運動生化化學(xué)-第一章PPT課件

1、第一章 物質(zhì)代謝與運動教學(xué)目標1、掌握運動人體的物質(zhì)組成、酶的概念、影響酶促反應(yīng)速度的因素、運動中ATP的合成；2、熟悉運動中機體物質(zhì)代謝的基本知識；3、了解酶催化反應(yīng)的特點、運動中生物氧化過程、運動引起人體物質(zhì)組成及酶的適應(yīng)性變化 。 新陳代謝（生物體生命活動的基本特征）物質(zhì)代謝能量代謝合成代謝分解代謝生物體內(nèi)不斷進行著的化學(xué)變化第一節(jié) 運動人體的物質(zhì)組成形態(tài)學(xué)細胞分子器官系統(tǒng)人體生物化學(xué)角度分析人體組成一、組成人體的化學(xué)物質(zhì) 共有 7 種即：糖、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、核酸、維生素、水和無機鹽物質(zhì)組成含量功能水60%-70%體重 主要構(gòu)成人體的體液。糖質(zhì)2%人體干重 主要以肝糖原、肌糖原及血糖的形式

2、存在。脂質(zhì)30-40%人體干重略蛋白質(zhì)54%人體干重是人體主要的結(jié)構(gòu)和功能物質(zhì)。核酸5-15%細胞干重略無機鹽4-5%體重 既可以作為結(jié)構(gòu)物質(zhì)，也可與蛋白質(zhì)相結(jié)合。維生素含量很低 參與體內(nèi)輔酶的構(gòu)成，調(diào)節(jié)代謝等。（二）人體物質(zhì)組成的含量與功能二、運動對人體化學(xué)物質(zhì)的影響 1.運動時人體內(nèi)物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)加快，各種化學(xué)物質(zhì)的含量及比例也會發(fā)生相應(yīng)的變化； 2.運動影響體內(nèi)的調(diào)節(jié)物質(zhì)。如運動時體內(nèi)的水含量下降，糖儲備減少；體育鍛煉或訓(xùn)練使肌肉肥大，而體脂減少等作業(yè)1、人體都是由、7大類物質(zhì)構(gòu)成。 2、人體內(nèi)的能源物質(zhì)主要包括 、 和 。3、下列哪個化學(xué)物質(zhì)不屬于運動人體的能源物質(zhì)。 （ ）A 葡萄糖

3、 B 維生素C C 氨基酸 D 軟脂酸 4、簡答運動對人體化學(xué)物質(zhì)的影響。 有的人喝酒時臉越來越紅，有的人臉越來越白，而有的人卻面不改色、大汗淋漓越喝越勇？ 許多亞洲人喝鮮奶肚子痛（拉肚子），而歐洲人喝牛奶如同喝水一樣？第二節(jié) 物質(zhì)代謝的催化劑酶(Enzyme) 一、概述（一）酶的概念 酶是一類由活性細胞產(chǎn)生的具有催化作用和高度專一性的特殊蛋白質(zhì)。簡單說，酶是具有催化功能的蛋白質(zhì)。 與酶相關(guān)的幾個概念： E + S E + P （底物） （產(chǎn)物） （二）酶的化學(xué)組成酶C、HO、N結(jié)合酶單純 酶元素組成分子組成表 金屬酶及其功能 表 某些輔酶及其組分的維生素與生理功能二、酶催化反應(yīng)的特點（一）高

4、效性 人體內(nèi)的大多數(shù)反應(yīng)，在沒有酶的參與下，幾乎不能進行。一般酶催化反應(yīng)的速度比非酶催化的反應(yīng)要高一億倍以上。 （二）高度專一性 指酶對底物有嚴格的選擇性。（三）可調(diào)控性 酶的催化功能依賴于酶的結(jié)構(gòu)，酸、堿、離子濃度的改變均可影響酶分子的結(jié)構(gòu)，從而影響酶的催化能力，此外，激素也可調(diào)節(jié)酶的活性。 三、影響酶促反應(yīng)速度的因素(一)底物濃度與酶濃度對反應(yīng)速度的影響酶促反應(yīng)速率酶的濃度酶促反應(yīng)速率底物濃度酶量一定 當?shù)孜餄舛容^高時，增加酶濃度可以有效地提高反應(yīng)速度 。 當酶濃度較高時，增加底物濃度反應(yīng)速度增加。 合理的運動訓(xùn)練可以提高體內(nèi)組織細胞中相關(guān)的酶含量及相關(guān)底物的儲存量。 （二）PH對反應(yīng)速度

5、的影響 在一定的pH下, 酶具有最大的催化活性, 通常稱此pH為最適pH。 運動過程中，骨骼肌糖、脂肪等分解代謝加快，酸性代謝產(chǎn)物增多，可引起肌細胞pH下降，抑制某些酶的活性，進而影響物質(zhì)的代謝速度。酶促反應(yīng)速度在一定的溫度范圍內(nèi)，隨溫度的升高而加快，但過高的溫度會破壞酶分子的空間結(jié)構(gòu)，使酶失去催化能力。 因此大多數(shù)酶都有一 個最適溫度。 在最適溫度條件下,反應(yīng)速度最大。（三）溫度對反應(yīng)速度的影響最適溫度 適度的準備活動能提高肌肉溫度，有利于提高酶活性，以適應(yīng)訓(xùn)練和比賽中快速的物質(zhì)代謝要求。 （四）激活劑與抑制劑對反應(yīng)速 度的影響 凡能提高酶活性的物質(zhì)都稱為激活劑，凡能降低酶活性或使酶活性喪失

6、的物質(zhì)稱為抑制劑。 在人體內(nèi)起著這類作用的物質(zhì)很多，如一些金屬離子、小分子的有機化合物、蛋白質(zhì)分子等。四、運動與酶適應(yīng)（一）酶催化能力（酶活性）的適應(yīng) 有效的運動訓(xùn)練可以使機體對酶的調(diào)控能力增強，酶更容易被激活，從而提高酶活性。（二）酶含量的適應(yīng) 運動訓(xùn)練可促進蛋白質(zhì)合成，使酶含量適應(yīng)性增多。 這種適應(yīng)可在較短的時間內(nèi)實現(xiàn)，但維持時間較短。訓(xùn)練引起的酶催化能力的適應(yīng)性變化，可以因停訓(xùn)而消退。 長期運動訓(xùn)練造成的酶含量的適應(yīng)性變化，維持時間較長，消退較慢。 五、運動與血清酶（一）血清酶來源 血清功能性酶：脂蛋白脂肪酶、 凝血酶等。血清酶 非功能性酶：GPT、GOT、CK等。 一般所講的血清酶是指

7、血清非功能性酶。為什么被世界衛(wèi)生組織推薦為肝功能損害最敏感的檢測指標？（二）運動與血清酶 正常情況下，人體組織有少量酶逸出，血清酶的活性相對穩(wěn)定。當身體的機能狀態(tài)急劇改變時，血清酶的活性升高。 運動時血清酶活性的影響因素有： 運動時間訓(xùn)練水平血清酶運動方式環(huán) 境訓(xùn)練強度 運動實踐中常測定血清酶活性，用以評定運動員的機能狀態(tài)和對訓(xùn)練的適應(yīng)性等。 由于運動時理化因素改變?nèi)缃M織細胞損傷、體溫升高、pH下降、離子濃度改變、細胞內(nèi)ATP水平下降等引起細胞膜通透性增大及酶老化，使酶從細胞中逸出增加。因此，無論是無氧運動還是有氧運動均可引起運動后或次日晨血清酶活性的上升。測定運動后血清CK水平可以反映肌肉的

8、損傷狀況。一、水代謝第三節(jié) 運動時物質(zhì)代謝（一）水平衡 飲 水 （1200 ） 食 物 （1000 ）代謝水（ 300 ） 水的動態(tài)平衡最 低 尿 量500 ml / 日生理需水量2500 ml / 日或40ml/kg體重腎臟排尿（1500 ）皮膚蒸發(fā)（ 500 ）肺 呼 出（ 350 ）糞便排出（ 150 ） 最低需水量：1200ml/日（二）水在體內(nèi)的生物學(xué)功能（1）進行生物化學(xué)反應(yīng)的場所（2）參與體溫調(diào)節(jié)（3）潤滑作用（4）參與體內(nèi)的電解質(zhì)平衡水的比熱大，蒸發(fā)熱大，流動性大，導(dǎo)熱性強。（三）補液與運動能力1、運動時水的失衡 體液丟失的現(xiàn)象叫脫水。不同環(huán)境、不同性質(zhì)運動時機體的脫水程度不同

9、。（1）輕度脫水 以丟失細胞外液為主，失水量約為體重的2。輕度脫水可影響運動能力。 （3）重度脫水 失水量為體重的6-10%，細胞內(nèi)液丟失比例增加。將嚴重影響身體健康。 （2）中度脫水 失水量達體重的4%左右，細胞內(nèi)外失水量約相等?？梢疬\動能力下降。 2、補液的意義 合理補液可以維持血漿容量，防止運動中心率和體溫的過度升高，有助于提高運動能力。3、補液的方法 補液應(yīng)該遵循的原則：預(yù)防性補充和少量多次。補液的總量一定要大于失水的總量。特別是鈉的補充量一定要大于丟失的量。運動前補液 運動前2小時內(nèi)可以飲用400-600ml 的含電解質(zhì)和糖的運動飲料。運動中補液 每隔15-20分鐘補充含電解質(zhì)和糖

10、的運動飲料150-300ml，補液的總量不超過800ml/h。運動后補液 運動后要及時補液，使進出機體的液體達到平衡。二、無機鹽代謝（一）無機鹽代謝與運動能力1、生物學(xué)功能（1）維持體液的滲透壓和酸堿平衡（2）構(gòu)成組織細胞成分（3）維持神經(jīng)肌肉的興奮性（4）維持酶的正常活性 微量金屬離子大多數(shù)是輔酶或酶的激活劑血鉀過低時出現(xiàn)肌肉松弛無力，甚至麻痹；血鈣或血鎂過低可出現(xiàn)手足抽搐。 鐵：70%存在于血紅蛋白及肌紅蛋白、細胞色素中，由于運動員鐵的需要量高、丟失增加、再加上攝入不足，普遍存在鐵營養(yǎng)狀況不良，尤其是耐力性運動員，女運動員、青少年運動員缺鐵狀況更為嚴重，易出現(xiàn)缺鐵性貧血。（二）與運動能力關(guān)

11、系密切的電解質(zhì)1、維生素概念和特點（1）概念 維生素是維持人體生長發(fā)育和代謝所需的一類小分子有機物（2）特點 小分子有機化合物；體內(nèi)不能合成或合成量不足；參與物質(zhì)代謝和多種重要生理過程；每日需要量在毫克或微克水平；缺乏會患病，過多可中毒。三、維生素代謝2、維生素的命名和分類分類水溶性維生素：B族維生素、維生素C脂溶性維生素：維生素A、D、E、K(water-soluble vitamin)(fat-soluble vitamin)3、維生素的功能 在能量代謝及其調(diào)節(jié)過程中起著重要的作用。 大多數(shù)維生素參與輔酶的組成，維生素缺乏會影響酶的催化能力，引起代謝失調(diào)，降低機體運動能力。但是，在體內(nèi)不缺

12、乏維生素時，過量攝入維生素沒有提高運動能力的作用。名稱活性形式主要生化作用主要缺乏病維生素A（視黃醇）11-順式視黃醛、視黃醇、視黃酸構(gòu)成視紫紅質(zhì)；維持上皮組織結(jié)構(gòu)的完整；促進生長發(fā)育；有一定防癌抗癌作用 夜盲癥，干眼病維生素D1，25-（OH）2-D3調(diào)節(jié)鈣、磷代謝，促進成骨作用兒童：佝僂病 ； 成人：軟骨??；中老年：骨質(zhì)疏松維生素E（生育酚）維生素E維持動物生育功能；抗氧化作用、抗衰老作用；促進血紅素合成不易缺乏維生素K（凝血維生素）維生素K促進凝血因子合成凝血障礙脂溶性維生素的活性形式及主要生化作用、缺乏病一.名詞解釋1、酶二、是非判斷題 1、酶是蛋白質(zhì)，但是不是所有的蛋白質(zhì)都是酶。2、

13、通過長期訓(xùn)練可以提高酶活性、增加酶含量。3、一般意義上的血清酶是指那些在血液中不起催化作用的非功能性酶。4、訓(xùn)練引起的酶催化能力的適應(yīng)性變化，可因停訓(xùn)而消退。 作業(yè)三、填空題1、酶根據(jù)其化學(xué)組成可分為、兩類。 2、相同運動負荷量運動后，運動員血清酶水平非運動員。 3、能促進鈣、磷吸收的是維生素，能合成視紫紅質(zhì)的是維生素，能抗強氧化作用的是維生素。 4、在肝臟中合成并儲存的糖稱為；在肌肉中合成并儲存的糖稱為。5、適度的準備活動能提高肌肉溫度，有利于提高 ，以適應(yīng)訓(xùn)練和比賽中快速的物質(zhì)代謝要求。6、大多數(shù)維生素參與 的組成，維生素缺乏會影響酶的催化能力，引起代謝失調(diào)，降低機體運動能力。 四、單項選

14、擇題 1、 正常成年人每24小時的最低尿量是 （ ） 。A 1000毫升 B 500毫升 C 400毫升 D 600毫升2、 下列哪項不符合無機鹽的生理學(xué)功能（ ）。A 維持體液的滲透壓 B 維持體液的酸堿平衡C 維持神經(jīng)-肌肉的興奮性 D 參與體內(nèi)的物質(zhì)運輸3、缺乏下列哪種物質(zhì)，會影響對視力有要求的運動項目（ ）。A 維生素A B 維生素C C 維生素E D 維生素D4、人體化學(xué)組成中含量最多的是（）。A 糖 B 脂肪 C 水 D 蛋白質(zhì)5、當人體機能狀態(tài)急劇改變時，如損傷、運動或者疾病等，血清酶活性（）。A 升高 B 降低 C 不變 D 穩(wěn)定6、運動時人體內(nèi)發(fā)生如下變化（）。A 水分含量增

15、加，糖貯備增加 B水分含量增加，糖貯備減少 C水分含量減少，糖貯備增加 D水分含量減少，糖貯備減少五、問答題1、酶催化反應(yīng)的特點2、影響酶促反應(yīng)速度的因素第四節(jié) 運動時機體的能量代謝能量代謝：人體與外界環(huán)境之間的能量交換和人體內(nèi)能量轉(zhuǎn)移的過程生命活動的直接能量供應(yīng)者：ATP能量的最終來源：糖、脂和蛋白質(zhì)人體運動是以ATP為中心的能量代謝過程。 一、腺苷三磷酸ATP(一）ATP的分子結(jié)構(gòu)和生物功能1、ATP的分子結(jié)構(gòu)： ATP是由腺嘌呤、核糖和3個磷酸基團組成的核苷酸。 2、ATP的生物學(xué)功能 （1）ATP是生命活動的直接能源 ATP酶 ATP+H2O ADP+Pi+能量（2）合成磷酸肌酸和其他

16、高能磷酸化合物 CK ATP+C（肌酸） ADP+CP（磷酸肌酸）（二）肌肉活動時ATP代謝1.肌肉活動時ATP的利用 肌肉收縮時，橫橋頭部ATP酶激活，ATP分解釋放能量，橫橋擺動，使細肌絲向肌節(jié)中央滑行，肌節(jié)縮短。 此外，鈉鉀泵、鈣泵轉(zhuǎn)運鈉及鈣離子時均消耗ATP。粗肌絲: 由肌球（凝）蛋白組成，其頭部有一膨大部橫橋:能與細肌絲上的結(jié)合位點發(fā)生可逆性結(jié)合;具有ATP酶的作用,與結(jié)合位點結(jié)合后,分解ATP提供橫橋扭動（肌絲滑行）和作功的能量。 細肌絲:由肌動蛋白構(gòu)成主干，表面有與橫橋結(jié)合的位點，直接與肌球蛋白實現(xiàn)肌絲的滑行，與肌球蛋白一同被稱為收縮蛋白。 2. ATP的再合成CP+ADPATP

17、+CCK（1）高能磷酸化合物快速合成ATP（2）糖無氧酵解再合成ATP：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。（3）有氧代謝再合成ATP：糖、脂肪、蛋白質(zhì)氧化分 解為CO2和H2O，同時生成大量ATP。生物氧化概念： 能源物質(zhì)在生物體內(nèi)氧化生成CO2和H2O并釋放出能量的過程。O2CO2 + H2O二、 生物氧化糖、脂肪、蛋白質(zhì)+能量（一）概述1、生物氧化的一般過程 2、生物氧化的特點（1）物質(zhì)的氧化方式主要為脫氫；（2）在細胞內(nèi)37及近中性的水環(huán)境中， 通過酶的催化作用逐步進行；（3）物質(zhì)中的能量逐步釋放，ATP生成率高；（4）生物氧化中生成的水由物質(zhì)脫下的氫與

18、氧結(jié)合產(chǎn)生；二氧化碳由有機酸脫羧產(chǎn)生。3、生物氧化發(fā)生部位線 粒 體概念：呼吸鏈又叫電子傳遞體系或電子傳遞鏈，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)。位置：在真核生物細胞內(nèi)，它位于線粒體內(nèi)膜上。（二）呼吸鏈 respiratory chain(電子傳遞鏈 electron transport chain)1、底物水平磷酸化 代謝物分子的高能磷酸基直接轉(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。 （三）ATP的合成2、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。（四）生物氧化的意義 1、生物氧化在生命活動中的意義（1）能量逐漸釋放，持續(xù)利用；（2）合成人體的直接能源；（3）產(chǎn)生熱量，維持體溫。2、運動時生物氧化的意義（1）生物氧化與運動能力尤其是有氧代謝運動能力關(guān)系密切。耐力運動能力很大程度上取決于三大能源有氧代謝，即通過生物氧化作用持續(xù)合成ATP