能量代谢课件

能量代谢

食物的能量转化

第一节运动与供能系统第二节

能量代谢的测定第一节运动与供能系统一、运动时的能量供应过程二、人体内三种能量系统的特征三、能量连续统一体的概念和应用一、运动时的能量供应过程（一）肌肉活动的直接能源——ATP（二）肌肉活动时ATP的再合成（一）肌肉活动的直接能源—ATP

ATP（三磷酸腺苷）是一种含有高能磷酸键的化合物，从机体能量代谢的过程看，ATP的合成与分解是体内能量转化和利用的关键环节。ATP的结构ATP是肌肉活动唯一的一种直接能量来源

ATP酶

ATPADP＋Pi＋能

ATP能源模型细胞内能量产生过程细胞内能需过程●肌肉活动时，贮存在肌纤维中的ATP分解放出能量，使肌纤维缩短，以完成机械功。●肌肉中ATP的贮量甚少，仅为5mmol·kg-1湿肌左右，必需边分解边再合成，才能不断地供应肌肉的需要。ATP分解放出能量情况：（二）肌肉活动时ATP的再合成途径一是磷酸肌酸（CP）的分解放能二是糖原酵解供能三是糖和脂肪的氧化生能1.磷酸肌酸的分解

磷酸肌酸（简称CP）是贮存在细胞中的另一种高能磷酸化合物，其分解时能放出大量的能量。●当肌肉收缩时，随着ATP的迅速分解，CP即迅速分解放能，使ADP和Pi合成ATP。lmolCP分解时，可合成lmolATP。这一反应受磷酸肌酸激酶（CPK）催化。●其反应如下：

CPK

CP＋ADPATP+C磷酸肌酸的分解过程

CP全部分解，只能维持数秒钟的剧烈运动。必须有其他供应ATP再合成的能量途径，才能使运动持续下去。CP在供应ATP再合成中重要意义，不在其含量，而在于其快速可动用性。运动中磷酸肌酸的供能特点2.糖原的酵解

当运动的持续时间在10s以上且强度很大时，其所需的能量己远超出磷酸原系统所能供应的水平。由于此时机体的供氧量已远远满足不了氧的需求量，运动中所需ATP再合成的能量主要依靠糖酵解来提供。3.糖和脂肪的有氧氧化

当运动中氧的供应能满足氧的需要时，运动所需的ATP主要由糖、脂肪的有氧氧化来提供。有氧氧化能提供大量的能量，从而能维持较长的工作时间。二、人体内三种能量系统的特征（一）磷酸原系统（二）乳酸能系统（三）有氧氧化系统磷酸原系统乳酸能系统有氧氧化系统无氧代谢十分迅速能源：CPATP生成很少肌中贮量少用于短跑或任何高功率、短时间的活动 无氧代谢迅速能源：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

有氧代谢慢能源：糖、脂肪、蛋白质ATP生成很多没有导致疲劳的副产品用于长时间的耐力活动(据王步标主编的三种能量系统的一般特点（一）磷酸原系统

定义：磷酸原系统指由ATP和CP两种高能磷酸化合物构成的无氧供能系统，又称为ATP-CP系统。磷酸原系统的特点：①最大供能速率或能量输出功率为56J·kg-1·s-1。②供能持续时间为7.5s左右。③供能的特点是，供能总量少，持续时间短，功率输出最快。④不需要O2，不产生乳酸等物质。☆磷酸原系统是一切高功率输出运动项目的物质基础。☆数秒钟内要发挥最大能量输出，只能依靠ATP－CP系统供能，如短跑、投掷、跳跃、举重等运动项目。磷酸原系统的应用：（二）乳酸能系统

定义：乳酸能系统也称无氧糖酵解系统，是指糖原或葡萄糖在细胞浆内无氧分解生成乳酸的过程中，再合成ATP的能量系统。乳酸能系统供能特点：最大输出功率为29.3J·kg-1·s-1。供能持续时间为33s左右。供能总量较磷酸原系统多，输出功率次之。不需要氧，产生导致疲劳的物质—乳酸。乳酸能系统供能应用：乳酸能系统供能的意义在于保证磷酸原系统最大供能后仍能维持数十秒快速供能，以满足机体的需要。糖酵解供能是速度耐力素质的基础。1-3min内以最大速度完成的运动项目，多需要糖酵解供能。（三）有氧氧化系统

定义：有氧氧化系统是指糖、脂肪和蛋白质在细胞内（主要是线粒体内）彻底氧化成H2O和CO2的过程中，再合成ATP的能量系统。有氧氧化系统供能特点：●输出功率较低，约为15J·kg-1·s-1。属于慢速供能系统，因此在短时间大强度的运动中，这一系统的供能比例不高。●由于糖和脂肪不易耗尽，从理论上讲，当氧供充足时，这一供能系统的容量是无限大的。有氧氧化系统供能应用：

有氧氧化系统供能不仅生成的ATP数量多，而且不产生乳酸，因此它是进行长时间耐力运动的重要供能系统。

三、能量连续统一体的概念和应用（一）能量连续统一体的概念（二）能量连续统一体的形式（三）能量连续统一体理论在体育实践中的应用在不同的运动项目中三种能量系统

所占的比例

●100m跑ATP的再合成的主要依赖于磷酸原系统提供●中距离跑，需要由无氧和有氧代谢混合供能，如1500m跑●长距离跑期间的能量供能主要依靠有氧氧化系统供能（一）能量连续统一体的概念

不同类型运动项目的能量供应途径之间，各能量系统之间，存在着紧密的联系，形成一个连续的统一体。运动生理学将其称之为“能量连续统一体”。（二）能量连续统一体的形式■以有氧和无氧供能百分比的表示形式■以运动时间为区分标准的表示形式

Fox提出，以运动项目的运动时间来确定不同运动项目在能量连续统一体中的位置，并依此将统一体划分为四个区域.能量连续统一体的四区区域运动时间主要能量系统活动类型举例1区2区3区4区 短于30s30s~1.5min1~3min长于3min ATP－CPATP－CP,乳酸系统乳酸系统和有氧系统有氧氧化系统 铅球、100m跑、高尔夫球和网球的挥拍、足球后卫的带球跑200~400m跑、速度滑冰、100m游泳800m跑、各项体操、拳击（3min一回合）、摔跤（2min一回合）橄榄球和长曲棍球（守门员除外）、越野滑雪、马拉松跑、慢跑等 （据王步标主编的1994年）（三）能量连续统一体理论在体育实践中的应用1.着重发展起主要作用的供能系统

在制定教学和训练计划时，应着重发展在该项活动中起主导作用的供能系统。2.制定合理的训练计划

为有效发展该项目的主导能量系统，应尽可能选择与该项目供能比例最接近的训练方法，制定出合理的实施计划。各种运动活动中起主导作用的能量系统运动项目ATP－CP和LA*各种能量系统所占的比例%LA和有氧系统有氧系统棒球篮球击剑足球体操冰球1.前锋、防卫2.守门员划船滑雪8085909090809520

201510101020530

－－－－－－－50

1.障碍滑雪、跳、下坡2.越野游泳、潜水1.50m自游泳、潜泳2.100m（各种姿势）3.200m（各种姿势）4.400m自由泳5.1500m 网球田径1.100、200m2田赛项目80－9880302010

70 9890205215654020 20210－95－554070 10－－3.400m4.800m5.1500m6.3000m7.5000m8.10000m9.马拉松排球 80302020105－90 156555402015510 552540708095－ *LA表示乳酸能系统（据王步标主编的1987年）各种训练方法的定义及其对增进各种能量系统的比例训练方法定义ATP-CP和LA增进比例/%LA和有氧系统有氧系统加速疾跑持续快跑持续慢跑穴形疾跑

在40~100m段落中，从慢跑开始逐渐加速到疾跑快速长距离跑（或游泳）慢速长距离跑（或游泳）两次疾跑之间加一个慢跑或走，故称穴902285

58510

590935

间隙疾跑间歇训练慢跑重复跑40m疾跑与50m放松慢跑相交替。跑的总距离是5000m两次工作期间之间有一个休整期持续走（或跑）一上中等距离（例如3000m）相似于间歇训练，但工作期与休整期的时间比较长在自然条件下交替快跑与慢跑200~80－10

100~80－50 700~8610040 速度游戏（法特莱克）疾跑训练 在自然条件下交替快跑与慢跑重复全速痴餐，两次疾跑之间的间歇期长短以完全恢复为标准 2090

40６

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（据王步标主编的1994年）

第二节能量代谢的测定一、测定人体能量代谢的原理与方法二、基础代谢率一、测定人体能量代谢的原理与方法（一）测定原理（二）测定方法(气体代谢法)（一）测定原理----

能量守恒定律与定比定律

在能量传递或转化过程中，能量既不增加，也不减少，总能量守恒，即能量守恒定律。在一般化学反应中，反应物量与产物量之间呈一定的比例关系，即定比定律。能量代谢的直接测定方法能量代谢的间接测定提供原理：

测定人体在一定时间内的耗氧量和二氧化碳的产生量，然后根据不同食物的热价和氧热价，呼吸商等数值，也可推算出整个机体的能量代谢率。1.食物的热价

把1g食物完全氧化分解时所产生的热量称为食物的热价（或卡价）。2.氧热价

通常把不同营养物质在体内氧化分解过程中，每消耗1L所产生的热量称为该物质的氧热价。三种营养物质氧化时的几种数据营养物质食物的热价吸氧量CO2产生量氧热价呼吸商kJ·g-1kcal·g-1L·g-1L·g-1kJ·L-1kcal·L-1CO2/O2糖 17.17 4.1 0.83 0.83 20.935.01.00脂肪 38.94 9.3 2.03 1.43 19.684.70.70蛋白质17.174.1 0.95 0.76 18.844.50.80

注：1kcal=4.18kJ（据王步标等主编的。1994年）3.呼吸商

生理学把机体在同一时间内呼出的CO2

量与摄人O2量的比值称为呼吸商。各种营养物质呼吸商：■糖的呼吸商等于1■脂肪氧化供能，呼吸商接近0.7■蛋白质呼吸商接近0.8■正常情况下，混合性食物时，其呼吸商在0.85左右（二）测定方法(气体代谢法)■测试关键是准确收集受试者在一定时间内的呼出气，测算出单位时间内的耗氧量和CO2

的排出量，并由此得出呼吸商。■查表得出相应的氧热价后，用该氧热价乘以单位时间内的耗氧量，即得出单位时间内的产热量。二、基础代谢率☆基础代谢率是指人在基础状