运动的反应(一)急性运动时的无氧代谢 急性运动刚开始的能量主要来源于ATP、CP的分解。 骨骼肌中ATP ADP+Pi+能量同时CP+ADP C+ATP由于安静骨骼肌ATP含量约为25mmol/kg干肌，而生理条件下进行运动时骨骼肌ATP含量变化幅度较小；极大强度运动下，骨骼肌CP的迅速耗竭。如果运动维持足够的强度并继续下去，呼吸和循环系统的动员一旦不能满足运动骨骼肌对氧的需求，那么糖酵解供能系统逐渐占据能量供应的主导地位。ADP接受糖原或葡萄糖不完全分解产生的高能磷酸键再合成ATP，同时产生大量乳酸。源自糖酵解供能系统再合成ATP的速率约在运动5s达到峰值，并维持数秒。剧烈运动时，肌肉中含量变化不大的是（ ），而首先变化的是（ ）。A、ATP B、CP C、两者都不是 D、两者都是在较剧烈运动时，肌肉中高能磷化物的变化情况是（ ）。A、CP含量变化不太 B、ATP含量变化不大C、CP生成较多 D、ATP含量大幅度下降（二）急性运动时的有氧代谢有氧代谢较磷酸原和糖酵解供能系统具备更为复杂的化学过程，其化学过程也涉及相对更多的细胞反应部位，因而功率输出相对最低。但是，低、中强度运动中呼吸和循环系统的动员能够满足运动骨骼肌对氧气的需求，充足的代谢底物使有氧代谢相对无氧代谢能够提供更大的能量供应总量。因而运动的时间大为延长。大强度运动下的摄氧动力学曲线，它能够分析各种强度运动中运动骨骼肌的能量变化状况。P25 1-10.大强度运