运动生物化学教(学)案.docx
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1、XX学院课程教案2013 2014学年第一学期课程名称:运动生物化学授课专业:体育教育授课班级:2012级班、二班主讲教师:XXX所属系别:体育系教研室:理论教研室教材名称:运动生物化学、版次:高等教育第一版2013年1月6日XX学院教案(首页)课程名称运动生物化学课程类别必修课()限选课()公共任选课()总学时36学分2讲授 学时36实践 学时0实验 学时0授课专业体育教育授课班级12级本科、13专接本授课教师XXX职称助教教学目的 和要求课程目标:运动生物化学是研究机体运动时体的化学变化即物质代谢及其调节的特点与规 律,研究运动引起体分子水平适应性变化及其机理的门学科。运动生物化学主要 采
2、用化学的原理与方法,同时融入多学科的技术,从分子水平探讨运动与身体化学 组成之间的相互适应,运动过程中机体物质和能量代谢及调节规律,为增强体质、 提高竞技运动能力提供理论和方法。运动生物化学是体育教育专业门重要的专业 理论课程。教学要求:通过本课程的教学,使学生掌握运动人体变化的生物学本质、评定和监控运动 人体机能状态的方法。培养学生运用运动生物化学基本理论分析问题和解决问题的 能力,并能科学地指导不同人群的体育锻炼和运动训练。为进步从事相关专业课 的学习和体育科研工作奠定基础。教学重点、 难点物质代谢与运动概述;糖代谢与运动;脂代谢与运动;蛋白质代谢与运动;运动时骨骼肌的代谢调节与能量利用;
3、运动性疲劳及恢复过程的生化特点;系别:体育系教研室:人体科学教研室1 .蕴琨、丁树哲.运动生物化学.北京:高等教育,2006年.2 .爱芳.实用运动生物化学.北京:北京体育大学,2005年.主要参考 资料3 .许豪文.运动生物化学概论.北京:高等教育,2001年.4 .冯美云.运动生物化学.北京:人民体育,1999年.5 .许豪文、冯炜权、王元勋.运动生物化学.北京:高等教育,1998年.XX学院教案(章节备课)授课题目(章节)绪论授课类型 理论课 授课时间 第1周 共2学时教学目的及要求:理解运动生物化学的概念,研究任务,发展、现状及展望;了解运动生物化学在体育科 学中的地位;激发学生学习本
4、学科的兴趣;使学生树立整体观、动态观,用辩证的思维去看 待生命、看待运动中的人体。教学重点和难点:重点:运动生物化学的概念。难点:运动生物化学的研究任务。教学方法与手段:教师语言讲授为主,引导、提问、图片展示为辅的教学方法和手段;教学进程(含课堂教学容、教学方法、师生互动、时间分配、板书设计等):第一部分:新课导入(10分钟,讲解法)通过介绍竞技体育和大众健身中出现的生化现象,导入本节容。第二部分:新授课容(75分钟,教学方法:讲解、提问、引导)绪论、运动生物化学的概念与任务()运动生物化学的概念1、生物化学:是从分子水平来研究生物体的分子结构与功能、物质代谢与调解、及其在 生命活动中的作用的
5、一门科学。2、运动生物化学:是生物化学的一门分支学科,是生物化学在运动实践中的应用,是研 究人体运动时体的化学变化即物质代谢及其调解的特点与规律,研究运动引起体分子水平适 应性变化及其机理的门学科。(二)运动生物化学的任务1、揭示运动人体变化的本质运动生物化学从分子水平更微观、更透彻地揭示急性运动与慢性运动体物质代谢及其调节的 特点与规律,探讨人体化学组成与代谢能力对运动的适应性反应,分析改善和发展运动能力 的分子机理,诠释与论证各种锻炼、训练方法的原理,从而阐明长期、系统的运动对于改善人体健康水平、提高竞技能力的机制。例如,运动可以减体脂、控体重;力量训练增加肌肉蛋白质合成等。2、评定和监控
6、运动人体的机能应用运动生化理论和相应的生化指标监测运动负荷、合理掌握运动强度和运动量、了解 疲劳与恢复程度、评定训练和锻炼效果,使运动更科学,更符合运动者的实际,更具有针对 性和高效性。3、科学地指导体育锻炼和运动训练应用运动生物化学理论指导运动,可提高运动的科学性和有效性,从而达到增强体质、 增进健康、提高运动能力的目的。例如,怎样进行适宜的锻炼防治慢性疾病的发生与发展;如何采取合理的运动节奏和营养措 施等加速运动疲劳的消除和机能的恢复等。二、运动生物化学的发展与展望 (-)发展萌芽时期19世纪初在基础医学和临床医学的研究中已 涉及到些运动生化的研究内容,如英国 Berzelius (180
7、7)的论文“肌肉的机器中最 早报道了肌肉收缩产生乳酸。Chauveau(1887) 研究报道了运动时血糖代谢的特点。20世纪初成为门单独的学科,此期对高能磷 酸化合物的代谢、糖酵解和生物氧化等能量代 谢的研究取得了重要进展。20世纪50年代前后,运动生物化学专门研究 机构的建立,使这一门学科从理论上的研究逐 步做到面向运动实践。1968年在联合国科教文组织中的国际运动和 体育联合协会的倡议下,在比利时首都布鲁塞 尔召开了有几十个国家代表参加的第1届国际 运动生化会议,标志着进入成熟时期。(二)现状 1、分子生物学的发展及其大量的研究成果已渗透到运动生物化学研究的所有领域,相互促 进,融为一体。
8、2、生物化学研究的巨大进步影响着运动生物化学。(三)展望当前及今后一段时间,运动生物化学的研究必定发展的更快、更深入。主要体现在两 方面,一方面,在研究单个化学成分作用的基础上,更深入探讨机体化学组成之间的相互 作用于运动能力关系。另方面,更深入探讨运动时代谢基质间、运动时代谢过程之间的 相互关系。三、学习运动生物化学的意义与方法()运动生物化学的地位运动生物化学是新兴的边缘学科,也是运动人体科学的重要组成部分,它越来越多地 成为运动人体科学的共同语言,当今已成为运动人体科学的前沿学科之一。(-)学习运动生物化学的意义1,树立整体观、动态观;2、注重掌握基本原理;3、加强实验环节;4、紧密结合
9、运动实际。复习题:1、运动生物化学的概念。2、结合实际谈谈运动生物化学在运动训练和全民健身中的作用。课后自我总结分析:学生对本课程认识较浅,不善于主动思考,在今后的教学中多加强对学生的引导工作。注:1.每项页面大小可自行添减;2. “重点、“难点、教学手段与方法”部分要尽量具体;4.“授课类 型指理论课、讨论课、实验或实习课、练习或习题课等。XX学院教案(章节备课)授课题目(章节)第一章物质代谢与运动概述授课类 型理论课授课时间第周至第周共4学时教学目的及要求:掌握运动人体的物质组成、酶催化反应的特点;熟悉运动中机体物质代谢的基本知识; 理解运动引起人体物质组成及酶的适应性变化。教学重点和难点
10、:重点:酶催化反应的特点。难点:影响酶促反应速度的因素。教学方法与手段:教师语言讲授为主,引导、提问、图片展示为辅的教学方法和手段;教学进程(含课堂教学容、教学方法、师生互动、时间分配、板书设计等):第一部分:新课导入(10分钟,教学方法:讲解)复习上节课有关容。提出问题,导入本节容。第二部分:新授课容(75分钟,教学方法:讲解、提问、引导)第一章物质代谢与运动概述第一节运动人体的物质组成、组成人体的化学物质(-)人体物质组成的分类有机分子:糖质、脂质、蛋白质、核酸1、根据分子结构特点分维生素无机分子:水、无机盐能源物质:糖质、脂质、2、根据代谢过程中的能量变化情况分(蛋白质非能源物质:核酸、
11、水无机盐、维生素(-)人体物质组成的含量与功能物质组成含量功能水60L70%体重主要构成人体的体液。糖质2%人体干重主要以肝糖原、肌糖原及血糖的形式存在。脂质30-40%人体干重略蛋白质54%人体干重是人体主要的结构和功能物质。核酸515%细胞干重略无机盐4-5%体重既可以作为结构物质,也可与蛋白质相结合维生素含量很低参与体辅酶的构成,调节代谢等。二、运动对人体化学物质的影响1、加快人体物质的化学反应2、影响体的调解物质第二节物质代谢的催化剂酶、概述(-)概念:是具有催化能力的蛋白质。、(二)化学组成1、元素组成:C、H、No2、分子组成单纯酶:完全由氨基酸组成:淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、核糖核
12、酸酶。结合酶:酶蛋白+辅助因子:如ATP酶。金属离子有机化合物(辅酶)3、多酶复合体:由几种不同的酶经非共价键相互嵌合形成,如丙酮酸脱氢酶复合体。二、酶催化反应的特点(讲授为主,10分钟)()高效性(二)高度专一性(三)可调控性三、影响酶促反应速度的因素(-)底物浓度与酶浓度对反应速度的影响(二)pH对反应速度的影响(三)温度对反应速度的影响(四)激活剂和抑制剂对反应速度的影响四、运动与酶适应(-)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。五、运动与血清酶1、血清酶来源血清功能性酶:脂蛋白脂肪酶、
13、凝血酶等。血清酶Y非功能性酶:GPT、GOT、CK、ALD等。一般所讲的血清酶是指血清非功能性酶。2、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:训练水平、运动时间、运动强度、运动方式、环境第三节运动时物质代谢、糖代谢 二、脂质的代谢 三、蛋白质代谢 四、水代谢2、存在形式游离水:约占95%。细胞中水j结合水:约占4-5%(二)水平衡与运动五、无机盐代谢(-)无机盐的分类根据含量多少分 r常(宏)量元素无机盐微(痕)量元素(二)无机盐功能详见课本26页表1-3-3六、维生素代谢(-)定义、来
14、源与分类:是维持人体生长发育和代谢所必需 的类小分子有机物。维 生 素水溶性维生脂溶性维生(二)各种维生素的作用详见课本28页表1-3-5第三部分:课末小结(5分钟,教学方法:讲解)总结本节课容。第一部分:新课导入(10分钟,教学方法:讲解)复习上节课有关容。提出问题,导入本节容。第二部分:新授课容(75分钟,教学方法:讲解、提问、引导)WWWt3721.COM个磷酸基团组成的核甘酸。二欽 000MO,。0-J .第四节运动时机体的能量代谢、ATP (讲授为主,25分钟)()ATP的分子结构和生物学功能1、分子结构:是由腺嘿吟、核糖和32、生物学功能(1)生命活动的直接能源;(2)合成磷酸肌酸
15、和其他高能磷酸化合物;(二)肌肉活动时ATP的代谢1、肌肉活动时ATP的利用2、ATP的再合成途径二、生物氧化(讲授为主,40分钟)(-)概述1、概念:是指在体氧化生成二氧化碳和水,并释放出能量的过程。2、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A;第二阶段:乙酰辅酶A进入三殻酸循环多次脱氢,使NAD+和FAD还原成NADHH+和 FANH2生成二氧化碳;第三阶段:NADHH+和FANH2中的氢经呼吸链将电子传递给氧生成水,氧化过程中释 放出来的能量用于ATP的合成。3、生物氧化的发生部位:主要部位在线粒体。线粒体包括外膜、膜、膜间隙和基质4个 功能区间。4、生物氧
16、化的特点(1)物质的氧化方式主要为脱氢;(2)在细胞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峻产生。(二)呼吸链1、呼吸链的定义:线粒体膜上的一系列递氢、递电子体按一定顺序排列,形成一个连续 反应的生物氧化体系结构,称为呼吸链。2、呼吸链的组成(1)复合体I :即NADH脱氢酶,含有FMN和铁硫蛋白。作用是催化NADH的2个电子传 递至辅酶Q,同时将4个质子由线粒体基质(M侧)转移至膜间隙(C侧)。(2)复合体II:即琥珀酸脱氢酶,含有FAD和铁硫蛋白。作用是催化电子从琥
17、珀酸转移 至辅酶Q,但不转移质子。(3)复合体ni:即细胞色素C还原酶,含有细胞色素b (b526、b566)、细胞色素cl和铁硫 蛋白。作用是催化电子从辅酶Q转移到细胞色素c,每转移1对电子,同时有4个质子由线粒体基质移至膜间隙。(4)复合体!V:即细胞色素c氧化酶。作用是将从细胞色素c接受的电子传给氧,每转 移1对电子,在基质侧消耗2个质子,同时转移2个质子至膜间隙。3、呼吸链组分的排列顺序4、水的生成:物质代谢脱下的成对氢原子经两条呼吸链的传递过程,最终与氧结合,生 成水。(三)ATP的合成1、底物水平磷酸化:代谢过程中产生的高能化合物,如甘油酸T, 3一二磷酸、烯醇式丙 酮酸磷酸和琥珀
18、酸辅酶A可使ADP磷酸化合成ATPo这种代谢分子的高能磷酸基直接转移给 ADP生成ATP的方式,称为底物水平磷酸化,简称底物磷酸化。2、氧化磷酸化:细胞ATP生成的主要方式。代谢物脱下的氢,经呼吸链传递,最终生成 水,同时伴有ADP磷酸化合成ATP的过程,称为氧化磷酸化。P/0比值:是指在ATP形成时,每消耗1摩尔氧原子所消耗无机磷的摩尔数。可确定氧化 磷酸化反应中ATP的生成数量。三、二氧化碳的生成(讲授为主,5分钟)通过脱峻基的代谢过程而产生的二氧化碳,此过程没有ATP生成。四、生物氧化的意义(讲授为主,5分钟)1、生物氧化在生命活动中的意义(1)能量逐渐释放,持续利用;(2)合成人体的直
19、接能源(3)产生热量,维持体温;2、运动时生物氧化的意义复习题:1、维生素与运动能力有何关系?2、酶催化反应的特点是什么?3、生物氧化合成ATP有几种形式,它们有何异同?4、试述ATP的结构与功能。课后自我总结分析:本章是对生物化学的个总体概括,学生要具备一定的生物学和化学知识,少数同学基 础知识匮乏,课前预习不充分,所以个别知识点掌握不是很好。注:1.每项页面大小可自行添减;2. “重点、“难点”、“教学手段与方法”部分要尽量具体;4.“授课类 型”指理论课、讨论课、实验或实习课、练习或习题课等。XX学院教案(章节备课)授课题目(章节)第二章糖代谢与运动授课类型 理论课 授课时间 第4周至第
20、5周共4学时教学目的及要求:掌握糖的概念、人体糖的存在形式与储量、糖代谢不同化学途径与ATP合成的关系;了 解糖酵解、糖的有氧氧化的基本代谢过程及其在运动中的意义。教学重点和难点:重点:糖代谢的不同化学途径及其与ATP合成的关系。难点:糖代谢的不同化学途径。教学方法与手段:教师语言讲授为主,引导、提问、图片展示为辅的教学方法和手段;教学进程(含课堂教学容、教学方法、师生互动、时间分配、板书设计等):第一部分:新课导入(10分钟,教学方法:讲解、引导)复习上节课有关容。提出问题,导入本节容。第二部分:新授课容(75分钟,教学方法:讲解、提问、引导)第二章糖质代谢与运动第一节糖质概述一、糖的概念和
21、化学组成(讲授为主,5分钟)(-)概念:糖质是类含有多羟基的醛类或酮类化合物的总称。(二)化学组成:由。H、03种元素组成,其分子式绝大多数都可以用Cn(HzO)n表示。二、糖的分类(讲授为主,5分钟)不能用水解方法再降解的 最简单形式的糖。三、糖的生物学功能(-)人体糖的存在形式与储量1、血糖:空腹时其浓度约为4.4-6.6mmol/L,总量约为6g。2、肌糖原:约占肌肉重量的lT.5g/100g湿肌,总量约为350-400g。3、肝糖原:约为15-80g/kg肝组织,总量约为75T00g。(二)运动时糖的生物学功能1、糖可提供机体所需的能量;2、调节脂肪代谢;3、糖具有节约蛋白质的作用;4
22、、糖具有促进运动性疲劳恢复的作用。第二节糖的分解代谢、 糖的无氧酵解(讲授为主,35分钟)(-)代谢过程1、代谢过程:2、ATP的生成数量:参见课本49页表2-2T。(-)生理意义1、正常生理条件下,少数代谢活跃、耗能较多的组织细胞通过糖酵解获得能量。2、剧烈运动时,能量的供应主要依靠糖酵解作用来获得。二、糖的有氧氧化(讲授为主,30分钟) (-)基本代谢过程可分下列三个阶段:1、葡萄糖或糖原氧化分解成丙酮酸这个阶段也是在胞液中进行的,与无氧酵解过程基本相同。2、丙酮酸氧化脱段生成乙酰辅酶A胞液中的丙酮酸透过线粒体膜进入线粒体后,经丙酮酸脱氢酶系催化,进行氧化脱竣,(二)ATP的生成:参见课本
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