人体三大供能系统方案

玛丽莲梦兔
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2020年08月04日 05:49
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请假单格式-刘禹锡陋室铭


人体的三大供能系统

在人体有三大供能系统,它们是:
ATP- 磷酸肌酸供能系统、无氧呼吸供能系
统和有氧呼吸供能系统。
(1) ATP在肌肉中的含量低,当肌肉进
行剧烈运动时,供能时间仅能维持
约1~3秒。
(2) 之后的能量供应就要依靠ATP的再
生。这时,细胞的高能化合物磷酸
肌酸的 高能磷酸键水解将能量转移
至ADP,生成ATP。磷酸肌酸在体
的含量也很少,只能维持几秒 的能
量供应。人在剧烈运动时,首先是
ATP- 磷酸肌酸供能系统供能,通过这个系统供能大约维持6~8秒左右的时间。
(3) 这两项之后的供能 ,主要依靠葡萄糖和糖元的无氧酵解所释放的能量合成ATP。无氧
酵解约能维持2~3分钟时间。
(4) 由于无氧呼吸产生的乳酸易导致肌肉疲劳,所以长时间的耐力运动需要靠有氧呼吸释
放 的能量来合成ATP。
综上所述,短时间大强度的运动,如100米短跑,主要依靠ATP-磷酸肌酸 供能;长时
间低强度的运动,主要靠有氧呼吸提供能量;介于二者之间的较短时间的中强度运动,如400米跑,则主要由无氧呼吸提供能量。
运动项目
马拉松跑
400米跑
100米跑
总需氧量(升)
600
16
8
实际摄入氧量(升)
589
2
0
血液乳酸增加量
略有增加
显著增加
未见增加

人在剧烈运动呼吸底物主要是糖 。但在长时间剧烈运动时,如马拉松式的长跑运动,
人体贮存的糖是不够用的,在消耗完贮存的糖类物质 后,就动用体贮存脂肪和脂肪酸。

一、运动时供能系统的动用特点
(一)人体骨骼肌细胞的能量储备
(二)供能系统的输出功率
运动时代供能的输出功率取决于能源物质合成ATP的最大速率。
(三)供能系统的相互关系
1.运动中基本不存在一种能量物质单独供能的情况,肌肉可以利用所有能 量物质,只


是时间、顺序和相对比率随运动状况而异,不是同步利用。
2.最 大功率输出的顺序,由大到小依次为:磷酸原系统>糖酵解系统>糖有氧氧化>脂
肪酸有氧氧化,且分别 以近50%的速率依次递减。
3.当以最大输出功率运动时,各系统能维持的运动时间是:磷酸原系统 供极量强度运
动6—8秒;糖酵解系统供最大强度运动30—90秒,可维持2分钟以;3分钟主要依赖 有
氧代途径。运动时间愈长强度愈小,脂肪氧化供能的比例愈大。脂肪酸是长时间运动的基
本燃 料。
4.由于运动后三磷酸腺苷(ATP)、磷酸肌酸(CP)的恢复及乳酸的清除,须依靠有氧代< br>系统才能完成,因此有氧代供能是运动后机能恢复的基本代方式。

二、不同活动状态下供能系统的相互关系
安静时,不同强度和持续时间的运动时,骨骼肌无氧代和有氧代供能的一般特点表现
如下。
(一)安静时:
安静时,骨骼肌能量消耗少,ATP保持高水平;氧的供应充足,肌细胞以 游离脂肪酸
和葡萄糖的有氧代供能。线粒体氧化脂肪酸的能力比氧化丙酮酸强,即氧化脂肪酸的能力大于糖的有氧代。在静息状态下,呼吸商为0.7,表明骨骼肌基本燃料是脂肪酸。
(二) 长时间低强度运动时:
在长时间低强度运动时,骨骼肌ATP的消耗逐渐增多,ADP水平逐渐增高, NAD+还
原速度加快,但仍以有氧代供能为主。血浆游离脂肪酸浓度明显上升,肌脂肪酸氧化供能增强,这一现象在细胞糖原量充足时就会发生。同时,肌糖原分解速度加快,加快的原因
有两点:
(1)能量代加强。
(2)脂肪酸完全氧化需要糖分解的中间产物草酰乙酸协助才能实现。
在低强度运动的最初数分钟,血乳酸浓度稍有上升,但随着运动的继续,逐渐恢复到
安静时水平 。
(三) 大强度运动:
随着运动强度的提高,整体对能量的要求进一步提高,但在血流 量调整后,机体对能
量的需求仍可由有氧代得到满足,即有氧代产能与总功率输出之间保持平衡。在这类 运动
中,血乳酸浓度保持在较高的水平上,说明在整体上基本依靠有氧代供能时,部分骨骼肌
由 糖酵解合成ATP。血乳酸浓度是由运动肌细胞产生乳酸与高氧化型肌细胞或其他组织细
胞乳酸代之间的 平衡决定的。
(四) 短时间激烈运动时:
在接近和超过最大摄氧量强度运动时,骨骼肌以 无氧代供能。极量运动时,肌以ATP、
CP供能为主。超过10秒的运动,糖酵解供能的比例增大。随 着运动时间延长,血乳酸水
平始终保持上升趋势,直至运动终止。
总之,短时间激烈运动(1 0秒以)基本上依赖ATP、CP储备供能;长时间低、中强度运
动时,以糖和脂肪酸有氧代供能为主; 而运动时间在10秒—10分执行全力运动时,所有
的能源储备都被动用,只是动用的燃料随时间变化而 异:运动开始时,ATP、CP被动用,
然后糖酵解供能,最后糖原、脂肪酸、蛋白质有氧代也参与供能 。运动结束后的一段时间,


骨骼肌等组织细胞有氧代速率仍高于安静时水平,它产生的能 量用于运动时消耗的能源物
质的恢复,如磷酸原、糖原等。

不同强度运动时磷酸原 储量的变化:(1)极量运动至力竭时,CP储量接近
耗尽,达安静值的3%以下,而ATP储量不会低 于安静值的60%。(2)当以7
5%最大摄氧量强度持续运动时达到疲劳时,CP储量可降到安静值的 20%左右,
ATP储量则略低于安静值。(3)当以低于60%最大摄氧量强度运动时,CP储量几乎不下降。这时,ATP合成途径主要靠糖、脂肪的有氧代提供。

运动训练对磷酸原 系统的影响:(1)运动训练可以明显提高ATP酶的活性;(2)
速度训练可以提高肌酸激酶的活性, 从而提高ATP的转换速率和肌肉最大功率
输出,有利于运动员提高速度素质和恢复期CP的重新合成; (3)运动训练使骨
骼肌CP储量明显增多,从而提高磷酸原供能时间;(4)运动训练对骨骼肌ATP
储量影响不明显。

运动时的生理(能量的供应)

1.人体的肌纤维收缩后,其的ADP生成ATP所需的能量主要来源于( )
A.肌糖元 B.磷酸肌酸 C.葡萄糖 D.脂肪
2.运动员在长跑过程中,肌细胞中葡萄糖氧化分解所释放的能量大部分用于( )
A.产生热能 B.转存ATP C.合成糖元 D.肌肉收缩
3.人体剧烈运动时,肌肉细胞呼吸作用的产物有( )
A.CO
2
、酒精、水、ATP B.CO
2
、乳酸、ATP
C.CO
2
、H
2
O、乳酸 D.H
2
O、CO
2
、乳酸、ATP
4.通过生理测定,在长时间 的剧烈运动过程中,骨骼肌细胞中ATP含量仅能维持3秒钟,
3秒钟后,肌肉消耗的能量来自于ATP 的再生,此时ATP再生的途径是( )
A.有氧呼吸 B.无氧呼吸 C.磷酸肌酸高能键的转移 D.三项都是
5.当人体在剧烈运动时,合成ATP的能量来源于( )
① 无氧呼吸 ② 有氧呼吸 ③ 磷酸肌酸
A.只有① B.只有② C.只有③ D.①②③
6.运动员在进行不同项目运动
总需氧量实际摄入氧 量血液乳酸
时,机体供能方式不同。对
运动项目
三种运动项目的机体需氧
(升) (升) 增加量
量、实际摄入氧量和血液中
马拉松跑 600 589 略有增加
乳酸增加量进行测定,结果
如右表所示。则根据该表格
400米跑 16 2 显著增加
分析马拉松跑、400米跑、1
100米跑 8 0 未见增加
00米跑运动过程中机体的主
要供能方式分别是( )
A.有氧呼吸、无氧呼吸、磷酸肌酸分解 B.无氧呼吸、有氧呼吸、磷酸肌酸分解


C.有氧呼吸、无氧呼吸、无氧呼吸 D.有氧呼吸、磷酸肌酸分解、无氧呼吸
7.在马拉松比赛的后半程,运动员大腿肌肉细胞呼吸作用的产物有( )
①CO
2
②H
2
O ③乳酸 ④ATP
A.③ B.④ C.③④ D.①②③④

i ATP
1.肌肉收缩所需的能量直接由下列哪项变化提供( )
A.葡萄糖分解 B.肌糖元分解 C.磷酸肌酸水解 D.ATP水解
2.下列化学变化为肌肉收缩直接提供能量的是( )
A.肌糖元→丙酮酸→CO
2
+H
2
O+能量 B.磷酸肌酸→肌酸+Pi+能量
C.葡萄糖→丙酮酸→乳酸+能量 D.ATP→ADP+Pi+能量
3.在激烈运动时,人体骨骼肌所需的能量直接来自于( )
A.肌糖元 B.磷酸肌酸 C.葡萄糖 D.三磷酸腺苷

ii 磷酸肌酸
1.动物和人体在什么情况下发生下列反应:ADP+磷酸肌酸→ATP+肌酸( )
A.机体消耗ATP过多时 B.细胞缺乏葡萄糖时
C.肌肉组织缺氧时 D.机体进行无氧呼吸时
2.在下列什么情况下,动物和人体的磷酸肌酸释放能量,使ADP合成ATP( )
A.当磷酸肌酸含量大量增加时 B.当ATP含量大量减少时
C.当两者含量达到平衡时 D.当ATP含量超过磷酸肌酸时

iii 无氧呼吸
1.人体骨骼肌细胞在无氧情况下分解1mol葡萄糖,只利用了葡萄糖所含能量的( )
A.43.7% B.6.8% C.2.1% D.7.9%
2.人在进行剧烈运动时,处于暂时相对缺氧状态下的骨骼肌,可以通过无氧呼吸获得少 量
能量,此时,葡萄糖分解成为( )
A.酒精 B.乳酸 C.酒精和二氧化碳 D.乳酸和二氧化碳
3.人体剧烈运动后,会感到肌肉酸痛。其原因是( )
A.运动过度,肌肉拉伤 B.无氧呼吸,积累乳酸
C.运动量大,ATP用完 D.无氧呼吸,积累酒精
4.剧烈运动使肌肉产生疲劳, 这是由于细胞中积累了( )
A.二氧化碳 B.乳酸 C.丙酮酸 D.三磷酸腺苷
5.人体在剧烈运动后,血浆的pH值会有所下降,其原因是血浆中哪种物质增多( )
A.碳酸 B.磷酸肌酸 C.乳酸 D.丙酮酸

iv 有氧呼吸
1.人体在进行长期剧烈活动时,获取能量的方式是( )
A.只进行无氧呼吸 B.进行有氧呼吸
C.主要是无氧呼吸 D.主要是有氧呼吸


2.在马拉松长跑运动中,运动员所消耗的能量主要来自( )
A.有氧呼吸 B.高能化合物的转移 C.无氧呼吸 D.脂肪的氧化
3.通过生理测定得知,骨骼肌细胞中ATP仅能维持短时间的能量供应,长时间剧烈 运动时,
ATP再生的主要途径是( )
A.有氧呼吸 B.磷酸肌酸中的能量转移
C.无氧呼吸 D.上述三种途径同时进行


1. 剧烈运动时,肌肉产生的大量乳酸进入血液 ,但不会引起血浆pH发生剧烈的变化。
其中发挥缓冲作用的物质主要是( )
A.碳酸氢钠 B. 碳酸 C. 三磷酸腺苷 D. 钾离子

下图中能够表示运动员在短跑过程中和短跑结束后血液乳酸浓度变化的曲线是[ ]
A.曲线a B.曲线b C.曲线c D.曲线d

解析: 人在进行剧烈运动时,尽管呼吸运动和血液循环都大大加强了,但仍不能满足骨
胳肌 对氧的需求,骨胳肌就进行部分无氧呼吸,葡萄糖不彻底分解,产生乳酸。当剧烈运
动停止后,骨胳肌无 氧呼吸随之停止,体积累的乳酸将不断氧化分解或转移到肝脏中转化
为肝糖元,血液中乳酸浓度随之下降 。答案:C
3.运动后血液中乳酸变化解释正确的是( A )
A.乳酸与NaHCO3反应生成CO2
B.乳酸与Na2CO3反应生成CO2
C.乳酸与NaH2PO4反应生成H3PO4
D.乳酸与Na2HPO4反应生成NaH2PO4

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