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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,非能源物质,根
2、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 RNA和核糖核酸酶P的RNA组
3、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、HO、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,酶分子中存在着一些可以与其他分子发生某种程度的结
4、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选择性，即一种激活剂对某种酶起激活作用，而对另一
5、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、维生素C,脂溶性维生素 维生素A、D、E、K,(water-soluble v
6、itamin),(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,ATP+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,
7、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
8、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,
