物質(zhì)代謝與運動概述

關(guān)于物質(zhì)代謝與運動概述

新陳代謝是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第2頁,共60頁，2024年2月25日，星期天組成人體的化學(xué)物質(zhì)共有種糖、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、核酸、維生素、水和無機鹽第一節(jié)運動人體的物質(zhì)組成第3頁,共60頁，2024年2月25日，星期天微量元素：Fe、Zn、Cu、

Mg等多種。元素組成：C、H、O、N生命的化學(xué)物質(zhì)分子糖類脂類蛋白質(zhì)核酸維生素激素水無機鹽有機無機生命大分子大分子小分子第4頁,共60頁，2024年2月25日，星期天1.根據(jù)分子結(jié)構(gòu)特點分

有機分子:糖質(zhì)、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、核酸、

維生素

無機分子：水、無機鹽

2.根據(jù)代謝過程中的能量變化情況分

能源物質(zhì)：糖質(zhì)、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)

非能源物質(zhì)：水、無機鹽核酸、維生素第5頁,共60頁，2024年2月25日，星期天第6頁,共60頁，2024年2月25日，星期天人體物質(zhì)組成的含量與功能

第7頁,共60頁，2024年2月25日，星期天二、運動對人體化學(xué)物質(zhì)的影響2.運動時人體內(nèi)物質(zhì)化學(xué)反應(yīng)加快3.運動影響體內(nèi)的調(diào)節(jié)物質(zhì)1.運動對人體內(nèi)物質(zhì)組成的影響第8頁,共60頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)物質(zhì)代謝的催化劑—酶(Enzyme)

神經(jīng)氨酸酶帶狀圖

一、概述（二）酶的化學(xué)組成（一）酶的概念第9頁,共60頁，2024年2月25日，星期天

（一）酶的概念

酶是生物細(xì)胞所產(chǎn)生的具有催化功能的蛋白質(zhì)。。已發(fā)現(xiàn)4000多種酶。

與酶相關(guān)的幾個概念：酶促反應(yīng)，底物，產(chǎn)物，酶活性E+SE+P（底物）（產(chǎn)物）酶促反應(yīng)（反應(yīng)速度）第10頁,共60頁，2024年2月25日，星期天(二）酶的化學(xué)組成酶研究的發(fā)展史(1)酶是蛋白質(zhì):1926年,JamesSummer由刀豆制出脲酶結(jié)晶確立酶是蛋白質(zhì)的觀念，其具有蛋白質(zhì)的一切性質(zhì)。(2)核酶的發(fā)現(xiàn)：1981～1982年，ThomasR.Cech實驗發(fā)現(xiàn)有催化活性的天然RNA—Ribozyme。L19RNA和核糖核酸酶P的RNA組分具有酶活性是兩個最著名的例子。1955年，發(fā)現(xiàn)DNA的催化活性。(3)抗體酶（abzyme）：1986年，RichardLerrur和PeterSchaltz運用單克隆抗體技術(shù)制備了具有酶活性的抗體（catalyticantibody）。第11頁,共60頁，2024年2月25日，星期天二、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第12頁,共60頁，2024年2月25日，星期天

1、單純蛋白酶

單純酶僅由蛋白質(zhì)所構(gòu)成。其催化活性由蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)所決定。人體大多數(shù)水解酶類都屬于單純酶，例如蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、核糖核酸酶等。第13頁,共60頁，2024年2月25日，星期天

2、結(jié)合蛋白酶

結(jié)合酶除蛋白質(zhì)部分外，還有非蛋白質(zhì)部分（即輔助因子）酶蛋白+輔助因子=全酶（具有活性）可以是金屬離子，也可以是輔酶（或輔基）由非共價鍵連接幾種不同的酶形成，如丙酮酸脫氫酶復(fù)合體3、多酶復(fù)合體：第14頁,共60頁，2024年2月25日，星期天

表2-1金屬酶及其功能表2-2某些輔酶及其組分的維生素與生理功能第15頁,共60頁，2024年2月25日，星期天酶定量測定：活性單位表示一個酶單位：在酶作用的最適合條件下，25°C，1分鐘內(nèi)催化1.0微摩爾底物發(fā)生變化的酶量。二、酶催化反應(yīng)的特點酶活性：酶催化底物反應(yīng)的能力即為酶活性酶活性的大?。好复呋孜锵Я炕虍a(chǎn)物的生成量。第16頁,共60頁，2024年2月25日，星期天

二、酶促反應(yīng)特點1、不穩(wěn)定性2、高效性3、特異性酶是蛋白質(zhì)，結(jié)構(gòu)易受各種理化條件的影響，體溫變化和失水使體內(nèi)環(huán)境離子濃度、酸堿度改變，各種代謝基質(zhì)或產(chǎn)物改變都可以對酶活性發(fā)生影響，如肌肉pH值下降，可使糖無氧代謝的關(guān)鍵酶—磷酸果糖激酶活性下降，甚至被抑制。酶的催化效率極高，比普通化學(xué)催化劑催化能力要高10-100億倍，在運動時，代謝過程的速率更高，比平常要高幾十甚至上千倍，可見酶活性的大小和運動能力關(guān)系十分密切。一般酶只能催化一種底物，或同一類型的化學(xué)鍵。如淀粉酶只能分解淀粉，脂肪酶只能分解脂肪。酶的這種特性，使其對不同專項代謝機能訓(xùn)練的適應(yīng)不同，酶產(chǎn)生專門的適應(yīng)，因此，訓(xùn)練要求要有針對性，如力量、速度與ATP酶、CK的活性關(guān)系最為密切；耐力則和檸檬酸合成酶、琥珀酸脫氫酶以及細(xì)胞色素氧化酶的活性關(guān)系最大。第17頁,共60頁，2024年2月25日，星期天4、可調(diào)控性酶分子中存在著一些可以與其他分子發(fā)生某種程度的結(jié)合的部位，從而引起酶分子空間構(gòu)象的變化，對酶起激活或抑制作用。催化能力較弱，對整個代謝過程的反應(yīng)速度起限速控制作用的酶稱限速酶。如磷酸果糖激酶是糖酵解過程的限速酶限速酶：第18頁,共60頁，2024年2月25日，星期天三、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第19頁,共60頁，2024年2月25日，星期天（二）PH對反應(yīng)速度的影響在一定的pH下,酶具有最大的催化活性,通常稱此pH為最適pH。第20頁,共60頁，2024年2月25日，星期天一方面是溫度升高,

酶促反應(yīng)速度加快。另一方面,溫度升高,

酶的高級結(jié)構(gòu)將發(fā)生變化或變性，導(dǎo)致酶活性降低甚至喪失。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第21頁,共60頁，2024年2月25日，星期天（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，它對酶的作用具有一定的選擇性，即一種激活劑對某種酶起激活作用，而對另一種酶可能起抑制作用。第22頁,共60頁，2024年2月25日，星期天四、運動與酶適應(yīng)（一）酶催化能力的適應(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。（二）酶含量的適應(yīng)運動訓(xùn)練可促進(jìn)蛋白質(zhì)合成，使酶含量適應(yīng)性增多第23頁,共60頁，2024年2月25日，星期天

有氧和無氧訓(xùn)練中肌肉酶濃度的變化（mmol/g/min)*：與未訓(xùn)練組比較顯著不同第24頁,共60頁，2024年2月25日，星期天五、運動與血清酶

血清功能性酶：脂蛋白脂肪酶、凝血酶等。1.血清酶非功能性酶：GPT、GOT、CK、ALD等。一般所講的血清酶是指血清非功能性酶。第25頁,共60頁，2024年2月25日，星期天2、運動與血清酶正常情況，人體組織有少量酶逸出，血清酶的活性相對穩(wěn)定。當(dāng)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主要有：運動強度訓(xùn)練水平運動時間運動方式環(huán)境血清酶第26頁,共60頁，2024年2月25日，星期天3、運動性血清酶活性升高機制肌細(xì)胞膜細(xì)微損傷或通透性增加。主要原因有：（1）、運動時肌肉收縮的機械性牽拉（2）、內(nèi)環(huán)境變化：如pH下降，血糖降低等（4）、細(xì)胞膜ATP虧缺、自由基損傷（3）、肌細(xì)胞炎癥反應(yīng)第27頁,共60頁，2024年2月25日，星期天第三節(jié)運動時物質(zhì)代謝運動時人體的代謝特點:1.物質(zhì)代謝相互聯(lián)系的整體性；2.嚴(yán)格精細(xì)的代謝調(diào)控；3.運動過程不同階段物質(zhì)代謝的側(cè)重性；4.能量生成形式的同一性第28頁,共60頁，2024年2月25日，星期天一、糖代謝人體中的糖的最終來源——自然界的綠色植物第29頁,共60頁，2024年2月25日，星期天糖代謝第30頁,共60頁，2024年2月25日，星期天二、脂代謝第31頁,共60頁，2024年2月25日，星期天三、蛋白質(zhì)代謝第32頁,共60頁，2024年2月25日，星期天四、水代謝存在形式

游離水：約占95%

細(xì)胞中水結(jié)合水：約占4-5%。第33頁,共60頁，2024年2月25日，星期天水的來源和去路（動態(tài)平衡）

飲水（1200）

食物（1000）代謝水（300）腎臟排尿（1500）皮膚蒸發(fā)（500）肺呼出（350）糞便排出（150）

人體內(nèi)的水食物飲料代謝多少第34頁,共60頁，2024年2月25日，星期天五、無機鹽代謝第35頁,共60頁，2024年2月25日，星期天（一）無機鹽的分類第36頁,共60頁，2024年2月25日，星期天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-solublevitamin)(fat-solublevitamin)六、維生素代謝第37頁,共60頁，2024年2月25日，星期天

二、與運動關(guān)系密切的維生素

缺乏時引起運動時乳酸堆積增加，使機體容易疲勞并可能影響心臟的功能。當(dāng)充足時，可促進(jìn)運動時糖原有氧代謝，提高運動速度耐力和耐力；加速運動后血乳酸消除

缺乏時，直接影響骨骼肌有氧供能能力，引起肌收縮無力，耐久力下降

與運動員有氧和無氧耐力有關(guān)；在運動后參與合成代謝，與恢復(fù)能力有關(guān)與運動能力特別是力量素質(zhì)有關(guān)不足時，白細(xì)胞的吞噬功能下降。對提高耐力、消除疲勞和促進(jìn)創(chuàng)傷愈合有作用。缺乏時，腎上腺皮質(zhì)發(fā)生萎縮和性功能紊亂，對視力集中要求高的運動項目運動能力影響較大與運動員肌肉耐力有關(guān)第38頁,共60頁，2024年2月25日，星期天脂溶性維生素的活性形式及主要生化作用、缺乏病第39頁,共60頁，2024年2月25日，星期天第40頁,共60頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)運動時機體的能量代謝第41頁,共60頁，2024年2月25日，星期天一、腺苷三磷酸——ATP(一）ATP的分子結(jié)構(gòu)和生物功能ATP是生命活動的直接能源2.合成磷酸肌酸和其他高能磷酸化合物第42頁,共60頁，2024年2月25日，星期天（二）肌肉活動時ATP代謝1.肌肉活動時ATP的利用ATPADPPi高能磷酸化和物合物糖無氧酵解有氧代謝CP+ADPCKATP+CADP+ADPMKATP+AMP+ATP酶

H2O能量第43頁,共60頁，2024年2月25日，星期天2.ATP的再合成方式二方式一CP+ADPATP+CCK第44頁,共60頁，2024年2月25日，星期天（一）概述1.生物氧化概念

有機物在生物體內(nèi)的氧化包括物質(zhì)分解和產(chǎn)能：呼吸作用O2CO2+H2O二、生物氧化第45頁,共60頁，2024年2月25日，星期天2.生物氧化的一般過程

第一階段：糖、脂肪和蛋白質(zhì)經(jīng)過分解代謝生成乙酰輔酶A；第二階段：乙酰輔酶A進(jìn)入三羧酸循環(huán)多次脫氫，使NAD+和FAD還原成NADH+H+和FADH2，生成二氧化碳；第三階段：NADH+H+和FADH2中的氫經(jīng)呼吸鏈將電子傳遞給氧生成水，氧化過程中釋放出來的能量用于ATP的合成。第46頁,共60頁，2024年2月25日，星期天3.生物氧化發(fā)生部位線粒體第47頁,共60頁，2024年2月25日，星期天

第48頁,共60頁，2024年2月25日，星期天4.生物氧化的特點：(1)物質(zhì)的氧化方式主要是脫氫；(2)在細(xì)胞內(nèi)37℃及近中性水環(huán)境中，通過酶的催化作用逐步進(jìn)行；(3)物質(zhì)中的能量逐步釋放，ATP生成效率高；(4)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；二氧化碳由有機酸脫羧產(chǎn)生。(5)生物氧化是一個分步進(jìn)行的過程。每一步都由特殊的酶催化，每一步反應(yīng)的產(chǎn)物都可以分離出來。這種逐步進(jìn)行的反應(yīng)模式有利于在溫和的條件下釋放能量，提高能量利用率。(6)生物氧化釋放的能量，通過與ATP合成相偶聯(lián)，轉(zhuǎn)換成生物體能夠直接利用的生物能ATP。第49頁,共60頁，2024年2月25日，星期天(1)概念及位置呼吸鏈又叫電子傳遞體系或電子傳遞鏈，它是代謝物上的氫原子被脫氫酶激活脫落后，經(jīng)過一系列的傳遞體，最后傳遞給被激活的氧原子，而生成水的全部體系。在真核生物細(xì)胞內(nèi)，它位于線粒體內(nèi)膜上，原核生物中，它位于細(xì)胞膜上。(二)呼吸鏈respiratorychain(電子傳遞鏈electrontransportchain)第50頁,共60頁，2024年2月25日，星期天線粒體呼吸鏈第51頁,共60頁，2024年2月25日，星期天兩條主要的呼吸鏈第52頁,共60頁，2024年2月25日，星期天組成及其排列順序

呼吸鏈由許多個組分組成，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Q類等。第53頁,共60頁，2024年2月25日，星期天第54頁,共60頁，2024年2月25