物质代谢与运动概述精选课件.ppt

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1、关于物质代谢与运动概述第一页，本课件共有60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第二页，本课件共有60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第三页，本课件共有60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生

2、命命大大分分子子大大分分子子小小分分子子第四页，本课件共有60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、维生素第五页，本课件共有60页第六页，本课件共有60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 第七页，本课件共有60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学反应加快运动时人

3、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第八页，本课件共有60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）酶的概念第九页，本课件共有60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 促 反 应（反应速度）（反应速度）第

4、十页，本课件共有60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。质的观念，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 RNA和核糖核酸酶和核糖核酸酶P P的的RNAR

5、NA组分具有酶活性是两个最著名组分具有酶活性是两个最著名的例子。的例子。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运用单克隆抗运用单克隆抗体技术制备了具有酶活性的抗体（体技术制备了具有酶活性的抗体（catalytic antibodycatalytic antibody）。）。第十一页，本课件共有60页二、酶的化学组成二、酶的化学组成酶酶C、HO、N结结合酶合酶单纯单纯

6、酶酶元素组成元素组成分分子子组组成成第十二页，本课件共有60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。第十三页，本课件共有60页 2 2、结合蛋白酶、结合蛋白酶 结合酶除蛋白质部分外，还有非蛋结合酶除蛋白质部分外，还有非蛋白质部分（即辅助因子）白质部分（即辅助因子）酶蛋白酶蛋白+辅助因子辅助因子=全酶（具有活性）全酶（具有活性）可以是金属离子，可以

7、是金属离子，也可以是辅酶（或也可以是辅酶（或辅基）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：第十四页，本课件共有60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第十五页，本课件共有60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：在酶作用的最适合条件下，25C25C，1 1分钟内催

8、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酶活性的大小：酶催化底物消失量或产物的生成量。的生成量。第十六页，本课件共有60页 二、酶促反应特点二、酶促反应特点1 1 1 1、不、不稳定性稳定性2 2、高、高效性效性3 3 3 3、特、特异性异性酶是蛋白质，结构易受各种理化条件的影响，体温变化和失水使体内环境离子浓度、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响，如肌肉pHpH值下降，可值下降，可使糖

9、无氧代谢的关键酶使糖无氧代谢的关键酶磷酸果糖激酶活性下降，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

10、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。酶以及细胞色素氧化酶的活性关系最大。第十七页，本课件共有60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：第十八

11、页，本课件共有60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第十九页，本课件共有60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为最适pH。第二十页，本课件共有60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

12、。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第二十一页，本课件共有60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。第二十二页，本课件共有60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 第二十

13、三页，本课件共有60页 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第二十四页，本课件共有60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。1.1.血清血清酶酶 非功能性非功能性酶酶：GPTGPT、GOTGOT、CKCK、ALDALD等。等。一般所一般所讲讲的血清的血清酶酶是指血清非功能性是指血清非功能性酶酶。第二十五页，本课件共有60页2 2、运动与血清酶、运动与血清酶正常情况，人体组织有少量酶逸出，血清酶的活性正常情况，人体

14、组织有少量酶逸出，血清酶的活性相对稳定。当身体的机能状态急剧改变时，血清酶相对稳定。当身体的机能状态急剧改变时，血清酶的活性升高。运动时血清酶活性的影响因素主要有：的活性升高。运动时血清酶活性的影响因素主要有：运动强度训练水平运动时间运动方式环 境血清酶第二十六页，本课件共有60页3 3、运动性血清酶活性升高机制、运动性血清酶活性升高机制 肌细胞膜细微损伤或通透性增加。主肌细胞膜细微损伤或通透性增加。主要原因有：要原因有：（1 1）、运动时肌肉收缩的机械性牵拉）、运动时肌肉收缩的机械性牵拉（2 2）、内环境变化：如）、内环境变化：如pHpH下降，血糖降低等下降，血糖降低等（4 4）、细胞膜）、

15、细胞膜ATPATP亏缺、自由基损伤亏缺、自由基损伤（3 3）、肌细胞炎症反应）、肌细胞炎症反应第二十七页，本课件共有60页第三节 运动时物质代谢运动时人体的代谢特点运动时人体的代谢特点:1.1.物质代谢相互联系的物质代谢相互联系的整体性整体性；2.2.严格精细严格精细的代谢调控；的代谢调控；3.3.运动过程不同阶段物质代谢的运动过程不同阶段物质代谢的侧重性侧重性；4.4.能量生成形式的能量生成形式的同一性同一性第二十八页，本课件共有60页一、糖代谢人体中的糖的最终来源自然界的绿色植物第二十九页，本课件共有60页糖代谢第三十页，本课件共有60页二、脂代谢第三十一页，本课件共有60页三、蛋白质代谢

16、第三十二页，本课件共有60页四、水代谢存在形式存在形式 游离水：游离水：约约占占95%95%细细胞中水胞中水 结结合水：合水：约约占占4-5%4-5%。第三十三页，本课件共有60页水的来源和去路水的来源和去路 （动态平衡）（动态平衡）饮饮饮饮 水水水水 （1200 1200）食食食食 物物物物 （1000 1000）代谢水代谢水代谢水代谢水（300 300）肾脏排尿肾脏排尿肾脏排尿肾脏排尿（1500 1500）皮肤蒸发皮肤蒸发皮肤蒸发皮肤蒸发（500 500）肺肺肺肺 呼呼呼呼 出出出出（350 350）粪便排出粪便排出粪便排出粪便排出（150 150）人人体体内内的的水水食食物物饮饮料料代代

17、谢谢多多少少第三十四页，本课件共有60页五、无机盐代谢第三十五页，本课件共有60页（一）无机盐的分类（一）无机盐的分类第三十六页，本课件共有60页维生素的命名和分类分类分类水溶性维生素水溶性维生素 B族维生素、维生素族维生素、维生素C脂溶性维生素脂溶性维生素 维生素维生素A、D、E、K(water-soluble vitamin)(fat-soluble vitamin)六、维生素代谢第三十七页，本课件共有60页 二、与运动关系密切的维生素 缺乏时引起运动时乳酸堆积增加，使机体容易疲劳并可能影响心脏的功能。当充足时，可促进运动时糖原有氧代谢，提高运动速度耐力和耐力；加速运动后血乳酸消除 缺乏时

18、，直接影响骨骼肌有氧供能能力，引起肌收缩无力，耐久力下降 与运动员有氧和无氧耐力有关；在运动后参与合成代谢，与恢复能力有关与运动能力特别是力量素质有关不足时，白细胞的吞噬功能下降。对提高耐力、消除疲劳和促进创伤愈合有作用。缺乏时，肾上腺皮质发生萎缩和性功能紊乱，对视力集中要求高的运动项目运动能力影响较大与运动员肌肉耐力有关第三十八页，本课件共有60页脂溶性维生素的活性形式及主要生化作用、缺乏病脂溶性维生素的活性形式及主要生化作用、缺乏病第三十九页，本课件共有60页第四十页，本课件共有60页第四节 运动时机体的能量代谢第四十一页，本课件共有60页一、腺苷三磷酸ATP(一）ATP的分子结构和生物功

19、能1.ATP是生命活动的直接能源2.合成磷酸肌酸和其他高能 磷酸化合物第四十二页，本课件共有60页（二）肌肉活动时ATP代谢1.1.肌肉活动时肌肉活动时ATPATP的利用的利用ATPADPPi高高能能磷磷酸酸化化和物合物和物合物糖无氧酵解糖无氧酵解有氧代谢有氧代谢CP+ADP CK ATP+CADP+ADP MK ATP+AMP+ATP酶 H2O 能量能量第四十三页，本课件共有60页2.ATP的再合成方式二方式二方式一方式一CP+ADPATP+CCK第四十四页，本课件共有60页（一）概述1.生物氧化概念 有机物在生物体内的氧化包括物质有机物在生物体内的氧化包括物质分解分解和和产能：产能：呼吸作

20、用呼吸作用O2CO2+H2O二、二、生物氧化生物氧化第四十五页，本课件共有60页2.生物氧化的一般过程生物氧化的一般过程 第一阶段：糖、脂肪和蛋白质经过分解代谢生成乙酰辅酶第一阶段：糖、脂肪和蛋白质经过分解代谢生成乙酰辅酶A A；第二阶段：乙酰辅酶第二阶段：乙酰辅酶A A进入三羧酸循环多次脱氢，使进入三羧酸循环多次脱氢，使NAD+NAD+和和FADFAD还还原成原成NADH+H+NADH+H+和和FADH2FADH2，生成二氧化碳；，生成二氧化碳；第三阶段：第三阶段：NADH+H+NADH+H+和和FADH2FADH2中的氢经呼吸链将电子传递给氧生成中的氢经呼吸链将电子传递给氧生成水，氧化过程

21、中释放出来的能量用于水，氧化过程中释放出来的能量用于ATPATP的合成。的合成。第四十六页，本课件共有60页3.生物氧化发生部位线线 粒粒 体体第四十七页，本课件共有60页第四十八页，本课件共有60页4.生物氧化的特点：(1)(1)(1)(1)物质的氧化方式主要是脱氢；物质的氧化方式主要是脱氢；物质的氧化方式主要是脱氢；物质的氧化方式主要是脱氢；(2)(2)(2)(2)在细胞内在细胞内在细胞内在细胞内37373737及近中性水环境中，通过酶的催化作用逐步及近中性水环境中，通过酶的催化作用逐步及近中性水环境中，通过酶的催化作用逐步及近中性水环境中，通过酶的催化作用逐步进行；进行；进行；进行；(3

22、)(3)(3)(3)物质中的能量逐步释放，物质中的能量逐步释放，物质中的能量逐步释放，物质中的能量逐步释放，ATPATPATPATP生成效率高；生成效率高；生成效率高；生成效率高；(4)(4)(4)(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。由有机酸脱羧产生。由有机酸脱羧产生。由有机酸脱羧产生。(5)(5)(5)(5)生物氧化是一个生物氧化是一个生物氧化是一个生物氧化是一个分步分步分步分步进行的过程。

23、每一步都由特殊的酶催进行的过程。每一步都由特殊的酶催进行的过程。每一步都由特殊的酶催进行的过程。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。这种逐步进行的化，每一步反应的产物都可以分离出来。这种逐步进行的化，每一步反应的产物都可以分离出来。这种逐步进行的化，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，提高能量利用反应模式有利于在温和的条件下释放能量，提高能量利用反应模式有利于在温和的条件下释放能量，提高能量利用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。率。率。率。(6)(6)(6)(6)生物氧化释放的能量，通过与生物氧化释放的能量

24、，通过与生物氧化释放的能量，通过与生物氧化释放的能量，通过与ATPATPATPATP合成相偶联，转换成生物合成相偶联，转换成生物合成相偶联，转换成生物合成相偶联，转换成生物体能够直接利用的生物能体能够直接利用的生物能体能够直接利用的生物能体能够直接利用的生物能ATPATPATPATP。第四十九页，本课件共有60页(1)概念及位置n呼吸链又叫电子传递体系或电子传递链，它是代谢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，而生成水的传递体，最后传递给被激活的氧原子，而生成水的全部

25、体系。在真核生物细胞内，它位于线粒体内膜全部体系。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。上，原核生物中，它位于细胞膜上。(二二)呼吸链呼吸链respiratory chainrespiratory chain(电子传递链电子传递链 electron transport chain)electron transport chain)第五十页，本课件共有60页线粒体呼吸链线粒体呼吸链第五十一页，本课件共有60页两条主要的呼吸链两条主要的呼吸链第五十二页，本课件共有60页组成及其排列顺序组成及其排列顺序 呼吸链由许多个组分组成，参加呼吸链的氧呼吸链由许多个组分组成，参加呼

26、吸链的氧化还原酶有烟酰胺脱氢酶类、黄素脱氢酶类、铁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、辅酶硫蛋白类、细胞色素类、辅酶Q Q类等。类等。第五十三页，本课件共有60页第五十四页，本课件共有60页n底物水平磷酸化底物水平磷酸化是在被氧化的底物上发生磷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，通过了某些高能磷酸化合物的中间产物，通过酶的作用可使酶的作用可使ADPADP生成生成ATPATP。n氧化磷酸化氧化磷酸化是指当电子从是指当电子从NADHNADH或或FADHFADH2 2经过经过电子传

27、递体系电子传递体系(呼吸链呼吸链)传递给氧形成水时，传递给氧形成水时，同时伴有同时伴有ADPADP磷酸化为磷酸化为ATPATP的全过程。通常的全过程。通常所说的氧化磷酸化是指电子传递体系磷酸所说的氧化磷酸化是指电子传递体系磷酸化。化。（三）ATP的合成第五十五页，本课件共有60页 代谢物脱下的氢，经呼吸链氧化为水时所释放的能量，使ADP磷酸化生成ATP的偶联反应过程，称为氧化磷酸化。水的生成：水的生成：O2+4H+4e 2HO2FADH2呼吸链呼吸链NADH+H呼吸链呼吸链CO2的生成：脱羧的生成：脱羧ADP+Pi+能量能量 ATP第五十六页，本课件共有60页 底物水平磷酸化：*可合成22ATP代谢物脱氢或脱水引起分子内能量重新分布，而形成的高能磷酸键转移给ADP生成ATP的方式，称为底物水平磷酸化。ADP+M P ATP概念：概念：第五十七页，本课件共有60页第五十八页，本课件共有60页三、二氧化碳的生成第五十九页，本课件共有60页感谢大家观看第六十页，本课件共有60页