第一章物質代謝與運動教學目標1.掌握運動人體的物質組成、酶催化反應的特點、運動中生物氧化過程及ATP的合成。2.熟悉運動中機體物質代謝的基本知識。3.理解運動中引起人體物質組成及酶的適應性變化。4.初步學會用物質代謝的知識理解與分析運動過程中人體機能的變化。第一章物質代謝與運動教學目標1

新陳代謝是生物體生命活動的基本特征物質代謝能量代謝合成代謝分解代謝新陳代謝物質代謝能量代謝合成代謝分解代謝2第一節運動人體的物質組成形態學細胞分子器官系統人體第一節運動人體的物質組成形態學細胞分子器官系統人體3生物化學角度分析人體組成生物化學角度分析人體組成4一、組成人體的化學物質組成人體的化學物質共有種糖、脂質、蛋白質、核酸、維生素、水和無機鹽一、組成人體的化學物質組成人體的種糖、脂質、蛋白質、核酸、維5人體物質組成的分類人體物質有機分子無機分子能源物質非能源物質根據分子結構特點根據供能情況人體物質組成的分類人有機分子無機分子能源物質非能源物質根據分6物質組成含量功能水60%-70%體重主要構成人體的體液。糖質2%人體干重主要以肝糖原、肌糖原及血糖的形式存在。脂質30-40%人體干重略蛋白質54%人體干重是人體主要的結構和功能物質。核酸5—15%細胞干重略無機鹽4-5%體重既可以作為結構物質，也可與蛋白質相結合維生素含量很低參與體內輔酶的構成，調節代謝等。物質組成含量功能水60%-70%體重主要構成人體的體液。7二、運動對人體化學物質的影響1.運動時人體內物質化學反應加快2.運動影響體內的調節物質二、運動對人體化學物質的影響1.運動時人體內物質化學反應加快8第二節物質代謝的催化劑—酶(Enzyme)

神經氨酸酶帶狀圖

第二節物質代謝的催化劑—酶(Enzyme)神經氨酸酶帶狀9一、概述1.酶的概念酶是一類由活性細胞產生的具有催化作用和高度專一性的特殊蛋白質。簡單說，酶是具有催化功能的蛋白質。一、概述102.酶的化學組成酶研究的發展史(1)酶是蛋白質:1926年,JamesSummer由刀豆制出脲酶結晶確立酶是蛋白質的觀念，其具有蛋白質的一切性質。(2)核酶的發現：1981～1982年，ThomasR.Cech實驗發現有催化活性的天然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，發現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制備了具有酶活性的抗體（catalyticantibody）。2.酶的化學組成11酶的組成酶C、HO、N結合酶單純酶元素組成分子組成酶的組成酶C、H結單純元素組成分12二、酶催化反應的特點（一）高效性人體內的大多數反應，在沒有酶的參與下，幾乎不能進行。二、酶催化反應的特點（一）高效性13（二）高度專一性通常將酶的結合部位和催化部位總稱為酶的活性部位或活性中心。結合部位決定酶的專一性，催化部位決定酶所催化反應的性質。（二）高度專一性通常將酶的結合部位和14（三）可調控性酶分子中存在著一些可以與其他分子發生某種程度的結合的部位，從而引起酶分子空間構象的變化，對酶起激活或抑制作用。（三）可調控性酶分子中存在著一些可以與其他分子發生某種程度的15三、影響酶促反應速度的因素(一)底物濃度與酶濃度對反應速度的影響酶促反應速率酶的濃度酶促反應速率底物濃度酶量一定三、影響酶促反應速度的因素(一)底物濃度與酶濃度對反應速度的16（二）PH對反應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。（二）PH對反應速度的影響在一定的pH下,17一方面是溫度升高,酶促反應速度加快。另一方面,溫度升高,酶的高級結構將發生變化或變性，導致酶活性降低甚至喪失。因此大多數酶都有一個最適溫度。在最適溫度條件下,反應速度最大。（三）溫度對反應速度的影響最適溫度一方面是溫度升高,（三）溫度對反應速度的影響最適溫度18（四）激活劑與抑制劑對反應速度的影響

凡能提高酶活性的物質都稱為激活劑，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。（四）激活劑與抑制劑對反應速度的影響凡能提高酶活性的物19四、運動與酶適應一、酶催化能力的適應二、酶含量的適應五、運動與血清酶四、運動與酶適應一、酶催化能力的適應五、運動與血清酶20第三節運動時物質代謝運動時人體的代謝特點:1.物質代謝相互聯系的整體性；2.嚴格精細的代謝調控；3.運動過程不同階段物質代謝的側重性；4.能量生成形式的同一性第三節運動時物質代謝運動時人體的代謝特點:21一、糖代謝人體中的糖的最終來源——自然界的綠色植物一、糖代謝人體中的糖的最終來源——自然界的綠色植物22糖代謝糖代謝23二、脂代謝二、脂代謝24三、蛋白質代謝三、蛋白質代謝25四、水代謝四、水代謝26水的來源和去路（動態平衡）

飲水（1200）

食物（1000）代謝水（300）

水的動態平衡最低尿量500ml/日生理補液量1500ml/日腎臟排尿（1500）皮膚蒸發（500）肺呼出（350）糞便排出（150）

水的來源和去路（動態平衡）飲水（1200）水27五、無機鹽代謝五、無機鹽代謝28一物質代謝與運動概述課件29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、維生素代謝維生素的命名和分類分類水溶性維生素B族維生素、30維生素概念和特點小分子有機化合物體內不能合成或合成量不足參與物質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，過多可中毒維生素概念和特點小分子有機化合物31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、視黃酸構成視紫紅質；維持上皮組織結構的完整；促進生長發育；有一定防癌抗癌作用夜盲癥，干眼病維生素D1，25-（OH）2-D3調節鈣、磷代謝，促進成骨作用兒童：佝僂病；成人：軟骨病；中老年：骨質疏松維生素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、缺乏病名稱活性形式主要生化作用主要缺乏病維生素A11-順式構成視紫32一物質代謝與運動概述課件33第四節運動時機體的能量代謝第四節運動時機體的能量代謝34一、腺苷三磷酸——ATP(一）ATP的分子結構和生物功能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一、腺苷三磷酸——ATP(一）ATP的分子結構35二、肌肉活動時ATP代謝1.肌肉活動時ATP的利用二、肌肉活動時ATP代謝1.肌肉活動時ATP的利用362.ATP的再合成方式二方式一CP+ADPATP+CCK2.ATP的再合成方式二方式一CP+ADPATP+CCK37生物氧化概念

有機物在生物體內的氧化包括物質分解和產能：呼吸作用O2CO2+H2O二、生物氧化生物氧化概念呼吸作用O2CO2+H2O二、生物氧化38二、生物氧化的特點（1）物質的氧化方式主要為脫氫；（2）在細胞內37℃及近中性的水環境中，通過酶的催化作用逐步進行；（3）物質中的能量逐步釋放，ATP生成率高；（4）生物氧化中生成的水由物質脫下的氫與氧結合產生；二氧化碳由有機酸脫羧產生。二、生物氧化的特點39生物氧化是一個分步進行的過程。每一步都由特殊的酶催化，每一步反應的產物都可以分離出來。這種逐步進行的反應模式有利于在溫和的條件下釋放能量，提高能量利用率。生物氧化釋放的能量，通過與ATP合成相偶聯，轉換成生物體能夠直接利用的生物能ATP。生物氧化是一個分步進行的過程。每一步都由特殊的酶催化，每一步40生物氧化的一般過程生物氧化的一般過程41生物氧化發生部位線粒體生物氧化發生部位線粒體42

43生物氧化的特點：1.物質的氧化方式主要是脫氫；2.在細胞內37℃及近中性水環境中，通過酶的催化作用逐步進行；3.物質中的能量逐步釋放，ATP生成效率高；4.生物氧化中生成的水由物質脫下的氫與氧結合產生；二氧化碳由有機酸脫羧產生。生物氧化的特點：44(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。在真核生物細胞內，它位于線粒體內膜上，原核生物中，它位于細胞膜上。2.呼吸鏈respiratorychain(電子傳遞鏈electrontransportchain)(1)概念及位置2.呼吸鏈respiratorychain45線粒體呼吸鏈線粒體呼吸鏈46兩條主要的呼吸鏈兩條主要的呼吸鏈47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、細胞色素類、輔酶Q類等。組成及其排列順序48一物質代謝與運動概述課件49底物水平磷酸化是在被氧化的底物上發生磷酸化作用。即底物被氧化的過程中，形成了某些高能磷酸化合物的中間產物，通過酶的作用可使ADP生成ATP。電子傳遞體系磷酸化是指當電子從NADH或FADH2經過電子傳遞體系(呼吸鏈)傳遞給氧形成水時，同時伴有ADP磷酸化為ATP的全過程。通常所說的氧化磷酸化是指電子傳遞體系磷酸化。（三）ATP的合成底物水平磷酸化是在被氧化的底物上發生磷酸化作用。即底物被氧化50一物質代謝與運動概述課件51三、二氧化碳的生成三、二氧化碳的生成52第一章物質代謝與運動教學目標1.掌握運動人體的物質組成、酶催化反應的特點、運動中生物氧化過程及ATP的合成。2.熟悉運動中機體物質代謝的基本知識。3.理解運動中引起人體物質組成及酶的適應性變化。4.初步學會用物質代謝的知識理解與分析運動過程中人體機能的變化。第一章物質代謝與運動教學目標53

新陳代謝是生物體生命活動的基本特征物質代謝能量代謝合成代謝分解代謝新陳代謝物質代謝能量代謝合成代謝分解代謝54第一節運動人體的物質組成形態學細胞分子器官系統人體第一節運動人體的物質組成形態學細胞分子器官系統人體55生物化學角度分析人體組成生物化學角度分析人體組成56一、組成人體的化學物質組成人體的化學物質共有種糖、脂質、蛋白質、核酸、維生素、水和無機鹽一、組成人體的化學物質組成人體的種糖、脂質、蛋白質、核酸、維57人體物質組成的分類人體物質有機分子無機分子能源物質非能源物質根據分子結構特點根據供能情況人體物質組成的分類人有機分子無機分子能源物質非能源物質根據分58物質組成含量功能水60%-70%體重主要構成人體的體液。糖質2%人體干重主要以肝糖原、肌糖原及血糖的形式存在。脂質30-40%人體干重略蛋白質54%人體干重是人體主要的結構和功能物質。核酸5—15%細胞干重略無機鹽4-5%體重既可以作為結構物質，也可與蛋白質相結合維生素含量很低參與體內輔酶的構成，調節代謝等。物質組成含量功能水60%-70%體重主要構成人體的體液。59二、運動對人體化學物質的影響1.運動時人體內物質化學反應加快2.運動影響體內的調節物質二、運動對人體化學物質的影響1.運動時人體內物質化學反應加快60第二節物質代謝的催化劑—酶(Enzyme)

神經氨酸酶帶狀圖

第二節物質代謝的催化劑—酶(Enzyme)神經氨酸酶帶狀61一、概述1.酶的概念酶是一類由活性細胞產生的具有催化作用和高度專一性的特殊蛋白質。簡單說，酶是具有催化功能的蛋白質。一、概述622.酶的化學組成酶研究的發展史(1)酶是蛋白質:1926年,JamesSummer由刀豆制出脲酶結晶確立酶是蛋白質的觀念，其具有蛋白質的一切性質。(2)核酶的發現：1981～1982年，ThomasR.Cech實驗發現有催化活性的天然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，發現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制備了具有酶活性的抗體（catalyticantibody）。2.酶的化學組成63酶的組成酶C、HO、N結合酶單純酶元素組成分子組成酶的組成酶C、H結單純元素組成分64二、酶催化反應的特點（一）高效性人體內的大多數反應，在沒有酶的參與下，幾乎不能進行。二、酶催化反應的特點（一）高效性65（二）高度專一性通常將酶的結合部位和催化部位總稱為酶的活性部位或活性中心。結合部位決定酶的專一性，催化部位決定酶所催化反應的性質。（二）高度專一性通常將酶的結合部位和66（三）可調控性酶分子中存在著一些可以與其他分子發生某種程度的結合的部位，從而引起酶分子空間構象的變化，對酶起激活或抑制作用。（三）可調控性酶分子中存在著一些可以與其他分子發生某種程度的67三、影響酶促反應速度的因素(一)底物濃度與酶濃度對反應速度的影響酶促反應速率酶的濃度酶促反應速率底物濃度酶量一定三、影響酶促反應速度的因素(一)底物濃度與酶濃度對反應速度的68（二）PH對反應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。（二）PH對反應速度的影響在一定的pH下,69一方面是溫度升高,酶促反應速度加快。另一方面,溫度升高,酶的高級結構將發生變化或變性，導致酶活性降低甚至喪失。因此大多數酶都有一個最適溫度。在最適溫度條件下,反應速度最大。（三）溫度對反應速度的影響最適溫度一方面是溫度升高,（三）溫度對反應速度的影響最適溫度70（四）激活劑與抑制劑對反應速度的影響

凡能提高酶活性的物質都稱為激活劑，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。（四）激活劑與抑制劑對反應速度的影響凡能提高酶活性的物71四、運動與酶適應一、酶催化能力的適應二、酶含量的適應五、運動與血清酶四、運動與酶適應一、酶催化能力的適應五、運動與血清酶72第三節運動時物質代謝運動時人體的代謝特點:1.物質代謝相互聯系的整體性；2.嚴格精細的代謝調控；3.運動過程不同階段物質代謝的側重性；4.能量生成形式的同一性第三節運動時物質代謝運動時人體的代謝特點:73一、糖代謝人體中的糖的最終來源——自然界的綠色植物一、糖代謝人體中的糖的最終來源——自然界的綠色植物74糖代謝糖代謝75二、脂代謝二、脂代謝76三、蛋白質代謝三、蛋白質代謝77四、水代謝四、水代謝78水的來源和去路（動態平衡）

飲水（1200）

食物（1000）代謝水（300）

水的動態平衡最低尿量500ml/日生理補液量1500ml/日腎臟排尿（1500）皮膚蒸發（500）肺呼出（350）糞便排出（150）

水的來源和去路（動態平衡）飲水（1200）水79五、無機鹽代謝五、無機鹽代謝80一物質代謝與運動概述課件81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、維生素代謝維生素的命名和分類分類水溶性維生素B族維生素、82維生素概念和特點小分子有機化合物體內不能合成或合成量不足參與物質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，過多可中毒維生素概念和特點小分子有機化合物83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、視黃酸構成視紫紅質；維持上皮組織結構的完整；促進生長發育；有一定防癌抗癌作用夜盲癥，干眼病維生素D1，25-（OH）2-D3調節鈣、磷代謝，促進成骨作用兒童：佝僂病；成人：軟骨病；中老年：骨質疏松維生素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、缺乏病名稱活性形式主要生化作用主要缺乏病維生素A11-順式構成視紫84一物質代謝與運動概述課件85第四節運動時機體的能量代謝第四節運動時機體的能量代謝86一、腺苷三磷酸——ATP(一）ATP的分子結構和生物功能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一、腺苷三磷酸——ATP(一）ATP的分子結構87二、肌肉活動時ATP代謝1.肌肉活動時ATP的利用二、肌肉活動時ATP代謝1.肌肉活動時ATP的利用882.ATP的再合成方式二方式一CP+ADPATP+CCK2.ATP的再合成方式二方式一CP+ADPATP+CCK89生物氧化概念

有機物在生物體內的氧化包括物質分解和產能：呼吸作用O2CO2+H2O二、生物氧化生物氧化概念呼吸作用O2CO2+H2O二、生物氧化90二、生物氧化的特點（1）物質的氧化方式主要為脫氫；（2）在細胞內37℃及近中性的水環境中，通過酶的催化作用逐步進行；（3）物質中的能量逐步釋放，ATP生成率高；（4）生物氧化中生成的水由物質脫下的氫與氧結合產生；二氧化碳由有機酸脫羧產生。二、生物氧化的特點91生物氧化是一個分步進行的過程。每一步都由特殊的酶催化，每一步反應的產物都可以分離出來。這種