运动生物化学教案.doc

运动生物化学教案课程名称：运动生物化学 适用专业：体育教育专业 课程性质：必修课专业基础课 授课班级：四年制本科 授课时间：20132014学年（第1学期 ） 任课教师：刘铁民 编写时间：2013年6月30日 一、课程目标与任务初步掌握运动对人体组成的影响以及运动过程中新陈代谢的特点和规律，具有运用生化知识分析解决运动实践问题的初步能力，学会常用生化指标的测试方法。运动生化课程学习部分主要包括运动生物化学理论内容的学习、实验指导和运动生物化学专题三个部分，理论内容根据冯美云主编的运动生物化学（人民体育出版社，1999年第1版）为主，分章做成课件文件，每章包括学习目标、知识点和难点阐述、复习思考题等。运动生物化学实验指导根据自编实验教材选取五个实验，按实验做成网页文件，每个实验包括实验目的、实验原理、试剂和仪器、实验操作、结果分析及注意事项等。运动生物化学专题选取目前运动生物化学研究热点，而教材没有编入的内容，依据期刊原文讲解。在运动人体科学中，运动生物化学是一门主要学科。运动生物化学是从分子水平上研究：1）运动与身体化学组成之间的相互适应。2）运动过程中机体内物质和能量代谢及调节的规律。3）为增强体质、提高竞技能力提供理论和方法。可见运动生物化学是一门科学性和应用性很强的学科，在体育专业各层次教学中被列为专业基础理论课。当前运动生物化学的主要任务如下：1. 运动与生物分子结构和功能2. 运动时物质代谢的动力学研究3. 运动时代谢调控与运动能力4. 分子生物学与运动生物化学二、关于本教案的几点说明1. 本教案是根据冯美云主编的运动生物化学（人民体育出版社，1999年第1版）为蓝本，收集多方资料编成，所以大纲中的课时分配在讲授中，根据学生的反馈信息和实际情况，可能做一些适当的调整。2. 在课程讲授中，根据课程内容，进行多媒体教学和一些实际操作演示训练，并对学生实践应用能力进行测评。3. 本教案对大学三年制、四年制、五年制学生均适用。4. 本教案配有相应的多媒体课件运动生物化学课件，该课件对本教案的教学内容进行了一定的深化和拓展。5. 附件1和附件2作为教案部分内容的补充和拓宽具有较强的实用性和可操作性。6. 每授课单元教案中英文大写字符的含义分别为：1 A：表示认知 2 B：表示理解 3 C：表示应用 4 D：表示综合7. 课时单元教案中教学方式一项没有特殊注明的皆以讨论与启发相结合的形式进行。8. 每章教案中的讲课提纲和板书设计没有特殊注明的皆以运动生物化学课件为主。三、教材及主要参考书目教材：运动生物化学主编：冯美云 人民体育出版社 1999年主要参考书目：（1）运动生物化学原理主编：冯炜权 北京体育大学出版社 1995年（2）运动生物化学体育学院通用教材 人民体育出版社1990年（3）实用运动医学主编：曲绵域 北京体育大学出版社 1996年（4）Viru A. Adaptation in Sports Training. CRC Press, Boca Roton Arbor London Tokyo, 1995（5）Morconnet. P: Muscle Fatigue Mechanisms in Exercise and Training. Karher Basel, 1992四、每章和每授课单元教案内容章节名称主要教学内容重要知识点基本要求主要讨论与思考题学时安排绪论1一、运动生物化学当前的任务运动生化的任务A二、运动生物化学的发展及其与相关学科的关系第一篇 生物分子概论第一章 糖类、脂类、蛋白质、核酸的生物化学糖的化学本质是什么?糖可分为哪几类?糖的主要生物学功能是什么?脂类物质分为哪几类?何谓必需脂肪酸?脂肪的主要生物学功能是什么?何谓必需氨基酸?人体内必需氨基酸主要有哪几种?蛋白质的主要生物学功能是什么?核酸的化学组成是什么?核酸分为哪两类?核酸的主要生物学功能是什么?3第一节 糖类一、糖概述概念A二、糖的分类单糖，寡糖，多糖A三、糖的生物学功能糖的生物学功能A第二节 脂类一、脂类概述概念A二、脂类的分类分类A三、脂类的生物学功能脂类的生物学功能A第三节 蛋白质、核酸一、蛋白质氨基酸，肽，蛋白质的结构A二、核酸核酸，分类，生物学功能A第二章 水、无机盐和维生素水有哪些生物学功能?简述水与运动能力的关系。无机盐有哪些生物学功能?运动时无机盐的丢失对运动能力有什么影响?什么是酸碱平衡?生物学意义如何? 试述血浆、红细胞和骨骼肌缓冲系统的组成，并以乳酸为例说明它们的缓冲作用。简述微量元素的生物学功能以及与运动能力的关系。2第一节 水一、概述二、水平衡最低尿量A三、水的生物学功能生物学功能，水与运动能力的关系B第二节无机盐一、概述生物学功能A二、人体无机盐分布和组成无机盐的丢失对运动能力的影响A三、酸碱平衡酸碱平衡缓冲系统CA四、几种重要的无机盐微量元素的生物学功能与运动能力的关系AA第三节 维生素一、概述概念A二、与运动关系密切的维生素与运动关系A第三章 生物化学过程的调节物质酶的化学本质是什么?如何证明?它作为生物催化剂有何特点?(1)维生素(5种以上)与辅酶(或辅基)的关系。(2)这些辅酶(或辅基)在酶反应中的作用。何谓酶的专一性?解释下列名词概念：酶活力、同工酶、限速酶何谓激素?按化学本质可将激素分哪几类?举例说明。简述肾上腺素和去甲肾上腺素、胰岛素、生长激素在能量代谢中的功能。2第一节 酶一、概述概念酶催化反应的特点AA二、酶的化学组成和活性辅酶A三、同工酶和限速酶同工酶限速酶AB四、人体的主要代谢酶系第二节 激素一、概述概念及分类A二、运动时代谢的激素调节激素与物质能量代谢的关系B第二篇 运动时物质代谢和能量代谢及其调节第四章 运动时物质代谢和能量代谢为什么说ATP是体内能量释放、储存、转移和利用的核心物质?试述骨骼肌内各能量供应系统的特点及其与运动能力的关系。生物体内有哪两种ATP合成方式?以糖、脂肪酸氧化分解为例，说明有氧代谢合成ATP的简要过程。试分析投掷、100米、400米及马拉松跑的能量代谢特点5第一节 能量代谢概述一、高能化合物常见高能化合物A二、生物氧化生物氧化合成ATP的两种方式AA第二节 三磷酸腺苷一ATP一、ATP的分子结构和生物学功能ATP的生物学功能A二、运动时ATP的利用和再合成途径肌肉ATP的利用A第三节 运动时骨骼肌供能系统一、磷酸原供能系统磷酸原供能的特点B二、糖酵解供能系统概念糖酵解供能的特点AB三、有氧代谢供能系统糖的有氧氧化供能的特点脂肪有氧氧化供能的特点蛋白质供能的特点AAA第四节 运动时能量的释放和利用一、运动时供能系统的动用特点运动时供能系统的动用特点C二、不同活动状态下供能系统的相互关系不同活动状态下供能系统的相互关系B第五章 运动与糖代谢试述肌糖原储量与运动能力的关系。何谓血糖?试述不同方式运动时血糖水平的变化特点。为什么说血糖与长时间运动耐力有关?何谓糖异生?在长时间耐力运动中糖异生的基质利用有什么特点运动时肌细胞内pH值下降的主要原因是什么?对运动能力有何影响?试述运动时乳酸生成增多的几种可能机制。试述乳酸消除的主要途径及其生物学意义。运动后影响乳酸消除的因素有哪些?2第一节 肌糖原与运动能力一、影响肌糖原储量的因素二、影响运动时肌糖原利用的因素影响运动时肌糖原利用的因素A三、肌糖原与运动能力的关系肌糖原与运动能力的关系B第二节 血糖与运动能力一、概述正常血糖浓度A二、影响运动肌摄取和利用血糖的因素运动时血糖利用的特点A三、运动时血糖浓度运动时血糖浓度A第三节 肝脏释放葡萄糖与运动能力一、安静时肝葡萄糖释放安静时肝葡萄糖释放A二、运动时肝葡萄糖释放运动时肝葡萄糖释放B三、膳食对肝糖原储备量的影响因素膳食对肝糖原储备量的影响A第四节 乳酸与运动一、运动时肌乳酸的生成机理肌乳酸的生成机理B二、乳酸消除乳酸消除影响因素A三、乳酸与运动能力的关系乳酸与运动能力B第六章 运动与脂肪代谢简述运动时脂肪的供能作用。什么叫脂肪酸动员?在马拉松跑中增加脂肪酸氧化供能对运动成绩有什么影响?限制血浆游离脂肪酸浓度的因素有哪些?调节血浆FFA供能的因素有哪些?什么叫酮体，运动时酮体的生成有什么生理意义?2第一节 运动时脂肪分解一、概述二、运动时脂肪(甘油三酯)分解代谢脂肪动员A第二节 运动时脂肪酸的利用一、血浆游离脂肪酸浓度及其转运率二、骨骼肌利用血浆游离脂肪酸骨骼肌利用血浆游离脂肪酸A第三节 运动与甘油、酮体代谢一、运动与甘油代谢二、运动与酮体代谢酮体酮体生成的意义AB第七章 运动与蛋白质和氨基酸代谢简述运动时和运动后蛋白质代谢的基本特点。说明蛋白质、氨基酸在长时间运动中的作用。何谓3-甲基组氨酸?检测尿3-甲基组氨酸有何实际意义? 影响力量训练后肌肉蛋白质合成的主要因素是什么?什么是支链氨基酸?它在长时间运动中是如何发挥供能作用的?说明葡萄糖-丙氨酸循环的过程及其生物学意义。简述血氨的来源和去路，高血氨浓度对运动能力有什么影响? 什么是血尿素?运动中血尿素生成增多的原因有哪些?2第一节 运动和恢复期蛋白质代谢一、概述二、运动时蛋白质代谢3-甲基组氨酸蛋白质、氨基酸在长时间运动中的作用AA三、运动后蛋白质代谢影响力量训练后肌肉蛋白质合成的主要因素B第二节 运动与氨基酸代谢一、氨基酸代谢库二、运动与氨基酸供能长时间运动中是氨基酸供能A三、运动与氨基酸的糖异生作用葡萄糖-丙氨酸循环及意义A四、运动时氨代谢高血氨浓度对运动能力的影响血尿素生成增多的原因AB第八章 运动时的代谢调节运动时代谢调节的方式A运动时代谢调节的方式0第三篇 运动训练的生物化学第九章 运动能力的生物化学试分析无氧代谢运动能力的影响因素。试分析有氧代谢运动能力的影响因素。何谓运动性疲劳?试结合体育项目特点分析运动性疲劳的主要生化因素。何谓超量恢复?试述超量恢复的基本特征。试分析长时间持续运动后肌糖原恢复的特点。试分析大强度间歇性耐力运动后肌糖原恢复的特点。在运动后恢复期乳酸的消除速率受哪些因素影响?试分析说明。3第一节 运动能力的代谢基础一、运动的代谢特点二、影响人体运动能力的因素影响有氧和无氧运动能力的因素A第二节 运动性疲劳的生物化学一、运动性疲劳的概念概念A二、运动性疲劳发生的部位及变化中枢疲劳和外周疲劳的生化特点A三、不同时间全力运动和不同代谢类型运动项目疲劳的代谢特点第三节 运动后恢复的生物化学一、超量恢复概述概念A二、超量恢复原理的应用运动后肌糖原恢复的特点A第十章 体能训练的生物化学试分析短跑训练中为何采用10秒的全力跑，而休息间歇为30-90秒?采用何种训练方法以发展400米跑运动员的供能能力，为什么?何谓乳酸闽训练?试述其发展有氧代谢能力的原因。为什么高原训练可以发展有氧代谢能力?力量训练导致肌肉增长的原因有哪些?如何保持力量训练效果?骨骼肌对耐力训练的生化适应表现在哪些方面?何谓过度训练?试述过度训练的生化特征。如何防治过度训练?3第一节 提高代谢能力的训练方法一、磷酸原代谢能力的训练磷酸原代谢能力的训练的方法及理论依据C二、糖酵解代谢能力的训练糖酵解代谢能力的训练的方法及理论依据V三、有氧代谢能力的训练有氧代谢能力的训练的方法及理论依据B第二节 训练效果的生物化学一、训练适应二、力量训练效果的生物化学基础力量训练导致肌肉增长的原因A三、速度训练效果的生物化学基础四、耐力训练效果的生物化学基础骨骼肌对耐力训练的生化适应表现A五、停训的生物化学变化六、过度训练的生物化学变化过度训练的概念防治过度训练AA第十一章 营养补充与运动能力营养与运动能力的关系0（这部分内容与另一课程营养保健交叉）第十二章 运动员身体机能的生物化学评定运动训练中生化指标的评定有何实践意义?生化评定时基本内容包括哪几个方面?如何以血乳酸来评定运动员无氧、有氧代谢能力?哪些生化指标可用以评定运动负荷强度和负荷量的大小? 结合自己专项，简述如何应用生化指标评定身体机能状态1第一节 机能评定的基本内容一、生物化学评定的实际意义生物化学评定的实际意义A二、生物化学评定的基本内容生物化学评定的基本内容A第二节 代谢能力的评定一、磷酸原代谢能力的评定评定方法B二、糖酵解代谢能力的评定评定方法B三、有氧代谢能力的评定评定方法B第三节 综合评定的方法一、综合评定的意义综合评定的意义A二、综合评定的特点综合评定的特点A三、综合评定的设计综合评定的设计B第四篇 性别、年龄和控体重的运动生物化学第十三章 儿童少年及女子的运动生物化学1儿童少年骨骼及骨骼肌化学组成上有何特点?为什么儿童少年不宜过多进行大强度的力量训练? 2儿童少年骨骼肌代谢有什么特点?如何根据这些特点安排他们的运动训练?3女子骨骼肌能量物质储备及代谢有何特点?她们的运动能力与男子有何区别? 4运动训练对女子的身体健康有何影响?怎样减轻不良的影响?1第一节 儿童少年的运动生物化学一、儿童少年运动器官的化学组成特点儿童少年骨骼及骨骼肌化学组成的特点A二、儿童少年的代谢特点儿童少年骨骼肌代谢的特点B三、儿童少年的其他特点四、运动锻炼对儿童少年身体机能的影响、运动锻炼对儿童少年身体机能的影响A第二节 女子的运动生物化学一、女子的代谢特点二、女运动员的特殊营养需要女运动员的特殊营养需要A三、运动对女子身体机能的影响运动对女子身体机能的影响A第十四章 老年人的运动生物化学衰老对身体机能主要有哪些影响?运动为什么可以抗衰老?如何安排老年人的运动锻炼?为什么要重视老年人的合理营养?应如何安排?何谓运动处方?运动处方的内容应包括哪些方面?运动锻炼对常见老年性疾病有何作用?1第一节 老年人身体机能特点一、年龄对身体机能的影响年龄对身体机能的影响A二、运动与抗衰老运动抗衰老的机理A三、老年人的合理营养合理营养A第二节 运动锻炼与老年性疾病的防治一、概述运动处方的内容A二、运动锻炼对常见老年性疾病的影响运动锻炼对常见老年性疾病的影响A第十五章 控体重的运动生物化学运动员为什么要控体重?哪些项目的运动员需要控体重?试运用营养生化知识分析降体重期间营养补充时特点。运动员控体重主要采取哪些方法?有何项目特点? 控体重对运动员健康有何影响?何谓肥胖?为何要减肥? 减肥的方法主要有哪些?各有何特点?女子、儿童少年及老年人控体重各须注意什么?1第一节 运动员的控体重一、概述控体重的意义A二、不同项目运动员的体成分体成分A三、不同项目运动员的控体重控体重的项目特点A第二节 非运动员的控体重一、概述二、不同控体重方法的生物化学特点不同控体重方法的生物化学特点A三、不同人群的肥胖及控体重问题何谓肥胖女子、儿童少年及老年人控体重注意事项AA实验尿肌酐、尿蛋白、血尿素、血乳酸测定的意义。对运动能力的综合评定实验设计的原则实验一 基本技能操作1实验二 尿肌酐和尿蛋白的测定2实验三 血尿素的测定2实验四 血乳酸的测定2A：表示认知 B：表示理解 C：表示应用 D：表示综合14附件1运动生物化学n 学习内容n 要点总结n 课后作业主要内容p 走进运动生化p 生物分子学p 运动时物质代谢和能量代谢及其调节p 运动训练的生物化学p 性别、年龄和控体重的生物化学走进运动生物化学p 概念p 主要研究方向p 历史p 与相关学科的关系概念| 运动生物化学是从分子水平研究运动对机体适应的一门学科主要研究内容| 运动与生物分子结构和功能| 运动时物质代谢的动力学研究| 运动时代谢调控与运动能力1. 激素调节2. 神经调节3. 酶调节| 分子生物学与运动生物化学历史20年代起步，第1本专著运动生物化学概论1955年，雅科夫列夫；1968年在比利时的布鲁塞尔举行第1届国际运动生物化学科学报告会与相关学科的关系| 与运动生理学的关系密切| 是运动医学、运动营养学、运动心理学、运动训练学的基础第一篇 生物分子概论p 糖类、脂类、蛋白质、核酸的生物化学p 水、无机盐、维生素的生物化学p 生物化学过程的调节物质第一章 糖类、脂类、蛋白质、核酸的生物化学p 糖类p 脂类p 蛋白质、核酸一、糖类p 概述p 分类p 功能1. 概述l 绿色植物的根、茎、叶和果实p C、H、OH:O=2:1p Cn（H2O)np 糖类是一类含多羟基醛和酮类化合物的总称。R-CO-R,H-CO-R.2.分类2.1 单糖2.2 低聚糖2.3 多糖l 凡不能被水分解成更小分子的糖称单糖l 五炭糖：核糖、脱氧核糖l 六炭糖：葡萄糖、果糖、半乳糖。只有葡萄糖能被人体直接利用。l 由210个单糖分子缩合形成的糖称为低聚糖。l 双糖最重要：蔗糖、乳糖、麦芽糖。l 多糖是由多个单糖分子缩合、脱水而形成的。l 淀粉：每分子淀粉分解可以产生3006000个葡萄糖分子l 糖原：人体含量为：400500g，1015g/1000g湿肌l 纤维素：人类不能直接吸收3.糖的生物学功能3.1 一般生理功能3.2 运动中糖的生物学功能l 占人体总量2（干重）l 4千卡/g葡萄糖l 血糖是中枢神经系统的主要能源l 储存和提供能量l 降低蛋白质分解的作用l 调节脂肪代谢：乙酰辅酶A草酰乙酸三羧酸循环二、脂类l 概述l 分类l 生物学功能1.概述1.1 存在与分布1.2 化学组成l 脂类广泛的存在在动、植物体内l 体内主要分布在皮下组织、肠系膜、大网膜、内脏周围和肌间组织中；类脂是生物膜的组成部分l 血浆脂蛋白、胆固醇l C、H、O，l 少量脂类含有N、Pl 结构复杂而多样，但是有一个固定的物理特性，即不溶于水，而易容于乙醚、氯仿、苯等有机溶剂2.分类2.1 单纯脂2.2 复合脂2.3 类脂l 单纯脂是指脂肪酸和醇类所形成的脂。l 甘油三脂是最丰富的一类，通称脂肪。l 由脂肪酸、醇类和其他物质组成的脂类物质，称做复合脂l 磷脂是一类含磷的复合脂，广泛的存在于肝脏、脑、神经组织、细胞膜中。l 糖脂是糖、脂肪酸、含氮醇的复合脂，是细胞膜、神经隧鞘、血型物质、细胞膜抗原的组分。l 脂蛋白主要是由蛋白质、脂肪、胆固醇、磷脂等组成。主要在肝脏内合成。血浆脂蛋白是血液中脂类的转运形式。l 类脂是指一些理化性质与脂肪相似、不含结合脂肪酸的脂类物质。l 主要指类固醇及其衍生物，如胆固醇、胆汁酸、维生素D、固醇类激素。3.脂类的生物学功能3.1 脂类的生理作用3.2 运动中脂肪的生物学功能l 类脂是机体组织的组成成分l 脂肪是人体能量的主要来源和最大储能库l 防震和隔热保温作用l 脂溶性维生素的载体l 脂肪提供长时间低强度运动时大部分能量l 具有降低蛋白质和糖消耗的作用三、蛋白质、核酸l 蛋白质l 核酸1.蛋白质1.1 化学组成1.2 基本结构单位1.3 分子结构1.4 在生命活动中的作用 1.1 化学组成l 除C 、H、 O 外还有S、 P、 Fe、 Cu、 I、 Zn、 Mn等l N16，1g N=6.25protein l protein content=N6.251.2 结构单位l 氨基酸l 自然界中有180种氨基酸，参与蛋白质合成的只有20种，其中8种是必需氨基酸。必须氨基酸l 亮氨酸（leucine）l 异亮氨酸 （isoleucine)l 赖氨酸(lysine)l 甲硫胺酸（methionine）l 本丙氨酸（phenylalanine）l 苏氨酸（threonine）l 色氨酸（tryptophan）l 缬氨酸（isoleucine）1.3 分子结构l 一级结构：l 空间结构：2、3、4级结构（26）1.4 蛋白质在生命活动中的作用l 生命是蛋白体的存在方式l 酶的催化作用 l 组成有机体的结构成分l 运载和储存l 激素的功能l 免疫保护l 受体的作用l 接受和传递信息l 参与能量代谢2.核酸2.1 概述2.2 核酸在生命活动中的作用2.1 概述2.1.1 在体内的分布：普遍存在于动植物和微生物的细胞内。占人体细胞的5152.1.2 组成：C、H、O、N外还含有微量的P、S。2.1.3 结构单位：核苷酸核碱（碱基）戊糖（核糖dna或脱氧核糖rna）磷酸2.2 在生命中的作用l DNA是生物遗传的物质基础、遗传信息的载体和储存物质；RNA执行蛋白质的合成。第二章 水、无机盐和维生素的生物化学p 水p 无机盐p 维生素一、水* 概述* 水平衡* 水的生物学功能1.概述p 水（H2O）p 水是地球上最丰富的无机化合物p 水是生命之源2.水平衡p 每人每天摄取水的量食物水1000ml饮料水12001500ml代谢水300mlp 排出量呼吸350皮肤500粪便150肾脏1500（15mlH2O/1g废物）p 大运动量训练时排汉量20007000ml3.水的生物学功能3.1 构成体液3.2 维持电解质平衡3.3 生化反应的场所3.4 调解体温3.5 润滑作用3.6 水与运动能力二、无机盐l 概述l 分布和组成l 酸碱平衡l 人体几种重要的无机盐1.概述p 5体重p 主要有Ca、P、K、S、CI、Na、Mg七种元素。每日需要十分之几克到几克，称为常量元素。p XXg/d，称为微量元素。主要有Cr、Cu、F、I、Fe、Mn、AL、Se、Si、Zn等l 主要生物学功能1. 构成机体组织2. 维持渗透压和酸碱平衡3. 参与酶和激素的组分2.分布和组成p 人体内电解质主要是指体液中的无机盐p 骨骼3.酸碱平衡3.1 体内酸性和碱性物质的来源3.2 缓冲系统在调节酸碱平衡中的作用3.1 体内酸碱物质的来源p 酸是指能释放H的物质，是H的供体。碱是能接受H的物质，是H的受体。p 酸性物质的来源：碳酸，它是糖、脂肪、蛋白质氧化分解的最终产物CO2衍生而来的。物质分解产生的一些有机酸，乳酸、酮体、尿酸。另外还有磷酸、硫酸、饮食中直接摄入的酸。p 碱性物质的来源：氨、碱性食物。3.2 缓冲系统的作用p 一种弱酸和该弱酸盐所形成的、具有缓冲酸碱能力的混合溶液，称为缓冲溶液p 维持各组织的PH值的恒定4.几种重要的无机盐4.1 钙：与肌肉收缩、神经冲动、凝血过程、激素分泌有关。4.2 铁：血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素的成分。一些酶的组成成分（过氧化物酶、过氧化氢酶）。4.3 氯化钠：维持渗透压、水平衡、酸碱平衡。形成胃酸4.4 钾：维持渗透压、酸碱平衡、酶活性等。4.5 镁：骨骼与牙齿的成分，参与多种酶的激活。4.6 锌：是多种酶和激活剂的成分。4.7 铜：细胞色素氧化酶、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶等的组成成分。4.9 鉻：胰岛素的辅助因子。三、维生素l 概述l 与运动关系密切的维生素1.概述p 由vitamin翻译而来，主要是通过辅酶或辅基的形式，参与体内的物质和能量代谢，是代谢调节、维持生理功能不可缺少的营养素。p 按溶解性分为水溶性和脂溶性两大类。2.与运动关系密切的维生素2.1 B1:丙酮酸脱氢酶的辅酶和乙酰胆碱合成与分解。2.2 B2：呼吸酶的辅酶。2.3 PP：构成脱氢酶的辅酶。如辅酶1（NAD+)，辅酶2(NADP+)。2.4 B6:氨基酸脱羧酶的辅酶，与Prot的分解与合成有关。2.5 C：抗氧化作用，参与肌酸和prot代谢。2.6 A：视紫质的原料。击剑、射击等很重要。2.7 E：抗氧化，提高肌力等。第三章 生物化学过程的调节物质p 第一节：酶p 第二节：激素第一节：酶l 酶的特性l 化学组成和活性l 同工酶和限速酶l 人体主要代谢酶系一、酶的特性p 酶的化学本质p 酶催化反应特点 p 酶的命名1. 酶的化学本质p 酶是由生物细胞所产生的具有催化功能的蛋白质2. 特点p 高效性p 高度专一性p 不稳定性p 可调控性3. 命名p 根据酶的底物命名：例如ATP酶、淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等p 根据所催化反应的性质：水解酶、脱氢酶、合成酶、转氨酶、氧化酶等p 结合上述两条原则来命名：乳酸脱氢酶、柠檬酸合成酶等p 根据酶的来源或特点：胃蛋白酶、碱性磷酸酶等二. 化学组成和活性l 化学组成l 酶活性与酶活性单位1. 酶的化学组成p 单纯蛋白酶p 结合蛋白酶酶蛋白辅助因子（辅酶和金属离子）2. 酶活性与酶活性单位p 酶活性：酶催化底物反应的能力称为酶活。p 酶活性单位：1个酶单位是指在酶作用的最适合条件下，25，1min内催化1.0mol底物发生变化的酶量。三. 同工酶和限速酶l 同工酶l 限速酶1. 同工酶l 同工酶是指催化同一种化学反应，而催化特性、理化性质及生物学性质不同的一类酶称为同工酶。l 乳酸脱氢酶同工酶与肌酸激酶同工酶2. 限速酶p 在物质代谢中，某一代谢体系的某一种或几个酶活性较低，又易受某些特殊因素如激素、底物、代谢产物等调控，造成整个代谢体系的变化，这些酶称为限速酶。四. 人体主要代谢酶p 物质代谢和能量代谢的主要酶系p 血清酶p 酶对运动的适应1. 物质代谢和能量代谢的主要酶系l 胞液：糖酵解酶系、脂肪酸合成酶系。l 线粒体内膜：呼吸链酶系。l 线粒体间质：三羧酸循环酶系、脂肪酸氧化酶系、酮体生成酶系。l 胞液和线粒体内：糖异生酶系、尿酸合成酶系。2. 血清酶p 血清酶来源于各组织器官的细胞，在血液中不起催化作用，只能反映有关器官细胞破坏或通透性变化的情况。p CK、凝血酶、脂蛋白脂肪酶等p 运动对血清酶影响的机制3. 酶对运动的适应l 酶催化功能的适应l 酶含量的适应第二节：激素l 概述l 运动时代谢的激素调节一. 概述p 激素的概念p 主要分泌腺p 激素的化学本质1. 激素的概念p 激素是内分泌细胞合成的一类化学物质，这些物质随着血液循环于全身，并对一定的组织或细胞发挥特殊的效应。2. 人体主要分泌腺p 脑垂体、甲状腺、甲状旁腺、胰腺、肾上腺、性腺等。3. 激素的化学本质 化学本质 激素类固醇 肾上腺皮质激素、性激素氨基酸衍生物 甲状腺激素、肾上腺髓质激素、松国体激素肽与蛋白质 生长激素、甲状旁腺激素、胃肠激素脂肪酸衍生物 前列腺素二. 运动时代谢的激素调节l 儿茶酚胺类激素l 胰高血糖素l 胰岛素l 生长激素l 性激素1.儿茶酚胺类激素p 肾上腺髓质和交感神经末端分泌，肾上腺素和去甲肾上腺素，运动时立即上升，强度增大，其血浆水平增加。l 加快糖原分解l 抑制肌细胞吸收血糖l 激活胰高糖素分泌，抑制胰岛素分泌 2.胰高血糖素p 由胰腺细胞分泌，运动时血浆水平升高，其主要靶cell是肝细胞。l 激活糖原分解，抑制糖原合成l 抑制脂肪酸合成，加快甘油三脂分解l 激活糖异生3.胰岛素p 胰脏cell分泌，对多数组织皆有作用，运动是血浆胰岛素浓度降低。p 促进血糖转移进入肌cell，激活肌糖原合成p 抑制肝糖异生，促进脂肪酸合成p 促进细胞吸收氨基酸和合成蛋白质，抑制细胞内蛋白质降解4.生长激素p 由脑下垂体前叶分泌，是合成代谢足进剂，促使氨基酸进入细胞，加速蛋白质合成；促进糖异生作用，升高血糖。p 运动时生长激素水平升高5.性激素p 由肾上腺皮质和相关性腺分泌的类固醇激素p 主要功能为调节性腺机能，足进副性器官发育；促进蛋白质和骨髓合成，改善心血管功能，增加红细胞数目等。附件2第二篇 运动时物质代谢和能量代谢及其调节n 运动时物质代谢和能量代谢n 运动与糖代谢n 运动与脂肪代谢n 运动与蛋白质、氨基酸代谢n 运动时的代谢调节第一章 物质代谢和能量代谢p 概述p ATPp 骨骼肌的供能系统p 能量的释放和利用一、概述p 概念p 高能化合物p 生物氧化1.概念p 物质代谢又称新陈代谢，是生物体内进行的各种化学反应过程的总称，也是表达各种生命现象和各种生理功能的化学基础。p 伴随物质代谢过程发生的能量吸收、储存、释放、转移和利用的过程，称为能量代谢。能量代谢的核心物质是ATP。2.高能化合物2.1 概念2.2 种类2.1 概念p 一般把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。自由能是指一个反应体系中能够做功的那一部分能量。p 大多数高能化合物都含有可水解的磷酸基团，故又称高能磷酸化合物，如ATP、CP、ADP等。p 高能磷酸碱表示高能磷酸化合物，用P表示2.2 种类p 磷酸烯醇式丙酮酸、1，3二磷酸甘油酸、磷酸肌酸、琥珀酰辅酶A、ATP、ADP.3.生物氧化3.1 概念3.2 途径3.1 概念p 营养物质在生物体内氧化成水和二氧化碳并释放出能量的过程称为生物氧化。p 40%用于生成ATP，60转化成热能p 与体外燃烧本质相同，但表现形式和氧化条件不同。p 生物氧化的部位主要是线粒体。p 主要方式是脱氢，释放的能量以ATP、CP的形式储存3.2 途径3.2.1 生物氧化中水的生成3.2.2 生物氧化中ATP的生成3.2.1 生物氧化中水的生成l 生物氧化过程中水的生成是通过呼吸链完成的。在线粒体内膜上，一系列递H、递e体按一定顺序排列，构成一条连锁反应体系，此反应体系与细胞摄取氧的呼吸过程有关，故称呼吸链。生物氧化中ATP的生成l 底物水平磷酸化：直接由代谢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l 氧化磷酸化：代谢物脱下的氢，经呼吸链传递过程逐级氧化，最后生成水，同时伴有能量的释放，是ADP磷酸化生成ATP的过程，称为氧化磷酸化。二、ATP1 分子结构和生物学功能2 ATP的利用和再合成途径1 分子结构和生物学功能1.1 组成和结构1.2 ATP生物学功能1.1 组成和结构p 三磷酸腺苷1个腺嘌呤1个核糖三个磷酸基团p Mg2、Mn2是ATP的激活剂1.2 生物学功能l 生命活动的直接能源（图44）l 合成磷酸肌酸（CP)l 参与构成一些重要辅酶（NAD、NADP、FAD、CoA）l 提供物质代谢时需要的能量2 ATP的利用和再合成途径2.1 ATP利用途径2.2 ATP再合成途径2.1利用途径p ATPH2O=ADPPi30.6KJ/molp 利用部位和作用l 肌动蛋白ATP酶消耗ATP，引起肌丝滑行做功l 肌质网膜上钙泵（CaATP)消耗ATP，转运Ca2,调节肌肉松弛l 肌膜上钠泵（Na，KATP酶）消耗ATP，转运Na/K+离子，调节膜电位2.2 ATP再合成途径p ADPPi能量ATPH20p 三个供能系统p 高能磷酸盐供能系统p 糖无氧分解糖酵解供能系统p 糖、脂肪、蛋白质有氧氧化有氧代谢供能系统三、骨骼肌的供能系统l 磷酸原供能系统l 糖酵解供能系统l 有氧氧化供能系统1.磷酸原供能系统p CP的结构与功能p 运动时磷酸原供能CP的结构与功能l 结构l 功能磷酸肌酸的分子结构：p CP是肌酸（C）的磷酸化形式。肌酸由精氨酸、甘氨酸、甲硫氨酸合成。p 人体肌酸总量约120g，其中95在肌肉中。p 肌酸可接受ATP分子中的高能磷酸键生成CP。主要功能：l 高能磷酸集团的储备库：CP+ADP=C+ATPl 组成CCP能量穿梭系统：线粒体（有氧）产生的ATP中的P传给C形成CP，带到用能部位（细胞质中）。运动时磷酸原供能p 供能过程p 供能特点p 运动因素磷酸原供能过程：l ATP=ADP+P+能量(自由能）（ATP酶,工作肌）l CP+ADP=C+ATP(肌酸激酶CK，收缩蛋白附近进行)l 2ADPATP+AMP(肌激酶MK参与，肌原纤维附近完成）磷酸原供能特点l 最早、最快l 储量少，供能时间短（68）l 是速度、爆发力关系密切项目的主要能源l 低强度（60%VO2max)运动几乎不消耗。l 大强度（ 95%VO2max）剩余3。运动训练对磷酸原系统的影响l 提高ATP酶活性l 速度训练可以提高CK活性l 增加CP储量l 对ATP储量影响不明显糖酵解供能系统l 糖原或葡萄糖无氧分解生成乳酸，并合成ATP的过程。l 基本过程l ATP的生成l 供能特点糖酵解供能的基本过程l 葡萄糖（己糖激酶、1ATP） 葡萄糖6磷酸（磷酸葡萄糖异构化酶） 果糖6磷酸（磷酸果糖激酶、1ATP） 果糖1，6-二磷酸（醛缩酶） 二羟酮磷酸磷酸+甘油醛3-磷酸二者在三炭糖异构酶作用下可以互相转化（油醛3-磷酸脱氢酶） 1，3-二磷酸甘油酸（NAD+PiNADH+H+)(磷酸甘油激酶） 3 磷酸甘油酸+ATP (磷酸甘油变位酶） 2-磷酸甘油酸（希醇化酶） 磷酸烯醇式丙酮酸1H2O（丙酮酸激酶） 丙酮酸 ATP（乳酸脱氢酶） 乳酸（NADH.H+NAD+） 糖酵解中ATP的生成l 生成方式：1，3二磷酸甘油酸和磷酸烯醇式丙酮酸）通过底物磷酸化方式生成。l 生成数量：葡萄糖2ATP；肌糖原3ATP。 运动时糖酵解供能特点l 68s时，糖酵解过程激活，肌糖原迅速分解；全力运动3060s时达顶峰，是30120s最大强度项目的主要供能系统。有氧代谢供能系统l 有氧的参与下，糖、脂肪和蛋白质氧化生成CO2和H2O的过程，称为有氧代谢。其伴随的能量代谢，即有氧代谢供能系统。p 糖的有氧氧化供能p 脂肪酸氧化供能p 蛋白质氧化供能p 三大代谢的关系p 有氧供能的特点糖有氧氧化供能l 在氧存在条件下，糖原、葡萄糖和乳酸有氧氧化，生成CO2/H2O.l 基本过程l 生成ATP的数量l 生理意义糖有氧氧化的基本过程l 细胞质内反应过程l 线粒体内反应过程细胞质内反应过程l 与糖酵解生成丙酮酸的反应过程完全相同。不同的是丙酮酸和3-磷酸甘油醛脱氢生成的NADH.H+，可以经不同方式进入线粒体继续氧化，而不是生成乳酸。线粒体反应阶段l 丙酮酸（丙酮酸脱氢酶系）乙酰辅酶A。l 乙酰辅酶A草酰乙酸柠檬酸后进入三羧酸循环（柠檬酸循环）。三羧酸循环l 柠檬酸的生成：乙酰辅酶A草酰乙酸（柠檬酸合成酶）柠檬酸。l 柠檬酸（顺乌头酸酶）顺乌头酸异柠檬酸l -酮戊二酸的生成：异柠檬酸（异柠檬酸脱氢酶）-酮戊二酸l -酮戊二酸氧化成琥珀酰辅酶A： -酮戊二酸（ -酮戊二酸脱氢酶系）琥珀酰辅酶Al 琥珀酸的生成：琥珀酰辅酶A（琥珀酸硫激酶）琥珀酸l 琥珀酸被氧化成延胡索酸：琥珀酸（琥珀酸脱氢酶）延胡索酸l 延胡索酸加水生成苹果酸：延胡索酸（延胡索酸酶）苹果酸l 苹果酸脱氢生成草酸乙酸：苹果酸（苹果酸脱氢酶）草酰乙酸糖有氧氧化中ATP的生成l 葡萄糖丙酮酸10（8）ATP，消耗2个。（底物4个，氧化6或4个，取决于不同组织的NADH.H+的不同穿梭系统）l 乙酰辅酶A生成6ATP（氧化）l 三羧酸循环24ATP（底物2个，氧化3个）l 总共产生40（38）个，消耗2个，净得38（40）个ATP糖有氧氧化的生理意义l 供给能量l 三羧酸循环是多种物质代谢的共同途径脂肪酸氧化供能l 脂肪水解l 甘油的分解代谢l 脂肪酸的分解代谢l 脂肪酸氧化的ATP生成数脂肪水解p 甘油三脂（脂肪）在脂肪酶作用下水解为甘油和脂肪酸p 甘油三脂3H2O甘油脂肪酸甘油的分解代谢l 甘油主要在肝脏、肾脏氧化，在肌肉内无甘油激酶，故甘油直接为肌肉供能的意义不大。脂肪