人體內(nèi)的三大供能系統(tǒng)

1、圖37人 體 內(nèi) 的 三在人體內(nèi)有三大供能系統(tǒng)，是：ATP磷酸肌酸供能系統(tǒng)、無供能系統(tǒng)和有氧呼吸供能系統(tǒng)。(1) ATP在肌肉中的含量低，肌肉進(jìn)行劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，供能間僅能維持約13秒。(2)之后的能量供應(yīng)就要依靠 ATP的再生。這時(shí)，細(xì)胞內(nèi)的高能化合物磷酸肌酸的高能磷酸鍵水解將能量轉(zhuǎn)移至 ADP生成ATR磷酸肌酸在體 內(nèi)的含量也很少，只能維持幾秒的能量供應(yīng)。人在劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，首先是ATP磷酸肌酸供能系統(tǒng)供能，通過這個(gè)系統(tǒng)供能大約維持68秒左右的時(shí)間。(3)這兩項(xiàng)之后的供能，主要依靠葡萄糖和糖元的無氧酵解 所釋放的能量合成ATP無氧酵解約能維持23分鐘時(shí)間。(4)由于無氧呼吸產(chǎn)生的乳酸易導(dǎo)致肌肉疲勞

2、， 所以長(zhǎng)時(shí)間的耐力運(yùn)動(dòng)需要靠有氧呼吸釋放的能量來合成 ATR綜上所述，短時(shí)間大強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)，如100米短跑，主要依靠ATP磷酸肌 酸供能；長(zhǎng)時(shí)間低強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)，主要靠有氧呼吸提供能量；介于二者之間的較短時(shí)間的中強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)，如400米跑，則主要由無氧呼吸提供能量運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目總需氧量(升)實(shí)際攝入氧量(升)血液乳酸增加量馬拉松跑600589略有增加400米跑162顯著增加100米跑80未見增加人在劇烈運(yùn)動(dòng)呼吸底物主要是糖。但在長(zhǎng)時(shí)間劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，如馬拉松式 的長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)，人體內(nèi)貯存的糖是不夠用的，在消耗完貯存的糖類物質(zhì)后，就 動(dòng)用體內(nèi)貯存脂肪和脂肪酸。一、運(yùn)動(dòng)時(shí)供能系統(tǒng)的動(dòng)用特點(diǎn)（一）人體骨骼肌細(xì)胞的能量?jī)?chǔ)備

3、（二）供能系統(tǒng)的輸出功率運(yùn)動(dòng)時(shí)代謝供能的輸出功率取決于能源物質(zhì)合成ATP的最大速率。（三）供能系統(tǒng)的相互關(guān)系1 .運(yùn)動(dòng)中基本不存在一種能量物質(zhì)單獨(dú)供能的情況，肌肉可以利用所有 能量物質(zhì)，只是時(shí)間、順序和相對(duì)比率隨運(yùn)動(dòng)狀況而異，不是同步利用。2 .最大功率輸出的順序，由大到小依次為： 磷酸原系統(tǒng) 糖酵解系統(tǒng) 糖 有氧氧化脂肪酸有氧氧化，且分別以近 50%的速率依次遞減。3 .當(dāng)以最大輸出功率運(yùn)動(dòng)時(shí)，各系統(tǒng)能維持的運(yùn)動(dòng)時(shí)間是：磷酸原系統(tǒng) 供極量強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)68秒；糖酵解系統(tǒng)供最大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng) 30 90秒，可維持2 分鐘以內(nèi)；3分鐘主要依賴有氧代謝途徑。 運(yùn)動(dòng)時(shí)間愈長(zhǎng)強(qiáng)度愈小，脂肪氧 化供能的比例愈大。脂

4、肪酸是長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)的基本燃料。4 .由于運(yùn)動(dòng)后 三磷酸腺甘（ATP）、磷酸肌酸（CP）的恢復(fù)及乳酸的清除， 須依靠有氧代謝系統(tǒng)才能完成，因此有氧代謝供能是運(yùn)動(dòng)后機(jī)能恢復(fù)的基本 代謝方式。二、不同活動(dòng)狀態(tài)下供能系統(tǒng)的相互關(guān)系安靜時(shí)，不同強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間的運(yùn)動(dòng)時(shí)，骨骼肌內(nèi)無氧代謝和有氧代謝 供能的一般特點(diǎn)表現(xiàn)如下。（一）安靜時(shí)：安靜時(shí)，骨骼肌內(nèi)能量消耗少，ATP保持高水平；氧的供應(yīng)充足，肌細(xì)胞 內(nèi)以游離脂肪酸和葡萄糖的有氧代謝供能。 線粒體內(nèi)氧化脂肪酸的能力比氧 化丙酮酸強(qiáng)，即氧化脂肪酸的能力大于糖的有氧代謝。在靜息狀態(tài)下，呼吸 商為0. 7,表明骨骼肌基本燃料是脂肪酸。（二）長(zhǎng)時(shí)間低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)時(shí)：在長(zhǎng)

5、時(shí)間低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)時(shí)，骨骼肌內(nèi)ATP的消耗逐¥ft增多，ADPK平逐漸增 高，NAD還原速度加快，但仍以有氧代謝供能為主。血漿游離脂肪酸濃度明 顯上升，肌內(nèi)脂肪酸氧化供能增強(qiáng)，這一現(xiàn)象在細(xì)胞內(nèi)糖原量充足時(shí)就會(huì)發(fā) 生。同時(shí)，肌糖原分解速度加快，加快的原因有兩點(diǎn)：（1）能量代謝加強(qiáng)。（2）脂肪酸完全氧化需要糖分解的中間產(chǎn)物草酰乙酸協(xié)助才能實(shí)現(xiàn)。在低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)的最初數(shù)分鐘內(nèi)，血乳酸濃度稍有上升，但隨著運(yùn)動(dòng)的繼 續(xù)，逐漸恢復(fù)到安靜時(shí)水平。（三）大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)：隨著運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的提高，整體對(duì)能量的要求進(jìn)一步提高，但在血流量調(diào)整 后，機(jī)體對(duì)能量的需求仍可由有氧代謝得到滿足，即有氧代謝產(chǎn)能與總功率 輸出之間保持

6、平衡。在這類運(yùn)動(dòng)中，血乳酸濃度保持在較高的水平上，說明 在整體上基本依靠有氧代謝供能時(shí)，部分骨骼肌內(nèi)由糖酵解合成ATR血乳酸濃度是由運(yùn)動(dòng)肌細(xì)胞產(chǎn)生乳酸與高氧化型肌細(xì)胞或其他組織細(xì)胞內(nèi)乳酸代謝之間的平衡決定的（四）短時(shí)間激烈運(yùn)動(dòng)時(shí)：在接近和超過最大攝氧量強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)時(shí)，骨骼肌以無氧代謝供能。極量運(yùn) 動(dòng)時(shí)，肌內(nèi)以ATR CP供能為主。超過10秒的運(yùn)動(dòng)，糖酵解供能的比例增 大。隨著運(yùn)動(dòng)時(shí)間延長(zhǎng)，血乳酸水平始終保持上升趨勢(shì)，直至運(yùn)動(dòng)終止。總之，短時(shí)間激烈運(yùn)動(dòng)（10秒以內(nèi)）基本上依賴ATR CP儲(chǔ)備供能；長(zhǎng)時(shí)間低、中強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)時(shí)，以糖和脂肪酸有氧代謝供能為主；而運(yùn)動(dòng)時(shí)間在10秒一10分內(nèi)執(zhí)行全力運(yùn)動(dòng)時(shí)，所有的

7、能源儲(chǔ)備都被動(dòng)用，只是動(dòng)用的燃料 隨時(shí)間變化而異：運(yùn)動(dòng)開始時(shí)，ATR C嚓動(dòng)用，然后糖酵解供能，最后糖 原、脂肪酸、蛋白質(zhì)有氧代謝也參與供能。運(yùn)動(dòng)結(jié)束后的一段時(shí)間，骨骼肌 等組織細(xì)胞內(nèi)有氧代謝速率仍高于安靜時(shí)水平，它產(chǎn)生的能量用于運(yùn)動(dòng)時(shí)消 耗的能源物質(zhì)的恢復(fù)，如磷酸原、糖原等。不同強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)時(shí)磷酸原儲(chǔ)量的變化： （1）極量運(yùn)動(dòng)至力竭時(shí)，CP儲(chǔ)量接近耗盡，達(dá) 安靜值的3%以下，而ATP儲(chǔ)量不會(huì)低于安靜值的60%。（2）當(dāng)以75%最大攝氧量強(qiáng) 度持續(xù)運(yùn)動(dòng)時(shí)達(dá)到疲勞時(shí)，CP儲(chǔ)量可降到安靜值的20%左右，ATP儲(chǔ)量則略低于安靜 值。（3）當(dāng)以低于60 %最大攝氧量強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)時(shí)，CP儲(chǔ)量幾乎不下降。這時(shí)，A

8、TP合成 途徑主要靠糖、脂肪的有氧代謝提供。運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)磷酸原系統(tǒng)的影響：（1）運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練可以明顯提高 ATP酶的活性；（2）速度訓(xùn) 練可以提高肌酸激酶的活性，從而提高 ATP的轉(zhuǎn)換速率和肌肉最大功率輸出，有利于運(yùn) 動(dòng)員提高速度素質(zhì)和恢復(fù)期 CP的重新合成；（3）運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練使骨骼肌CP儲(chǔ)量明顯增多， 從而提高磷酸原供能時(shí)間；（4）運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)骨骼肌內(nèi)ATP儲(chǔ)量影響不明顯。?運(yùn)動(dòng)時(shí)的生理（能量的供應(yīng)）1 .人體的肌纖維收縮后，其內(nèi)的 ADP生成ATP所需的能量主要來源于（）A.肌糖元B .磷酸肌酸C.葡萄糖 D .脂肪2 .運(yùn)動(dòng)員在長(zhǎng)跑過程中，肌細(xì)胞中葡萄糖氧化分解所釋放的能量大部分用于（）A.產(chǎn)生熱能

9、B.轉(zhuǎn)存ATPC.合成糖元D.肌肉收縮3 .人體劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，肌肉細(xì)胞呼吸作用的產(chǎn)物有（）A. CO、酒精、水、ATP B . CG 乳酸、ATPC. CO、HQ 乳酸D. HQ CGK 乳酸、ATP4 .通過生理測(cè)定，在長(zhǎng)時(shí)間的劇烈運(yùn)動(dòng)過程中，骨骼肌細(xì)胞中ATP含量?jī)H能維持3秒鐘，3秒鐘后，肌肉消耗的能量來自于 ATP的再生，此時(shí)ATP再生的途徑是（）A.有氧呼吸B .無氧呼吸 C .磷酸肌酸高能鍵的轉(zhuǎn)移D.三項(xiàng)都是5 .當(dāng)人體在劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，合成 ATP的能量來源于（） 無氧呼吸 有氧呼吸 磷酸肌酸A.只有B .只有 C .只有D.運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目總需氧量（升）實(shí)際攝入氧量（升）血液乳酸增加量馬拉松6

10、00589略有增跑加400米跑162顯著增加100米跑80未見增加6 .運(yùn)動(dòng)員在進(jìn)行不同項(xiàng)目運(yùn)動(dòng) 時(shí)，機(jī)體供能方式不同。對(duì) 三種運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的機(jī)體需氧量、實(shí)際攝入氧量和血液中 乳酸增加量進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果 如右表所示。則根據(jù)該表格分析馬拉松跑、400米跑、100米跑運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)體的主要供能方式分別是（）A.有氧呼吸、無氧呼吸、磷酸肌酸分解B .無氧呼吸、有氧呼吸、磷酸肌酸分解C.有氧呼吸、無氧呼吸、無氧呼吸 D .有氧呼吸、磷酸肌酸分解、無氧呼吸7 .在馬拉松比賽的后半程，運(yùn)動(dòng)員大腿肌肉細(xì)胞呼吸作用的產(chǎn)物有（）COHO乳酸ATPA.B . C .D.i ? ATP1 .肌肉收縮所需的能量直接由下列哪項(xiàng)

11、變化提供（）A.葡萄糖分解B .肌糖元分解 C .磷酸肌酸水解D. ATP水解2 .下列化學(xué)變化為肌肉收縮直接提供能量的是（）A.肌糖元一丙酮酸-COHO痼也量B .磷酸肌酸-肌酸+Pi+能量C.葡萄糖一丙酮酸-乳酸+能量D. ATAADP+Pi專也量3 .在激烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，人體骨骼肌所需的能量直接來自于（）A.肌糖元B .磷酸肌酸C .葡萄糖D.三磷酸腺昔ii ?磷酸肌酸1 .動(dòng)物和人體在什么情況下發(fā)生下列反應(yīng)：ADP磷酸肌酸-ATP+幾酸（）A.機(jī)體消耗ATP過多時(shí)B .細(xì)胞缺乏葡萄糖時(shí)C.肌肉組織缺氧時(shí)D .機(jī)體進(jìn)行無氧呼吸時(shí)2 .在下列什么情況下，動(dòng)物和人體內(nèi)的磷酸肌酸釋放能量，使AD哈成

12、ATP （）A.當(dāng)磷酸肌酸含量大量增加時(shí)C.當(dāng)兩者含量達(dá)到平衡時(shí)酸時(shí)iii ?無氧呼吸B.當(dāng)ATP含量大量減少時(shí)D .當(dāng)ATP含量超過磷酸肌1 .人體骨骼肌細(xì)胞在無氧情況下分解1mol葡萄糖，只利用了葡萄糖所含能量的（）A. 43.7% B . 6.8%C. 2.1% D . 7.9%2 .人在進(jìn)行劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，處于暫時(shí)相對(duì)缺氧狀態(tài)下的骨骼肌，可以通過無氧呼吸獲得少量能量，此時(shí)，葡萄糖分解成為（）A.酒精B.乳酸 C .酒精和二氧化碳和二氧化碳3 .人體劇烈運(yùn)動(dòng)后，會(huì)感到肌肉酸痛。其原因是（）A.運(yùn)動(dòng)過度，肌肉拉傷B.無氧呼吸，積累乳酸C.運(yùn)動(dòng)量大，ATP用完D .無氧呼吸，積累酒精4 .劇烈運(yùn)

13、動(dòng)使肌肉產(chǎn)生疲勞，這是由于細(xì)胞中積累了（）A二氧化碳B.乳酸 C .丙酮酸 D .三磷酸腺甘5 .人體在劇烈運(yùn)動(dòng)后，血漿的pH值會(huì)有所下降，其原因是血漿中哪種物質(zhì)增多（）A.碳酸 B磷酸肌酸C.乳酸 D .丙酮酸iv ?有氧呼吸1 .人體在進(jìn)行長(zhǎng)期劇烈活動(dòng)時(shí)，獲取能量的方式是（）A.只進(jìn)行無氧呼吸B.進(jìn)行有氧呼吸C.主要是無氧呼吸D.主要是有氧呼吸2 .在馬拉松長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)中，運(yùn)動(dòng)員所消耗的能量主要來自（）A.有氧呼吸 B .高能化合物的轉(zhuǎn)移C .無氧呼吸D .脂肪的氧化3 .通過生理測(cè)定得知，骨骼肌細(xì)胞中 ATP僅能維持短時(shí)間的能量供應(yīng)，長(zhǎng)時(shí)間劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，ATP再生的主要途徑是（）A.有氧呼吸B

14、.磷酸肌酸中的能量轉(zhuǎn)移C.無氧呼吸D.上述三種途徑同時(shí)進(jìn)行1. ?劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，肌肉產(chǎn)生的大量乳酸進(jìn)入血液，但不會(huì)引起血漿 pH發(fā)生劇烈的變化。其中發(fā)揮緩沖作用的物質(zhì)主要是（）? A.碳酸氫鈉? B.?碳酸？ C三磷酸腺昔? D.鉀離子下圖中能夠表示運(yùn)動(dòng)員在短跑過程中和短跑Z束后血液乳酸濃度變化的曲線是A .曲線a B .曲線bC.曲線cD.曲線d解析： 人在進(jìn)行劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，盡管呼吸運(yùn)動(dòng)和血液循環(huán)都大大加強(qiáng)了，但仍不能滿足骨胳肌對(duì)氧 的需求，骨胳肌就進(jìn)行部分無氧呼吸，葡萄糖不徹底分解，產(chǎn)生乳酸。當(dāng)劇烈運(yùn)動(dòng)停止后，骨胳肌無氧呼吸隨之停止，體內(nèi)積累的乳酸將不斷氧化分解或轉(zhuǎn)移到肝臟中轉(zhuǎn)化為肝糖元，血液

15、中乳酸濃度隨之下降。答案：C3.運(yùn)動(dòng)后血液中乳酸變化解釋正確的是（A ）A.孚L酸與NaHCO3反應(yīng)生成CO2B.乳酸與Na2CO3反應(yīng)生成CO2C.乳酸與NaH2PO4 反應(yīng)生成H3PO4D .乳酸與Na2HPO4 反應(yīng)生成NaH2PO4一、人體運(yùn)動(dòng)時(shí)能量的供應(yīng)慝1 .運(yùn)動(dòng)時(shí)的直接能源M人體運(yùn)動(dòng)時(shí)的直接能源是來自體內(nèi)一種特殊的高能磷酸化合物 -三磷酸腺甘（ATP）。肌 肉活動(dòng)時(shí)，肌肉中的ATP在酶的催化下，迅速分解為二磷酸腺甘（ADP）和磷酸，同 時(shí) 放出能量供肌肉收縮。但是人體肌肉內(nèi) ATP含量甚微，只能供極短時(shí)間消耗，因此肌肉要持續(xù)運(yùn)動(dòng)，就需及時(shí)補(bǔ)充 ATP。晶2 .運(yùn)動(dòng)時(shí)三個(gè)供能系統(tǒng)M人體運(yùn)動(dòng)時(shí)，當(dāng)ATP分解放能后需要及時(shí)補(bǔ)充，補(bǔ)充的途徑有三條：即磷酸肌酸（ CP） 分解、糖的無氧酵解及糖與脂肪的有氧氧化。生理學(xué)上稱之為運(yùn)動(dòng)時(shí)的三個(gè)供能系統(tǒng)。人體 從事的各種不同的運(yùn)動(dòng)，其能理供應(yīng)都分別屬于這三個(gè)供能系統(tǒng)，而發(fā)展這三個(gè)供能系統(tǒng)的 方法又各不相同。富（1）磷酸原系統(tǒng)（ATPCP系統(tǒng)）慕磷酸肌酸（CP） 是貯存在 肌細(xì)胞內(nèi)的另一種高能磷化物。當(dāng)ATP分解放能后，CP立刻分解放能以補(bǔ)充 ATP的再 合成，由于這一過程