三年級體育與健康第一課時課件

1、第一節(jié)第一節(jié) 運(yùn)動能量的來源運(yùn)動能量的來源 第二章第二章 運(yùn)動與能量代謝運(yùn)動與能量代謝第二節(jié)第二節(jié) 運(yùn)動狀態(tài)下的能量代謝運(yùn)動狀態(tài)下的能量代謝 結(jié)構(gòu)重建與更新，能源物質(zhì)合成破壞與清除衰老組織，能源物質(zhì)分解人體與其周圍環(huán)境之間不斷進(jìn)行的物質(zhì)交換過程。u能量代謝：人體與外界環(huán)境之間的能量交換和人體內(nèi)能量釋放、轉(zhuǎn)移、儲存和利用。u人體能量代謝的實(shí)現(xiàn)是利用放能分解反應(yīng)來驅(qū)動細(xì)胞中的各種需能反應(yīng)進(jìn)行的，其中以ATP-ADP系統(tǒng)作為最關(guān)鍵的中間物質(zhì)。u人體運(yùn)動是以ATP為中心的能量代謝過程。u糖、脂肪、蛋白質(zhì)：糖、脂肪、蛋白質(zhì)：人體的最終能源物質(zhì)。uATPATP（Adenosine triphosphate

2、, 三磷酸腺苷）：細(xì)胞內(nèi)能量獲得、轉(zhuǎn)換、儲存和利用的聯(lián)系紐帶，體內(nèi)各種生命活動的直接能源。分解釋放的能量并不能直接被細(xì)胞利用，一部分以熱能的形式散發(fā)，維持體溫；另一部分轉(zhuǎn)移至ATP的分子結(jié)構(gòu)中機(jī)體各器官、組織和細(xì)胞能利用的直接能源。分子中高能磷酸鍵斷裂時釋放的能量可用于一切生理活動。其合成與分解是體內(nèi)能量轉(zhuǎn)化與利用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。第一節(jié)第一節(jié) 運(yùn)動能量的來源運(yùn)動能量的來源 一、能源物質(zhì)概述一、能源物質(zhì)概述1 1、糖類、糖類提供機(jī)體所需能量的50%-70%。能量能量骨骼肌胞漿中的脂滴骨骼肌胞漿中的脂滴血漿脂蛋白中的脂肪血漿脂蛋白中的脂肪 脂庫中的脂肪脂庫中的脂肪2 2、脂肪、脂肪細(xì)胞能量的主要儲存形

3、式.3 3、ATPATPu細(xì)胞能量代謝的重要媒介：細(xì)胞能量代謝的重要媒介：將體內(nèi)需能反應(yīng)和供能反應(yīng)偶聯(lián)的媒介，既是能量受體又是能量供體,其將有機(jī)物不能直接利用的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為可被利用的化學(xué)能形式。（1 1）ATPATP的分子結(jié)構(gòu)：的分子結(jié)構(gòu)：由腺嘌呤、核糖和3個磷酸基團(tuán)組成的核苷酸。 生命活動的直接能源生命活動的直接能源 ATP酶 ATP+H2O ADP+Pi+能量合成磷酸肌酸和其他高能磷酸化合物合成磷酸肌酸和其他高能磷酸化合物 CK ATP+C（肌酸） ADP+CP（磷酸肌酸）（3 3）ATPATP穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài)u概念：機(jī)體在能量轉(zhuǎn)換過程中維持其ATP 恒定含量的現(xiàn)象。即細(xì)胞中存在高效能的ATP 轉(zhuǎn)

4、換機(jī)制。 一旦組織細(xì)胞ATP 合成速率不能滿足生命活動的需要，即ATP 穩(wěn)態(tài)被打破，機(jī)體會迅速出現(xiàn)疲勞狀態(tài)。u細(xì)胞能荷（細(xì)胞內(nèi)腺苷酸能荷量）= （ADP+2ATP）/2（AMP+ADP+ATP）正常狀態(tài)下，細(xì)胞能荷保持在0.85 左右；當(dāng)運(yùn)動時，消耗ATP的能量顯著增多，只要細(xì)胞內(nèi)腺苷酸能荷量稍降低，就可以立即激活一系列無氧及有氧能量代謝機(jī)制再合成ATP，直至細(xì)胞能荷恢復(fù)到正常水平為止。正常靜息狀態(tài)細(xì)胞中三種腺苷酸生理濃度的比值，即AMP：ADP：ATP為1：100：5000。ATP/ADP的比值為50：1，肌肉收縮時，當(dāng)ATP下降2%時，ADP增加2倍，AMP增加4倍，這對靈敏地調(diào)節(jié)肌細(xì)胞的

5、能量代謝有著重要作用。 （4 4）骨骼肌中）骨骼肌中ATPATP含量及肌肉活動時含量及肌肉活動時ATPATP的利用的利用u含量：4.6-6.0mmol/千克濕肌，只能維持0.5s 最大強(qiáng)度肌肉收縮。 u肌肉活動時ATP的利用鈣泵主動轉(zhuǎn)運(yùn)示意圖1、無氧代謝（1）肌激酶(MK)催化反應(yīng)2ADP ATP+AMPuAMP可以經(jīng)過AMP脫氨酶催化水解為次黃嘌呤核苷酸（IMP）和氨（NH3），NH3與H+作用生成胺離子（NH4+）。uNH4+對激活糖酵解的關(guān)鍵酶磷酸果糖激酶（PFK）有積極作用，促使以糖酵解的方式再合成ATP，同時緩沖H+的酸化作用。二、肌肉收縮時二、肌肉收縮時ATP的再合成的再合成MKC

6、P+ADPATP+CCKu補(bǔ)充肌酸提高運(yùn)動能力的分子基礎(chǔ)：肌酸激酶催化的反應(yīng)可逆，在運(yùn)動后的恢復(fù)期，ATP充足時，能夠合成磷酸肌酸和其他高能磷酸化合物。u肌細(xì)胞中肌激酶和肌酸激酶的定位與收縮蛋白十分接近，因此對ADP濃度的變化十分敏感，反應(yīng)極為迅速，基本上與ATP酶催化的反應(yīng)同步，使ADP迅速合成ATP。（2）肌酸激酶（CK）催化的反應(yīng)（3）糖無氧酵解：1分子糖原或葡萄糖無氧分解為2分子乳酸，同時生成3或2分子ATP。l糖酵解過程與NAD+/NADH的比值密切相關(guān)，當(dāng)該比值升高時，糖酵解途徑中的丙酮酸便可以在丙酮酸脫氫酶系的催化下，氧化脫氫生成乙酰輔酶A，進(jìn)入三酸酸循環(huán)途徑進(jìn)行有氧氧化分解；當(dāng)

7、該比值降低時，丙酮酸只能在乳酸脫氫酶的催化下還原生成乳酸。l當(dāng)機(jī)體缺氧時，由于有氧氧化不能充分被激活，使NADH增加，強(qiáng)化了糖酵解過程。l當(dāng)糖酵解途徑的酶系比糖有氧氧化途徑的酶系激活的更快時，也會使NADH增加，進(jìn)而加強(qiáng)糖酵解的過程。 O2CO2 + H2O糖、脂肪、蛋白質(zhì)+ATP2、有氧代謝 人體能量代謝中最基本的方式。 （1）代謝過程 發(fā)生部位線線 粒粒 體體 （2 2）代謝特點(diǎn)）代謝特點(diǎn)u物質(zhì)的氧化方式主要為脫氫；u在細(xì)胞內(nèi)37及近中性的水環(huán)境中，通過酶的催化作用逐步進(jìn)行；u物質(zhì)中的能量逐步釋放，ATP生成率高；u生物氧化中生成的水由物質(zhì)脫下的氫與氧結(jié)合產(chǎn)生；二氧化碳由有機(jī)酸脫羧產(chǎn)生。u

8、概念：指線粒體內(nèi)膜上的一系列遞氫、遞電子體按一定順序排列，形成一個連續(xù)反應(yīng)的生物氧化體系結(jié)構(gòu)。u位置：真核生物細(xì)胞位于線粒體內(nèi)膜上。(3)(3)呼吸鏈呼吸鏈( (respiratory chain)/電子傳遞鏈電子傳遞鏈 ( electron transport chain) )兩條主要的呼吸鏈兩條主要的呼吸鏈u組成及排列順序 呼吸鏈由多個組分組成，參加呼吸鏈的氧化還原酶有煙酰胺脫氫呼吸鏈由多個組分組成，參加呼吸鏈的氧化還原酶有煙酰胺脫氫酶類、黃素脫氫酶類、鐵硫蛋白類、細(xì)胞色素類、輔酶酶類、黃素脫氫酶類、鐵硫蛋白類、細(xì)胞色素類、輔酶Q Q類等。類等。底物水平磷酸化底物水平磷酸化 代謝物分子的高

9、能磷酸基直接轉(zhuǎn)移給ADP生成ATP的方式。如1，3-二磷酸甘油酸、磷酸烯醇式丙酮酸、琥珀酰輔酶A等。 氧化磷酸化氧化磷酸化代謝物脫下的氫，經(jīng)呼吸鏈傳遞，最終生成水，同時伴有ADP磷酸化合成ATP的過程。肌酸-磷酸肌酸能量穿梭系統(tǒng)肌細(xì)胞產(chǎn)生高能磷酸化合物（ATP）的反應(yīng)，主要發(fā)生在線粒體內(nèi).許多耗能反應(yīng)大都發(fā)生在線粒體外.ATP、ADP、無機(jī)磷酸（Pi）都不能通過線粒體內(nèi)膜ATP在細(xì)胞漿內(nèi)靠彌散作用進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)的可能性較小.三、肌細(xì)胞能量代謝過程中高能磷酸基團(tuán)的轉(zhuǎn)運(yùn)三、肌細(xì)胞能量代謝過程中高能磷酸基團(tuán)的轉(zhuǎn)運(yùn)四、能源物質(zhì)的容量和功率四、能源物質(zhì)的容量和功率 機(jī)體內(nèi)能源物質(zhì)的容量和功率是與其化學(xué)結(jié)構(gòu)、存

10、量、轉(zhuǎn)換周期、分解方式密切相關(guān)的。 人體的供能系統(tǒng)ATPaseADP+Pi+ E(1)磷酸原與磷酸原系統(tǒng)n磷酸原：ATPATP和和CP CP 的合稱。的合稱。n磷酸原系統(tǒng)：由ATP和CP分解反應(yīng)組成的供能系統(tǒng)。1、磷酸原供能系統(tǒng)（ATP-CP）（一）ATP 生成的無氧代謝過程兩者的分子結(jié)構(gòu)中均含有高能磷酸鍵，在代謝中通過轉(zhuǎn)移磷酸基團(tuán)的過程釋放能量。高能磷酸基團(tuán)的儲存庫組成肌酸-磷酸肌酸能量穿梭系統(tǒng)（2）CP的結(jié)構(gòu)及功能n結(jié)構(gòu)： CP是肌酸磷酸化的產(chǎn)物。 n功能（3）運(yùn)動時骨骼肌磷酸原供能運(yùn)動強(qiáng)度越大，骨骼肌對磷酸原的依賴性也越大。 ATP酶 ATP+H2O ADP+Pi+能量 + C（肌酸）+

11、CPCKu磷酸原供能過程n磷酸原供能系統(tǒng)供能特點(diǎn)：貯量少，持續(xù)時間短，輸出功率最大，不需要O2，不產(chǎn)生乳酸等。 n運(yùn)動中的供能作用：一切短時間（數(shù)秒內(nèi)）、高功率運(yùn)動（如短跑、投擲、跳躍、舉重、足球射門等）的供能系統(tǒng)。啟動啟動運(yùn)動開始時最早啟動，最快利用。是否需氧是否需氧不需氧容量容量/ /功率功率最大供應(yīng)量?。?18.6J/kg體重，供能速率或功率高：54.4 J/kg體重/s供能時間供能時間維持最大強(qiáng)度運(yùn)動約68秒鐘。供能項(xiàng)目供能項(xiàng)目短時間最大強(qiáng)度或最大用力運(yùn)動，與速度、爆發(fā)力關(guān)系密切，如短跑、投擲、跳躍、舉重及柔道等。運(yùn)動時磷酸原供能2、糖酵解供能系統(tǒng)u糖酵解供能系統(tǒng)：糖原或葡萄糖無氧分解

12、生成乳酸的過程中，再合成ATP 的能量系統(tǒng) 。該供能系統(tǒng)的最終產(chǎn)物是乳酸，故又稱為“乳酸能系統(tǒng)”u供能特點(diǎn)：供能總量較磷酸原系統(tǒng)多，輸出功率次之，維持運(yùn)動的時間較磷酸原系統(tǒng)長，不需要O2，產(chǎn)生致疲勞物質(zhì)乳酸。啟動啟動全力運(yùn)動后約5秒是否需氧是否需氧不需氧容量容量/ /功率功率最大供應(yīng)量較少：962.6J /kg體重，供能速率（功率）較高： 29.2J/kg體重/s供能時間供能時間維持最大強(qiáng)度運(yùn)動約30s到2min供能項(xiàng)目供能項(xiàng)目速度、速度耐力項(xiàng)目如200-1500米跑、100-200米游泳，短距離速滑、以及一些非周期性、體能要求高的項(xiàng)目，如摔跤、柔道、拳擊、武術(shù)等。運(yùn)動時糖酵解系統(tǒng)供能運(yùn)動時糖

13、酵解系統(tǒng)供能u供能項(xiàng)目：在速度耐力項(xiàng)目如：400m或800m跑、100m游泳中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。在籃球、足球等非周期性項(xiàng)目的加速、沖刺時發(fā)揮重要作用。u供能意義：在氧供不足時仍能維持較長時間地快速供能，以應(yīng)付身體急需。（二）ATP生成的有氧代謝過程u有氧氧化系統(tǒng)：糖、脂肪和蛋白質(zhì)在徹底氧化成H2O和CO2的過程中再合成ATP的能量系統(tǒng)。一般情況下，人體主要以糖和脂肪為主要能源物質(zhì)。u供能特點(diǎn)：貯量大，能量輸出功率較低，無乳酸產(chǎn)生，需要O2，能夠持續(xù)地長時間供能。u供能項(xiàng)目：長時間耐力運(yùn)動。是否需氧是否需氧需氧容量容量/ /功率功率最大供應(yīng)量理論上無限/供能速率（功率）低： 15.1J/kg

14、體重/s供能時間供能時間較長。糖：1.5-2h、FFA時間更長。供能作用供能作用是數(shù)分鐘以上耐力性運(yùn)動項(xiàng)目的基本供能系統(tǒng)；對速度和力量運(yùn)動而言，提高有氧代謝能力，起著改善運(yùn)動肌代謝環(huán)境和加速疲勞消除的作用。運(yùn)動時有氧氧化系統(tǒng)供能運(yùn)動時有氧氧化系統(tǒng)供能u運(yùn)動中糖和脂肪的利用長時間運(yùn)動中糖脂供能的順序如何？減體脂時應(yīng)選擇何種運(yùn)動？運(yùn)動強(qiáng)度對能源利用的影響運(yùn)動強(qiáng)度對能源利用的影響隨著運(yùn)動強(qiáng)度增加，糖供能比例提高，而脂肪供能比例減少。運(yùn)動時間對能源利用的影響運(yùn)動時間對能源利用的影響 隨著運(yùn)動時間延長，當(dāng)肌肉中的糖原降低到一定水平時，脂肪供能百分比增加，此時有氧氧化系統(tǒng)的功率輸出將明顯降低，運(yùn)動能力下降

15、。提高肌糖原貯備對長時間耐力運(yùn)動是有利的如果運(yùn)動的目的是為了消耗脂肪，除運(yùn)動時間要長外，其運(yùn)動強(qiáng)度也應(yīng)相對較低。五、基礎(chǔ)代謝五、基礎(chǔ)代謝u概念：概念：人在基礎(chǔ)狀態(tài)基礎(chǔ)狀態(tài)下的能量代謝。u基礎(chǔ)代謝率基礎(chǔ)代謝率（basal metabolic rate, BMR）：單位時間內(nèi)的基礎(chǔ)代謝，以kcal/m2.h表示。u基礎(chǔ)代謝率隨年齡性別而異，通常男性高于女性，兒童比成人高，壯年比老年高。u正常值：正常值：與正常平均值比較相差在1015%以內(nèi)。u異常變化：異常變化：甲狀腺功能低下時比正常值低20%-40%；甲狀腺功能亢進(jìn)時比正常值高出25%-80%。清晨、清醒、靜臥、空腹、室溫在20-25的條件。一、

16、運(yùn)動時供能系統(tǒng)的相互關(guān)系第二節(jié)第二節(jié) 運(yùn)動狀態(tài)下的能量代謝運(yùn)動狀態(tài)下的能量代謝 1、運(yùn)動過程中骨骼肌各供能系統(tǒng)同時發(fā)揮作用，肌肉可以利用所有的能源物質(zhì)。 不存在一種能源物質(zhì)單獨(dú)供能的情況，只是時間、順序和相對比例隨運(yùn)動狀況而異。運(yùn)動開始時，磷酸原系統(tǒng)首先投入供能，然后根據(jù)輸出功率的要求動員相應(yīng)的供能系統(tǒng)參與能量的供應(yīng)。u能量連續(xù)統(tǒng)一體：不同類型運(yùn)動項(xiàng)目的能量供應(yīng)途徑之間，以及各供能系統(tǒng)之間，相互聯(lián)系，形成一個能量連續(xù)釋放的過程。u肌肉活動時能量供應(yīng)的代謝特征ATP供能的連續(xù)性耗能與產(chǎn)能之間、供能途徑與強(qiáng)度的對應(yīng)性有氧代謝的基礎(chǔ)性與無氧供能的暫時性u不同供能系統(tǒng)參與供能的程度，主要取決于運(yùn)動強(qiáng)度

17、。短時間高強(qiáng)度運(yùn)動：主要由無氧代謝供能，如舉重、跳高、跳遠(yuǎn)；u長時間中低強(qiáng)度：主要由糖脂肪氧化供能，如越野跑、馬拉松等；u較大強(qiáng)度較長持續(xù)時間運(yùn)動：無氧代謝和有氧代謝均參與，如400m、800m、1500m跑，球類項(xiàng)目等。短時間最高強(qiáng)度訓(xùn)練長時間大強(qiáng)度訓(xùn)練長時間中小強(qiáng)度訓(xùn)練ATP-CP系統(tǒng)供能為主糖酵解供能很少糖氧化供能極少其他氧化供能幾乎沒有ATP-CP系統(tǒng)供能較少糖酵解供能為主糖氧化供能較少其他氧化供能極少ATP-CP系統(tǒng)供能極少糖酵解供能很少糖氧化供能為主其他氧化供能較多發(fā)展速度、速度耐力等發(fā)展有氧耐力發(fā)展爆發(fā)力、爆發(fā)速度、沖刺速度和力量耐力等圖3 不同訓(xùn)練負(fù)荷人體內(nèi)能量動員的順序、生理

18、生化代謝特點(diǎn)及對應(yīng)發(fā)展的身體運(yùn)動素質(zhì)關(guān)系2、各供能系統(tǒng)的最大輸出功率從磷酸原系統(tǒng)到脂肪有氧氧化依次遞減。能源物質(zhì)最大功率（mmolATP/kg.s）達(dá)到最大功率時間氧需(mmolO2/ATP)無氧代謝ATP11.21s0CP8.61s0肌糖原乳酸5.25s0有氧代謝糖CO2+H202.73min0.167脂肪酸CO2+H2021.430min0.177表1 骨骼肌不同能量物質(zhì)的輸出功率(引自Sahlin,1986)3、各供能系統(tǒng)維持運(yùn)動的時間從磷酸原系統(tǒng)到脂肪有氧氧化依次遞增。以最大輸出功率進(jìn)行運(yùn)動時，磷酸原系統(tǒng)僅能運(yùn)動6-8s；糖酵解系統(tǒng)供最大強(qiáng)度運(yùn)動30-60s，可維持2min左右；3mi

19、n 以上的運(yùn)動，能量需求主要依賴有氧代謝供能系統(tǒng)。運(yùn)動時間越長，強(qiáng)度越小，肌肉利用脂肪酸供能的比例越大。4、有氧代謝是機(jī)能恢復(fù)的主要代謝方式 運(yùn)動后能源物質(zhì)的恢復(fù)及代謝產(chǎn)物的清除，必須依靠有氧代謝供能。 對徑賽項(xiàng)目而言，一般隨運(yùn)動距離延長，有氧代謝供能在總體能量供應(yīng)中的比例逐漸增多，能量消耗的總量也增多。二、不同體力活動項(xiàng)目的能量代謝特點(diǎn)二、不同體力活動項(xiàng)目的能量代謝特點(diǎn) u從現(xiàn)代競技體育運(yùn)動的趨勢看，競技能力越強(qiáng)的運(yùn)動員無氧代謝（尤其是糖酵解）輸出功率的能力就越大，無氧代謝參與比賽供能的比例越高。u尼曼（1988）總結(jié)了不同運(yùn)動時間全力運(yùn)動的強(qiáng)度以及有氧代謝、無氧代謝供能占的比例。該資料表明

20、有氧、無氧供能各占一半的運(yùn)動時間大概在全力運(yùn)動210min。uGastin（2001）在綜述了最新的研究成果后，提出有氧、無氧供能各占一半的時間是在全力運(yùn)動12min，平均出現(xiàn)時間為75s，這對12min全力運(yùn)動項(xiàng)目的訓(xùn)練指導(dǎo)和監(jiān)控意義非常重大。1、不同時間全力運(yùn)動時能量供應(yīng)比例表2 運(yùn)動員在不同時間全力運(yùn)動時能量供應(yīng)比例全力運(yùn)動時間35s35s2min210min1035min3590min90360min強(qiáng)度/%VO2max10010095100909580956070有氧代謝比例（%）52060708095無氧代謝比例（%）95804030205肌糖原消耗比例101030406080心率

21、水平（b/min）185200190210180190170190150180血乳酸（mmol/L）1018201484（引自尼曼，1988）u無氧訓(xùn)練：以ATP-CP與糖酵解供能為主的訓(xùn)練；u有氧訓(xùn)練：以糖氧化供能為主的訓(xùn)練。u混氧訓(xùn)練：較長時間亞最大強(qiáng)度的訓(xùn)練（95%100%VO2max強(qiáng)度訓(xùn)練210分鐘），又稱有氧無氧混合訓(xùn)練，實(shí)際上屬于有氧代謝和無氧代謝幾乎各占40%60%的訓(xùn)練。2、無氧、有氧及混氧訓(xùn)練4、運(yùn)動訓(xùn)練過程中代謝規(guī)律應(yīng)用的基本思路u了解運(yùn)動項(xiàng)目特點(diǎn)和規(guī)律制定訓(xùn)練計(jì)劃的前提；u了解運(yùn)動項(xiàng)目與能量供給系統(tǒng)的關(guān)系制定訓(xùn)練方式、方法的依據(jù)。u不同運(yùn)動項(xiàng)目供能系統(tǒng)參與比例具有明顯的

22、項(xiàng)目特征，通過控制運(yùn)動訓(xùn)練的強(qiáng)度和運(yùn)動時間，制定符合項(xiàng)目特點(diǎn)的具體訓(xùn)練方法和手段，可以達(dá)到滿足發(fā)展專項(xiàng)素質(zhì)的供能系統(tǒng)能力。（1）案例分析：中長跑uSpencer等（1996）認(rèn)為在400m、800m、1500m跑的能量系統(tǒng)中，無氧代謝在這三個項(xiàng)目中達(dá)到了最高水平，并認(rèn)為如果進(jìn)一步提高這些項(xiàng)目的運(yùn)動能力，必須在保證無氧代謝供能能力訓(xùn)練的同時，更要注意加強(qiáng)有氧代謝供能能力的訓(xùn)練，才能提高運(yùn)動成績。（一）能量代謝特點(diǎn)：糖有氧代謝、糖酵解和磷酸原三種供能系統(tǒng)兼有的混合代謝，代謝類型隨運(yùn)動項(xiàng)目中距離的增加，逐漸從無氧供能為主的混合代謝過程向有氧供能為主的混合代謝過程過渡。（二）訓(xùn)練原則u良好的有氧能力是中長跑運(yùn)動員的基礎(chǔ)，而