第五章运动与糖代谢课件.ppt

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1、第五章运动与糖代谢第1页，此课件共50页哦糖糖是是运运动动时时唯唯一一能能无无氧氧代代谢谢合合成成ATP的的细细胞胞燃燃料料。糖糖酵酵解解具具有有耗耗氧氧量量低低、输输出出功功率率较较脂脂肪肪氧氧化化大大等等特特点点，是是大大强强度度运运动动的的主主要要能能量量来来源源，在在运运动动供供能能中中占占据据重重要地位：要地位：(1)当以当以9095%最大摄氧量以上强度运动时，糖供能占最大摄氧量以上强度运动时，糖供能占95%左右；左右；(2)是中等强度运动的主要燃料；是中等强度运动的主要燃料；(3)在低强度运动中糖是脂肪酸氧化供能的引物，并在维持在低强度运动中糖是脂肪酸氧化供能的引物，并在维持血糖水

2、平中起关键作用；血糖水平中起关键作用；(4)任何运动开始、加力或强攻时，都需要由糖代谢提供任何运动开始、加力或强攻时，都需要由糖代谢提供能量。能量。第2页，此课件共50页哦 运动时需要动用糖代谢供能时，首先动用的是肌糖原，随着运动的持续，肌肉吸收血糖的数量增加，可反射性地引起肝糖原分解成葡萄糖，补充及维持血糖水平的相对稳定。第3页，此课件共50页哦影响运动对肌糖原利用的因素运动时，参与肌糖原分解的酶迅速激活，肌糖原成为骨骼肌最重要的能源物质之一。持续时间纤维类型运动方式训练水平膳食营养环境条件肌糖原的利用运动强度第4页，此课件共50页哦运动强度增大，肌糖原动员速率相应增大。在90-95%VO2

3、max以上强度运动时，肌糖原消耗速率最大。在65-85%VO2max强度运动时，肌糖原利用与运动持续时间有关。以30%VO2max强度运动时，肌内主要由脂肪酸氧化供能，很少利用肌糖原。第5页，此课件共50页哦中等强度长时间运动时，肌糖原利用随时间的变化可分为三个时相：运动最初阶段，糖利用速度最快。随着运动时间延长，糖原分解速率下降。最后阶段，分解速率也大幅度下降，肌内的补偿措施是提高血糖吸收和脂肪动员。肌糖原利用量第6页，此课件共50页哦不同强度力竭运动时,运动持续时间不同，肌糖原的消耗量差异很大。在接近或超过VO2max强度运动时，肌糖原分解速率最快，运动很快达到力竭，但肌糖原决不会耗尽。在

4、中等强度（如75%VO2max强度运动至力竭时，肌糖原消耗最多，最终浓度为0.1%，接近耗尽。第7页，此课件共50页哦运动的各类肌纤维内糖原的利用量不是均等的。在各种强度运动中，、a型肌纤维内糖原均能利用，但相对量随强度而异。以中、低等强度运动时，动用型和a 型肌纤维内糖原。超过90%最大摄氧量运动时，主要是动用b型肌纤维内糖原。第8页，此课件共50页哦在运动前30分钟或运动间歇，适量吃糖，可以减少肌糖原的消耗。此外，运动前升高血浆游离脂肪酸的浓度，可以使运动时肌肉氧化脂肪酸的比例增大，减慢肌糖原的利用速率。第11页，此课件共50页哦环境温度的变化影响人体的代谢速率和对代谢底物的选择。热天运动

5、使肌糖原分解供能增多，寒冷时人体利用脂肪供能增多。在氧分压较低的高原进行运动时，供氧不足造成糖酵解供能的比例增多，肌糖原消耗加快，乳酸生成明显增多。在赛场噪声刺激下，引起外周血管收缩和血液粘性增大，供给骨骼肌的氧减少，而使糖酵解供能的比例增多，肌糖原消耗加快。第12页，此课件共50页哦肌糖原与运动能力的关系肌糖原与运动能力的关系有氧运动能力与肌糖原的储量有氧运动能力与肌糖原的储量糖原在肌细胞内分隔存在，当运动肌内糖原耗尽时，难以从非糖原在肌细胞内分隔存在，当运动肌内糖原耗尽时，难以从非运动肌内得到补充。运动肌内得到补充。肌糖原含量低者，在完成相同负荷运动时，肌肉要较多的吸收肌糖原含量低者，在完

6、成相同负荷运动时，肌肉要较多的吸收血糖供能，可能会引起低血糖症，影响中枢神经系统的能量供应。血糖供能，可能会引起低血糖症，影响中枢神经系统的能量供应。肌糖原是脂肪氧化供能的代谢引物，缺糖将影响脂肪氧化供能的肌糖原是脂肪氧化供能的代谢引物，缺糖将影响脂肪氧化供能的能力和功能量。能力和功能量。肌糖原储量不足，脂肪酸供能比例增加，使运动能力下降。肌糖原储量不足，脂肪酸供能比例增加，使运动能力下降。第13页，此课件共50页哦无氧运动能力与肌糖原的储量无氧运动能力与肌糖原的储量短时间或间歇性极量运动时，一般不会引起明显的糖原耗竭或者发生低血糖症。但是，如果肌糖原储量过低，会抑制乳酸生成和降低无氧代谢能力

7、。简便而有效的措施是，在赛前12天用高唐饮食，可使得肌糖原储量不低到限制运动能力的地步。第14页，此课件共50页哦第15页，此课件共50页哦血糖与运动能力血糖浓度以空腹（进食血糖浓度以空腹（进食1212小时之后）值为准，正常小时之后）值为准，正常值为值为4.4-6.6mmol/L(80-4.4-6.6mmol/L(80-120mg%)120mg%)。当血糖低于当血糖低于3.8mmol/L3.8mmol/L(70mg%)(70mg%)时，临床上称为时，临床上称为低血糖；低血糖；血糖高于血糖高于7.2mmol/L7.2mmol/L(130mg%)(130mg%)，成为高血糖；，成为高血糖；血糖血糖

8、 8.8mmol/L(160mg%)8.8mmol/L(160mg%)称称为肾糖阈。为肾糖阈。第16页，此课件共50页哦血糖的基本来源是食物糖（主要是淀粉）。饥饿状态下，肝脏释放葡萄糖是血糖的又一来源。血糖的去路主要是进入组织细胞合成糖原、氧化分解供能及转换成脂肪和氨基酸。第17页，此课件共50页哦血糖的生物学功能（1）血糖是中枢神经系统的主要供能物质，用以维持中枢的正常机能。（2）血糖是红细胞的唯一能源。（3）血糖是运动肌的肌外能源物质。第18页，此课件共50页哦骨骼肌摄取和利用血糖运动强度肌糖原储量持续时间影响骨骼肌对血糖摄取和利用的因素安静时，肌肉摄取和利用血糖的量不多；运动时，骨骼肌摄

9、取和利用血糖增多，数量多少与下面因素有关。第19页，此课件共50页哦随着运动强度增大，肌肉吸收血糖量增多主要原因是肌肉血流量增加促进了肌肉摄取和利用的血糖增多。腿肌吸收血糖与运动强度、持续腿肌吸收血糖与运动强度、持续时间的关系（引自时间的关系（引自P.FeligP.Felig等等,1975),1975)第20页，此课件共50页哦强度不同，肌肉摄取血糖的高峰时间出现也不同。在持续3-4小时的60%和30%最大摄氧量强度运动中，可以发现，骨骼肌吸收血糖的时间之后，吸收血糖的速率逐渐下降，下降速率与腿肌动脉血糖浓度的降低呈平行关系。运动肌吸收血糖下降可能是肝糖原接近耗竭引起血糖水平下降的结果。第21

10、页，此课件共50页哦在正常的肌糖原贮量时，运动肌对血糖供能的依赖性较低，血糖供能只占总能耗的7%左右；而在低糖原的肌肉内，对肌外能源的依赖性较高，血糖供能可高达46%左右。肌糖原储备可使运动肌吸收和利用的血糖量减少，有利于血糖维持正常水平或延迟血糖水平下降，对推迟运动性疲劳的发生有积极意义。第22页，此课件共50页哦运动时血糖浓度调节与运动能力运动可引起血糖浓度的变化，运动中调节维持血糖浓度的正常水平对于运动能力的发挥具有重要的意义。运动时血糖浓度的调节是在神经系统、激素和组织器官协同作用完成的。运动时血糖浓度变化与运动能力运动时血糖浓度的调节第23页，此课件共50页哦运动时血糖浓度变化与运动

11、能力(I)运动时，中枢神经系统吸收血糖的速率基本不变，对血运动时，中枢神经系统吸收血糖的速率基本不变，对血糖需求剧增的组织主要是收缩肌。所以，血糖浓度反映糖需求剧增的组织主要是收缩肌。所以，血糖浓度反映肝脏与收缩肌之间的动态平衡。在不同时间的全力运动肝脏与收缩肌之间的动态平衡。在不同时间的全力运动中血糖浓度变化特点如下：中血糖浓度变化特点如下：第24页，此课件共50页哦运动时血糖浓度变化与运动能力(II)长时间运动时，血糖对于保持或提高运动耐力起决定性的作用。因此，血糖可能成为长时间运动能力的限制因素之一，原因表现在：中枢神经系统因血糖供能缺乏而出现中枢疲劳;影响红细胞的能量代谢，供氧的运输能

12、力下降；运动肌外源性糖供应不足导致外周疲劳而使运动能力下降。短时间激烈运动时，血糖在运动中的供能比例很 小，只有1%。第25页，此课件共50页哦运动时血糖浓度的调节升高升高血糖血糖调节调节肝脏肝脏神经神经激素激素肝糖原的分解与糖异生肝糖原的分解与糖异生交感神经作用及肾上腺素、交感神经作用及肾上腺素、胰高血糖素、糖皮质素和生胰高血糖素、糖皮质素和生长激素分泌量增加长激素分泌量增加降低降低血糖血糖调节调节运运动动时时血血糖糖浓浓度度的的调调节节神经激素骨骼肌的摄取和利用骨骼肌的摄取和利用迷走神经作用及胰岛素分泌迷走神经作用及胰岛素分泌量增加量增加骨骼肌骨骼肌第26页，此课件共50页哦第三节 肝脏释

13、放葡萄糖与运动能力肝脏葡萄糖生成和输出的重要性反映在耐力运动中，它与血糖水平的维持、中枢神经系统及肌肉的供能有关。肝糖原释放是由肝糖原降解及糖异生途径提供的。安静时肝葡萄糖释放运动时肝葡萄糖的释放耐力训练对肝糖原的影响第27页，此课件共50页哦安静时肝葡萄糖释放安静时肝糖原分解正常进食后安静时，肝葡萄糖释放量较低，约为0.8-1.1mmol/min，其中肝脏分解速率0.54 mmol/min葡萄糖（占70%），其余由糖异生提供，只能满足大脑和依靠糖酵解供能的组织需要。安静时糖异生作用体内非糖物质转化为葡萄糖和糖原的过程称为糖异生。安静时，糖异生作用生成的葡萄糖只占肝脏输出葡萄糖总量的25-30

14、%。糖异生的底物有乳酸、丙酮酸、甘油和生糖氨基酸。第28页，此课件共50页哦运动时肝葡萄糖的释放运动时肝糖原分解短时间大强度运动时，肝糖原分解速率大大提高（占90%），但由于运动持续时间短，肝糖原排空很少。长时间大强度运动时，肝糖原分解占肝葡萄糖释放总量比例逐渐减少，而糖异生生成的葡萄糖所占比例增大。当肝中储存糖原接近排空时，肝糖原分解减少到最低程度。运动时糖异生作用短时间大强度运动时，糖异生作用不明显。长时间持续运动的前40分钟内，糖异生速率变化不大；长时间中等强度运动中，糖异生作用加强，可提高40-45%；当肝糖原趋于耗竭时，血糖的来源几乎全部为糖异生过程提供。第29页，此课件共50页哦耐

15、力训练对肝糖原的影响耐力训练对肝糖原代谢的影响耐力训练后，肝糖原储量提高。原因是耐力训练降低运动时肝糖原分解速率，具体表现为：血浆胰高血糖素和儿茶酚氨浓度上升幅度减少；细胞内cAMP生成数量有所下降。耐力训练对糖异生作用的影响耐力训练对糖异生的影响不明显，但在适中强度运动中，耐力训练可使糖异生速率稍有上升。其原因并非糖异生过程的代谢能力增强，而是训练改善了运动时血流分配，使肝血流量增大，流经肝脏的糖异生基质增多。第30页，此课件共50页哦第四节乳酸与运动乳酸在供能体系中占有重要地位，乳酸是糖酵解供能系统的终产物，又是有氧代谢供能系统的重要氧化基质，还可在肝脏经糖异生途径转化为葡萄糖。同时，乳酸

16、过多对内环境酸碱平衡的影响又成为负面效应，导致疲劳发生。因此，乳酸的生成和消除与运动能力关系密切。安静时乳酸的生成运动时肌乳酸的生成运动时和运动后乳酸的消除第31页，此课件共50页哦葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖6-6-6-6-磷酸磷酸磷酸磷酸葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖6-6-6-6-磷酸果磷酸果磷酸果磷酸果糖糖糖糖1,6-1,6-1,6-1,6-双磷双磷双磷双磷酸果糖酸果糖酸果糖酸果糖3-3-3-3-磷酸磷酸磷酸磷酸甘油醛甘油醛甘油醛甘油醛磷酸二磷酸二磷酸二磷酸二羟丙酮羟丙酮羟丙酮羟丙酮1,3-1,3-1,3-1,3-二磷酸二磷酸二磷酸二磷酸甘油酸甘油酸甘油酸甘油酸3-3-3-3-磷酸磷酸磷酸磷酸甘

17、油酸甘油酸甘油酸甘油酸 NADNADNADNAD+NADH+HNADH+HNADH+HNADH+H+2-2-2-2-磷酸磷酸磷酸磷酸甘油酸甘油酸甘油酸甘油酸磷酸烯醇式磷酸烯醇式磷酸烯醇式磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸丙酮酸丙酮酸 丙酮酸丙酮酸丙酮酸丙酮酸 乳酸乳酸乳酸乳酸糖酵解糖酵解途径途径(1)(1)(2)(2)(3)(3)(4)(4)(5)(5)(6)(6)(7)(7)(8)(8)(12)(12)(9)(9)(10)(10)(11)(11)+ATP+ATP+ATP+ATP+ATP+ATP+ATP+ATP-ATP-ATP-ATP-ATP第32页，此课件共50页哦安静时乳酸的生成安静时乳酸的生成乳酸生

18、成的化学本质是丙酮酸的还原，因此，肌细胞内乳酸生成量的多少取决于丙酮酸和NADH+H+的生成和氧化程度。安静是肌乳酸浓度约为1mmol/kg湿肌。在安静条件下，还有如表皮、神经、视网膜、肾髓质和红细胞等细胞糖酵解很活跃，以糖无氧代谢获得部分或大部分能量，故有乳酸的生成。血乳酸的正常值肌乳酸和以上组织、细胞生成的乳酸进入血液就成为血乳酸。其值一般在2mmol/L以内。大运动量训练后或比赛后，运动员的血乳酸安静值比平时高。第33页，此课件共50页哦运动时肌乳酸的生成运动时，骨骼肌是产生乳酸的主要场所。乳酸的生成与骨骼肌肌纤维类型、运动强度及持续时间有密切关系。短时间极量运动时乳酸的生成亚极量运动时

19、乳酸的生成中、低强度运动时乳酸的生成第34页，此课件共50页哦短时间极量运动时乳酸的生成由于由于ATP-CP供能时间短，要维持最大功率运动的时间供能时间短，要维持最大功率运动的时间不到秒。在超过数秒的极量运动中，随着不到秒。在超过数秒的极量运动中，随着ATPATP、CP的消耗，细胞内的消耗，细胞内ADPADP、AMPAMP、磷酸和肌酸的含量逐、磷酸和肌酸的含量逐渐增多，它们可激活糖原分解，使糖酵解速度大大渐增多，它们可激活糖原分解，使糖酵解速度大大加快，约在运动加快，约在运动30-6030-60秒达到最大速度，肌乳酸迅速秒达到最大速度，肌乳酸迅速增多，直至运动结束。增多，直至运动结束。如在竭尽

20、全力的自行车运动中，肌乳酸浓度可高达如在竭尽全力的自行车运动中，肌乳酸浓度可高达39mmol/Kg.wm39mmol/Kg.wm。第35页，此课件共50页哦亚极量运动时乳酸的生成局局部部性性缺缺血血暂暂时时供供氧氧不不足足乳乳酸酸生生成成量量增增加加机机体体调调节节提提高高肌肌肉肉血血液液供供应应机机体体获获得得稳稳态态氧氧耗耗速速率率糖糖酵酵解解供供能能相相应应减减少少乳乳酸酸生生成成速速率率下下降降糖糖酵酵解解供供能能相相应应增增加加运动开始时运动开始时运动运动5 5至至1010分钟分钟乳酸的生成主要是在运动开始时氧亏乳酸的生成主要是在运动开始时氧亏空期间和获得稳态氧耗速率以前空期间和获得

21、稳态氧耗速率以前第36页，此课件共50页哦中、低强度运动时乳酸的生成中、低强度运动开始时，肌内并不缺氧，而是氧的利用率不高，导致细胞质内丙酮酸和还原型辅酶I 堆积，引起乳酸生成增多。在中、低强度运动开始时，乳酸的生成并非缺氧所致，而是循环系统处于提高过程和尚未建立稳态代谢时，糖酵解速率超过有氧代谢速率的结果。第37页，此课件共50页哦（三）运动后血乳酸水平运动后血乳酸水平，是骨骼肌等组织中乳酸生成速率、进入血液的速率和血液中乳酸消除速率之间平衡的表现，因此，测定运动后血乳酸的最高值可以了解运动时骨骼肌乳酸的代谢状况。肌乳酸肌乳酸血乳酸血乳酸渗透渗透3-103-10分钟分钟因此，为了使测定的血乳

22、酸能更准确代表肌乳酸，均应在运动后1、3、5、7、9分钟分别取血测定血乳酸。第38页，此课件共50页哦运动时和运动后乳酸的消除骨骼肌是乳酸生成的主要场所，也是乳酸消除的主要场所。乳酸的消除主要通过生物化学的代谢过程实现。乳酸消除的基本途径乳酸消除的基本途径运动时乳酸代谢运动时乳酸代谢运动时和运动后乳酸消除的意义乳酸的透出及转移速率乳酸的透出及转移速率第39页，此课件共50页哦乳酸的透出及转移速率乳酸生成主要在骨骼肌，但其消除可在骨骼肌、心乳酸生成主要在骨骼肌，但其消除可在骨骼肌、心肌和肝脏。肌和肝脏。乳酸主要以分子形式被动扩散入血液。扩散速率取决乳酸主要以分子形式被动扩散入血液。扩散速率取决于

23、肌细胞内和血液的于肌细胞内和血液的H+H+浓度。浓度。运动后乳酸消除速率大于生成速率，肌乳酸消失的半时反应约为9.5分钟；分钟；血乳酸消失的半时反应约为血乳酸消失的半时反应约为10-1510-15分钟（受休息方式分钟（受休息方式影响），基本恢复在安静时水平约影响），基本恢复在安静时水平约3030分钟左右。且与训练水平有关。第40页，此课件共50页哦乳酸消除的基本途径人体内乳酸有三条代谢转换途径(1)在在骨骨骼骼肌肌、心心肌肌等等组组织织内内氧氧化化成成二二氧氧化化碳碳和水。和水。(2)在肝和骨骼肌内重新合成葡萄糖和糖原。在肝和骨骼肌内重新合成葡萄糖和糖原。(3)在肝内合成脂肪、丙氨酸等。在肝内

24、合成脂肪、丙氨酸等。第41页，此课件共50页哦运动时乳酸代谢运动过程中，工作肌内生成的乳酸约有半数以上在工运动过程中，工作肌内生成的乳酸约有半数以上在工作肌不同类型的肌纤维中进行重新分配作肌不同类型的肌纤维中进行重新分配。IIIIa a型快肌纤维型快肌纤维氧化利用氧化利用I I型慢肌纤维型慢肌纤维中氧化利用中氧化利用非运动肌、心肌氧化、非运动肌、心肌氧化、肝脏糖异生肝脏糖异生IIIIb b型快肌纤维型快肌纤维中生成的乳酸中生成的乳酸血液循环渗透渗透渗透渗透第42页，此课件共50页哦骨骼肌血液肝脏丙酮酸葡萄糖糖原糖酵解乳酸LDH乳酸LDH丙酮酸糖异生葡萄糖葡萄糖糖原乳酸其它组织中氧化乳乳 酸酸

25、循循 环环乳酸在肝脏合成葡萄糖的途径乳酸循环乳酸在肝脏合成葡萄糖的途径乳酸循环第43页，此课件共50页哦运动时和运动后乳酸消除的意义提供骨骼肌、心肌细胞氧化的底物。通过糖异生作用转变为葡萄糖，用以维持血糖水平和促进运动后肌糖原、肝糖原储量的恢复。肌乳酸不断释放入血液，可以改善肌细胞内环境，保持糖酵解的供能速率第44页，此课件共50页哦乳酸生成与运动能力 在速度耐力型项目中，运动时乳酸生成愈多，则说明糖酵解能力愈强，利于保持速度耐力，提高运动成绩。研究表明，短时间激烈运动时，最大乳酸水平与运动成绩密切相关。第45页，此课件共50页哦第46页，此课件共50页哦血乳酸在目前训练监控中应用最多、最广，

26、被研究最深入和透彻血乳酸在目前训练监控中应用最多、最广，被研究最深入和透彻的训练负荷强度评价指标。的训练负荷强度评价指标。通过测定训练后血乳酸指标的变化能够很好的区分有氧训练和无通过测定训练后血乳酸指标的变化能够很好的区分有氧训练和无氧训练，并且血乳酸的升高与训练负荷强度的增加呈正相关关系。氧训练，并且血乳酸的升高与训练负荷强度的增加呈正相关关系。在训练中，血乳酸有在训练中，血乳酸有“训练标尺训练标尺”之美称。之美称。第47页，此课件共50页哦1 1、用血乳酸指标评价训练强度、用血乳酸指标评价训练强度血乳酸的产生需要具备血乳酸的产生需要具备3 3个主要条件个主要条件一是运动开始后磷酸原系统储备

27、消耗到一定程度，一是运动开始后磷酸原系统储备消耗到一定程度，ATPATP合成的速度已合成的速度已经不能再维持运动强度；经不能再维持运动强度；二是肌肉做功输出功率超过了有氧代谢最大输出功率，这是乳二是肌肉做功输出功率超过了有氧代谢最大输出功率，这是乳酸产生的充分条件；酸产生的充分条件；三是氧的供应不能满足代谢的需要，这是乳酸产生的三是氧的供应不能满足代谢的需要，这是乳酸产生的 必要条件。必要条件。第48页，此课件共50页哦A A、较低的运动强度主要以有氧代谢系统为主、血乳酸在、较低的运动强度主要以有氧代谢系统为主、血乳酸在3-3-5mmol/L5mmol/L之间的运动，在运动结束后之间的运动，在

28、运动结束后20s20s左右迅速采血测定；左右迅速采血测定；B B、亚极量或中等强度、血乳酸在、亚极量或中等强度、血乳酸在6-10mmol/L6-10mmol/L时间的运动，时间的运动，血乳酸峰值出现在运动后血乳酸峰值出现在运动后1-6min1-6min之间；之间；C C、高强度运动、血乳酸在、高强度运动、血乳酸在10-20mmol/L10-20mmol/L之间时，血乳酸峰值出之间时，血乳酸峰值出现在运动后现在运动后3-12min3-12min。不同个体同样强度运动后血乳酸峰值出现时间差别很大，但同不同个体同样强度运动后血乳酸峰值出现时间差别很大，但同一个体同样强度运动后血乳酸峰值出现的时间差别不大。一个体同样强度运动后血乳酸峰值出现的时间差别不大。血乳酸评定运动强度需要注意采血时间的控制血乳酸评定运动强度需要注意采血时间的控制第49页，此课件共50页哦2 2、用血乳酸评价磷酸原供能能力和训练效果、用血乳酸评价磷酸原供能能力和训练效果在以短时间最大强度（如举重）进行运动时，主要由磷酸原在以短时间最大强度（如举重）进行运动时，主要由磷酸原系统供能，对磷酸原供能能力进行评价性测试的原则就是尽系统供能，对磷酸原供能能力进行评价性测试的原则就是尽量减少测试运动中糖酵解供能的比例，即血乳酸升高越少越量减少测试运动中糖酵解供能的比例，即血乳酸升高越少越好。好。第50页，此课件共50页哦