第一章物质代谢与运动概述精选文档.ppt
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1、第一章物质代谢与运动概述本讲稿第一页,共五十九页 新陈代谢新陈代谢是生物体生命活动的基本特征是生物体生命活动的基本特征物质代谢物质代谢能量代谢能量代谢合成代谢合成代谢分解代谢分解代谢本讲稿第二页,共五十九页组成人体的组成人体的化学物质共有化学物质共有种糖、脂质、蛋白质、核酸、维生素、水和无机盐第一节第一节 运动人体的物质组成运动人体的物质组成本讲稿第三页,共五十九页 微微量量元元素素:Fe、Zn、Cu、Mg等等多种多种。元素组成:元素组成:C C、H H、O O、N N生生命命的的化化学学物物质质分子分子糖类糖类脂类脂类蛋白质蛋白质核酸核酸维生素维生素激素激素水水无机盐无机盐有机有机无机无机生
2、生命命大大分分子子大大分分子子小小分分子子本讲稿第四页,共五十九页1.根据分子结构特点分 有机分子有机分子:糖质、脂质、蛋白质、糖质、脂质、蛋白质、核酸、核酸、维生素维生素 无机分子:水、无机盐无机分子:水、无机盐 2.根据代谢过程中的能量变化情况分 能源物质:糖质、脂质、能源物质:糖质、脂质、蛋白质蛋白质 非能源物质:水、无机盐非能源物质:水、无机盐 核酸、维生素核酸、维生素本讲稿第五页,共五十九页本讲稿第六页,共五十九页人体物质组成的含量与功能人体物质组成的含量与功能 物物质组质组成成含量含量功能功能水水60%-70%60%-70%体重体重主要构成人体的体液。主要构成人体的体液。糖糖质质2
3、%2%人体干重人体干重主要以肝糖原、肌糖原及血糖的形主要以肝糖原、肌糖原及血糖的形式存在。式存在。脂脂质质30-40%30-40%人体干人体干重重略略蛋白蛋白质质54%54%人体干重人体干重是人体主要的是人体主要的结结构和功能物构和功能物质质。核酸核酸5 515%15%细细胞干胞干重重略略无机无机盐盐4-5%4-5%体重体重既可以作既可以作为结为结构物构物质质,也可与蛋白,也可与蛋白质质相相结结合合维维生素生素含量很低含量很低参与体内参与体内辅辅酶酶的构成,的构成,调节调节代代谢谢等。等。本讲稿第七页,共五十九页二、运动对人体化学物质的影响二、运动对人体化学物质的影响2.2.运动时人体内物质化
4、学反应加快运动时人体内物质化学反应加快3.3.运动影响体内的调节物质运动影响体内的调节物质1.1.运动对人体内物质组成的影响运动对人体内物质组成的影响本讲稿第八页,共五十九页第二节第二节 物质代谢的催化剂物质代谢的催化剂酶酶(EnzymeEnzyme)神经氨酸酶带状图神经氨酸酶带状图 一、概述一、概述(二)酶的化学组成(二)酶的化学组成(一)酶的概念(一)酶的概念本讲稿第九页,共五十九页 (一)酶的概念(一)酶的概念 酶是生物细胞所产生的具有催化功能的蛋白质。已发现4000多种酶。与酶相关的几个概念:酶促反应,底物,产物,酶活性E+SE+P(底物)(底物)(产物)(产物)酶酶 促促 反 应应(
5、反应速度)(反应速度)(反应速度)(反应速度)本讲稿第十页,共五十九页(二)酶的化学组成酶研究的发展史酶研究的发展史(1)(1)酶是蛋白质酶是蛋白质:1926 1926年年,James Summer,James Summer由刀豆制出脲酶结晶确立酶是蛋白质的观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。念,其具有蛋白质的一切性质。(2)(2)核酶的发现:核酶的发现:1981 198119821982年,年,Thomas R.CechThomas R.Cech实验发现有催化活性的天然实验发现有催化活性的天然RNARibozymeRNARibozyme。L19 RNA L19
6、RNA和核糖核酸酶和核糖核酸酶P P的的RNARNA组分具有酶活性是两个最著名的例组分具有酶活性是两个最著名的例子。子。1955 1955年,发现年,发现DNADNA的催化活性。的催化活性。(3)(3)抗体酶(抗体酶(abzymeabzyme):):1986 1986年,年,Richard LerrurRichard Lerrur和和Peter SchaltzPeter Schaltz运用单克隆抗体运用单克隆抗体技术制备了具有酶活性的抗体(技术制备了具有酶活性的抗体(catalytic antibodycatalytic antibody)。)。本讲稿第十一页,共五十九页二、酶的化学组成二、酶
7、的化学组成酶酶C、HO、N结结合酶合酶单纯单纯 酶酶元素组成元素组成分分子子组组成成本讲稿第十二页,共五十九页 1 1、单纯蛋白酶、单纯蛋白酶 单纯酶仅由蛋白质所构成。其催化活性单纯酶仅由蛋白质所构成。其催化活性由蛋白质结构所决定。人体大多数水解酶类由蛋白质结构所决定。人体大多数水解酶类都属于单纯酶,例如蛋白酶、淀粉酶、脂肪都属于单纯酶,例如蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、核糖核酸酶等。酶、核糖核酸酶等。本讲稿第十三页,共五十九页 2 2、结合蛋白酶、结合蛋白酶 结合酶除蛋白质部分外,还有非蛋白结合酶除蛋白质部分外,还有非蛋白质部分(即辅助因子)质部分(即辅助因子)酶蛋白酶蛋白+辅助因子辅助因子=全酶
8、(具有活性)全酶(具有活性)可以是金属离子,也可以是金属离子,也可以是辅酶(或辅基)可以是辅酶(或辅基)由非共价键连接几种不同的酶形成,由非共价键连接几种不同的酶形成,如丙酮酸脱氢酶复合体如丙酮酸脱氢酶复合体3 3、多酶复合体:、多酶复合体:本讲稿第十四页,共五十九页 表表2-1 2-1 金属酶及其功能金属酶及其功能表表表表2-22-2某些辅酶及其组分的维生素与生理功能某些辅酶及其组分的维生素与生理功能某些辅酶及其组分的维生素与生理功能某些辅酶及其组分的维生素与生理功能本讲稿第十五页,共五十九页酶定量测定:活性单位表示酶定量测定:活性单位表示一个酶单位:在酶作用的最适合条件下,一个酶单位:在酶
9、作用的最适合条件下,25C25C,1 1分钟内催化分钟内催化1.01.0微摩尔底物发生变化微摩尔底物发生变化的酶量。的酶量。二、酶催化反应的特点二、酶催化反应的特点酶活性:酶催化底物反应的能力即为酶活性酶活性:酶催化底物反应的能力即为酶活性酶活性的大小:酶催化底物消失量或产物的生成酶活性的大小:酶催化底物消失量或产物的生成量。量。本讲稿第十六页,共五十九页 二、酶促反应特点二、酶促反应特点1 1 1 1、不稳、不稳、不稳、不稳定性定性定性定性2 2 2 2、高、高、高、高效性效性效性效性3 3、特、特异性异性酶是蛋白质,结构易受各种理化条件酶是蛋白质,结构易受各种理化条件的影响,体温变化和失水
10、使体内环境的影响,体温变化和失水使体内环境离子浓度、酸碱度改变,各种代谢基离子浓度、酸碱度改变,各种代谢基质或产物改变都可以对酶活性发生影质或产物改变都可以对酶活性发生影响,如肌肉响,如肌肉pHpH值下降,可使糖无氧值下降,可使糖无氧代谢的关键酶代谢的关键酶磷酸果糖激酶活性下磷酸果糖激酶活性下降,甚至被抑制。降,甚至被抑制。酶的催化效率极高,比普通化学催化剂催化能力要高10-100亿倍,在运动时,代谢过程的速率更高,比平常要高几十甚至上千倍,可见酶活性的大小和运动能力关系十分密切。一般酶只能催化一种底物,或同一类型的化学键。一般酶只能催化一种底物,或同一类型的化学键。如淀粉酶只能分解淀粉,脂肪
11、酶只能分解脂肪。酶如淀粉酶只能分解淀粉,脂肪酶只能分解脂肪。酶的这种特性,使其对不同专项代谢机能训练的适应的这种特性,使其对不同专项代谢机能训练的适应不同,酶产生专门的适应,因此,训练要求要有针不同,酶产生专门的适应,因此,训练要求要有针对性,如力量、速度与对性,如力量、速度与ATP酶、酶、CK的活性关系最的活性关系最为密切;耐力则和柠檬酸合成酶、琥珀酸脱氢酶为密切;耐力则和柠檬酸合成酶、琥珀酸脱氢酶以及细胞色素氧化酶的活性关系最大。以及细胞色素氧化酶的活性关系最大。本讲稿第十七页,共五十九页4 4、可调控性、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合的部位,从而引起酶分子空间
12、构象的变化,对酶起激活或抑制作用。催化能力较弱,对整个代谢过程的反应速度催化能力较弱,对整个代谢过程的反应速度起限速控制作用的酶称限速酶。起限速控制作用的酶称限速酶。如磷酸果如磷酸果糖激酶是糖酵解过程的限速酶糖激酶是糖酵解过程的限速酶限速酶:限速酶:本讲稿第十八页,共五十九页三、影响酶促反应速度的因素(一一)底物浓度与酶浓度对反应速度的影响底物浓度与酶浓度对反应速度的影响酶酶促促反反应应速速率率酶的浓度酶的浓度酶酶促促反反应应速速率率底物浓度底物浓度酶量一定酶量一定本讲稿第十九页,共五十九页(二)(二)PHPH对反应速度的影响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
13、最适pH。本讲稿第二十页,共五十九页n一方面是温度升高一方面是温度升高,酶促反应速度加快。酶促反应速度加快。n另一方面另一方面,温度升高温度升高,酶的高级结构将发生酶的高级结构将发生 变化或变性,导致酶变化或变性,导致酶 活性降低甚至丧失。活性降低甚至丧失。n因此大多数酶都有一因此大多数酶都有一 个最适温度。个最适温度。在最适在最适 温度条件下温度条件下,反应速度反应速度最大。最大。(三)温度对反应速度的影响最适温度最适温度本讲稿第二十一页,共五十九页(四)激活剂与抑制剂对反应速度的影响(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
14、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。本讲稿第二十二页,共五十九页四、运动与酶适应(一)酶催化能力的适应 有效的运动训练可以使机体对酶的调控能力增 强,酶更容易被激活。(二)酶含量的适应 运动训练可促进蛋白质合成,使酶含量适应性增多 本讲稿第二十三页,共五十九页 酶的种类酶的种类未训练未训练无氧训练无氧训练有氧训练有氧训练有氧代谢酶类有氧代谢酶类琥珀酸脱氢酶琥珀酸脱氢酶8.18.18.08.020.820.8苹果酸脱氢酶苹果酸脱氢酶45.545.546.046.065.5*65.5*CP-ATPCP-ATP酶类酶类CKCK609.0609.0702.0*702.0*589.05
15、89.0MKMK309.0309.0350.0*350.0*297.0297.0糖酵解酶类糖酵解酶类磷酸化酶磷酸化酶5.35.35.85.83.6*3.6*磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶19.919.929.3*29.3*18.918.9乳酸脱氢酶乳酸脱氢酶766.0766.0811.0811.0621.0621.0有氧和无氧训练中肌肉酶浓度的变化(有氧和无氧训练中肌肉酶浓度的变化(mmol/g/min)mmol/g/min)*:与未训练组比较显著不同:与未训练组比较显著不同本讲稿第二十四页,共五十九页五、运动与血清酶 血清功能性血清功能性酶酶:脂蛋白脂肪:脂蛋白脂肪酶酶、凝血、凝血酶酶等。等。1.
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