1、第一章 物质代谢与运动,教学目标1.掌握运动人体的物质组成、酶催化反 应的特点、运动中生物氧化过程及ATP的合成。 2.熟悉运动中机体物质代谢的基本知识。 3.理解运动中引起人体物质组成及酶的适应性变化。 4.初步学会用物质代谢的知识理解与分析运动过程中人体机能的变化。,新陈代谢 是生物体生命活动的基本特征,物质代谢,能量代谢,合成代谢,分解代谢,第一节 运动人体的物质组成,形态学,细胞分子,器官系统,人体,生物化学角度分析人体组成,一、组成人体的化学物质,组成人体的 化学物质共有,种,糖、脂质、蛋白质、核酸、维生素、水和无机盐,人体物质组成的分类,人 体 物 质,有机分子,无机分子,能源物质
2、,非能源物质,根据分子 结构特点,根据供能情况,二、运动对人体化学物质的影响,1.运动时人体内物质化学反应加快 2.运动影响体内的调节物质,第二节 物质代谢的催化剂酶(Enzyme),神经氨酸酶带状图,一、概述1.酶的概念酶是一类由活性细胞产生的具有 催化作用和高度专一性的特殊蛋白质。 简单说，酶是具有催化功能的蛋白质。,2.酶的化学组成酶研究的发展史 (1)酶是蛋白质:1926年,James Summer由刀豆制出脲酶结晶确立酶是蛋白质的观念，其具有蛋白质的一切性质。 (2)核酶的发现：19811982年，Thomas R.Cech实验发现有催化活性的天然RNARibozyme。L19 RN
3、A和核糖核酸酶P的RNA组分具有酶活性是两个最著名的例子。1955年，发现DNA的催化活性。 (3)抗体酶（abzyme）：1986年，Richard Lerrur和Peter Schaltz运用单克隆抗体技术制备了具有酶活性的抗体（catalytic antibody）。,酶的组成,酶,C、H O、N,结 合酶,单纯酶,元素组成,分 子 组 成,二、酶催化反应的特点,（一）高效性人体内的大多数反应，在没有酶的参与下 ，几乎不能进行。,（二）高度专一性,通常将酶的结合部位和 催化部位总称为酶的活 性部位或活性中心。结合部位决定酶的专一性，催化部位决定酶所催化反应的性质。,（三）可调控性,酶分子
4、中存在着一些可以与其他分子发生某种程度的结合的部位，从而引起酶分子空间构象的变化，对酶起激活或抑制作用。,三、影响酶促反应速度的因素,(一)底物浓度与酶浓度对反应速度的影响,酶量一定,（二）PH对反应速度的影响,在一定的pH下, 酶具有最大的 催化活性,通常 称此pH为最适 pH。,一方面是温度升高,酶促反应速度加快。 另一方面,温度升高,酶的高级结构将发生变化或变性，导致酶活性降低甚至丧失。 因此大多数酶都有一 个最适温度。 在最适 温度条件下,反应速度最大。,（三）温度对反应速度的影响,最适温度,（四）激活剂与抑制剂对反应速度的影响,凡能提高酶活性的物质都称为激活剂，它对酶的作用具有一定的
5、选择性，即一种激活剂对某种酶起激活作用，而对另一种酶可能起抑制作用。,四、运动与酶适应,一、酶催化能力的适应 二、酶含量的适应,五、运动与血清酶,第三节 运动时物质代谢,运动时人体的代谢特点: 1.物质代谢相互联系的整体性； 2.严格精细的代谢调控； 3.运动过程不同阶段物质代谢的侧重性； 4.能量生成形式的同一性,一、糖代谢,人体中的糖的最终来源自然界的绿色植物,糖代谢,二、脂代谢,三、蛋白质代谢,四、水代谢,水的来源和去路 （动态平衡）,饮 水 （1200 ）食 物 （1000 ） 代谢水（ 300 ）,水的动态平衡,五、无机盐代谢,维生素的命名和分类,分类,水溶性维生素 B族维生素、维生
6、素C,脂溶性维生素 维生素A、D、E、K,(water-soluble vitamin),(fat-soluble vitamin),六、维生素代谢,维生素概念和特点,小分子有机化合物 体内不能合成或合成量不足 参与物质代谢和多种重要生理过程 每日需要量在毫克或微克水平 缺乏会患病，过多可中毒,脂溶性维生素的活性形式及主要生化作用、缺乏病,第四节 运动时机体的能量代谢,一、腺苷三磷酸ATP,(一）ATP的分子结构 和生物功能ATP是生命活动的直接能源 2.合成磷酸肌酸和其他高能磷酸化合物,二、肌肉活动时ATP代谢,1.肌肉活动时ATP的利用,2.ATP的再合成,方式二,方式一,CP+ADP,A
7、TP+C,CK,生物氧化概念有机物在生物体内的氧化包括物质分解和 产能：,呼吸作用,O2,CO2 + H2O,二、 生物氧化,二、生物氧化的特点（1）物质的氧化方式主要为脱氢； （2）在细胞内37及近中性的水环境中， 通过酶的催化作用逐步进行； （3）物质中的能量逐步释放，ATP生成率高； （4）生物氧化中生成的水由物质脱下的氢与氧结合产生；二氧化碳由有机酸脱羧产生。,生物氧化是一个分步进行的过程。每一步都由特殊的酶催化，每一步反应的产物都可以分离出来。这种逐步进行的反应模式有利于在温和的条件下释放能量，提高能量利用率。 生物氧化释放的能量，通过与ATP合成相偶联，转换成生物体能够直接利用的生
8、物能ATP。,生物氧化的一般过程,生物氧化发生部位,线 粒 体,生物氧化的特点：1.物质的氧化方式主要是脱氢； 2.在细胞内37及近中性水环境中，通过酶的催化作用逐步进行； 3.物质中的能量逐步释放，ATP生成效率高； 4.生物氧化中生成的水由物质脱下的氢与氧结合产生；二氧化碳由有机酸脱羧产生。,(1)概念及位置 呼吸链又叫电子传递体系或电子传递链，它是代谢物上的氢原子被脱氢酶激活脱落后，经过一系列的传递体，最后传递给被激活的氧原子，而生成水的全部体系。在真核生物细胞内，它位于线粒体内膜上，原核生物中，它位于细胞膜上。,2.呼吸链respiratory chain (电子传递链 electron transport chain),线粒体呼吸链,两条主要的呼吸链,组成及其排列顺序呼吸链由许多个组分组成，参加呼吸链的氧化还原酶有烟酰胺脱氢酶类、黄素脱氢酶类、铁硫蛋白类、细胞色素类、辅酶Q类等。,底物水平磷酸化是在被氧化的底物上发生磷酸化作用。即底物被氧化的过程中，形成了某些高能磷酸化合物的中间产物，通过酶的作用可使ADP生成ATP。电子传递体系磷酸化是指当电子从NADH或FADH2经过电子传递体系(呼吸链)传递给氧形成水时，同时伴有ADP磷酸化为ATP的全过程。通常所说的氧化磷酸化是指电子传递体系磷酸化。,（三）ATP的合成,三、二氧化碳的生成,
