第1篇 运动生理学基础
第1章 运动的能量代谢 一、概念题 1．能量代谢 答：能量代谢是指伴随物质代谢发生的能量释放、转移和利用等过程，它是以ATP为中心进行的。在物质代谢过程中，物质的变化与能量的代谢是紧密联系着的。 2．生物能量学 答：生物能量学是研究与生命现象相伴的活体内能量的进出和转换的生物物理学的一个分支学科。从生物化学的角度，正进行着与活体能量转换有关的生物膜、肌肉（收缩性蛋白质）和酶合成的本质的探究，以及以ATP为中心的活体的能量流通机理的研究。 3．磷酸原供能系统 答：磷酸原供能系统是指ATP、ADP和磷酸肌酸（CP）组成的系统，由于它们都属高能磷酸化合物，故称为磷酸原系统（ATP-CP系统）。磷酸原系统在代谢过程中不需要氧的参与，能瞬时供应能量。 4．糖酵解供能系统 答：糖酵解供能系统是指糖在相对缺氧的条件下（不完全氧化）合成ATP并产生乳酸的过程。在三大营养物质中，只有糖能够直接在相对缺氧的条件下（不完全氧化）合成ATP。 5．有氧氧化供能系统 答：有氧氧化供能系统是指糖、脂肪和蛋白质在细胞内（主要是线粒体内）彻底氧化成H2O和CO2的过程中，再合成ATP的能量系统。细胞在生命活动中首先以糖类作为有氧氧化的燃料，机体糖供应相对不足时再消耗脂肪，仅在糖及脂肪均相对不足时蛋白质才作为有氧氧化的底物。 6．基础代谢率 答：基础代谢率是指人体在清醒而又极端安静的状态下，不受肌肉活动、环境温度、食物及精神紧张等影响时的能量代谢率。基础代谢率以每小时每平方米体表面积的产热量为单位，通常以kj／（m2·h）来表示。
7．能量代谢的整合 答：能量代谢是指伴随物质代谢发生的能量释放、转移和利用等过程，它是以ATP为中心进行的。在物质代谢过程中，物质的变化与能量的代谢是紧密联系着的。大强度运动中各能量代谢系统对能量供应的参与并非以顺序出现，而是相互整合、协调，共同满足体力活动的基本器官肌肉对能量的需求。 8．最大摄氧量 答：最大摄氧量是指人体在进行有大量肌肉群参加的长时间剧烈运动中，当心肺功能和肌肉利用氧的能力达到本人极限水平时，单位时间所能摄取的最大氧量，又称最大吸氧量、最大耗氧量。它反映了机体吸入氧、运输氧和利用氧的能力，是评定人体有氧工作能力的重要指标之一。 9．运动节省化 答：当机体在同等负荷运动下能够达到更大的功率输出或更高的摄氧量水平，表明运动节省化程度提高。运动节省化较最大摄氧量具有更高的可训练性，特别是对于优秀运动员，长期的运动训练可使其最大摄氧量处于稳定状态，此时其有氧运动能力的提高有赖于运动节省化水平的改善。 二、简答题 1．简述能量的来源与去路。 答：（1）能量的来源 ①糖类 a．人体食物中糖类的消化产物多以单糖葡萄糖的形式被吸收。 b．1g糖在体内完全氧化可释放约4kcal的热量，机体所需能量的50％～70％来自糖。 c．葡萄糖在正常情况下被合成为多糖，以糖原的形式储存或被合成脂肪。 d．肌糖原是骨骼肌中的储备能源，满足骨骼肌在紧急情况下的需要；肝糖原贮量不大，参与对血糖水平的维持。 e．供氧充足时，糖通过有氧氧化完全分解为二氧化碳和水，释放大量的能量；供氧不足时，葡萄糖经无氧酵解释放的能量比有氧氧化少，但其供能速率明显提高。 ②脂肪 a．脂肪又称三脂肪酸甘油酯或甘油三酯，是细胞能量的主要存储形式，由3分子脂肪酸和1分子甘油组成。 b．脂肪和类脂总称为脂类；类脂包括类固醇及其酯、磷脂和糖酯等，是细胞的膜结构重要成分。
c．1g脂肪在体内完全燃烧（氧化）可释放的热量为糖的2倍多，约9.5kcal。 ③蛋白质 a．蛋白质主要由氨基酸组成；氨基酸来源于食物和组织、细胞内蛋白质分解。 b．蛋白质在体内完全氧化大约释放4.3kcal的热量，成人每天约有18％的能量来自蛋白质，蛋白质的供能作用是蛋白质的次要功能，可由糖及脂肪代替。 （2）能量的去路 ①细胞合成代谢中储存的化学能。 ②肌肉收缩完成机械外功，转变为热能。 ③体内能量的释放、转移、储存和利用。 2．能量代谢对急性运动的反应是什么？ 答：急性运动对能量代谢的影响主要包括以下几个方面： （1）急性运动时的无氧代谢 ①无氧代谢的非乳酸成分 无氧代谢的非乳酸成分是指在极性运动初期，能量来源于ATP、CP分解，不需要氧的参与，也不产生乳酸的代谢过程。急性运动刚开始的能量主要来源于ATP、CP的分解。磷酸原供能系统提供的ATP有限，能量供应总量最低，仅能维持持续数秒钟的极大强度运动。 ②无氧代谢的乳酸成分 无氧代谢的乳酸成分是指由糖酵解供能过程中，不需氧的参与，同时产生乳酸的代谢过程。 a．当运动维持足够的强度并继续持续时，呼吸和循环系统不能满足运动骨骼肌对氧的需求，糖酵解供能系统占据能量供应的主导地位。 b．糖酵解过程中，ATP的分解产物ADP接受糖原或葡萄糖不完全分解产生的高能磷酸键再合成ATP（底物水平磷酸化），同时产生大量乳酸。 c．糖酵解供能系统能够提供的能量总量也相对较低，机体将很快出现疲劳，不能维持长时间运动能量的需要。 d．源自糖酵解供能系统的再合成ATP速率约在运动后5s达到峰值，并维持数秒钟。但是大强度运动中糖酵解供能过程的速率可提高到安静状态的100倍。 e．糖酵解供能的功率输出比磷酸原供能系统低，但再合成ATP的总量较高，因此维持运动的时间延长。 （2）急性运动时的有氧代谢 ①有氧代谢较磷酸原和糖酵解供能系统化学过程涉及相对更多的细胞反应部位，因而功率输出相对最低。
②低、中强度运动中，呼吸和循环系统的动员能够满足运动骨骼肌对氧气的需求，充足的代谢底物使有氧代谢相对无氧代谢能够提供更大的能量供应总量。因此，运动的时间大为延长。 ③当运动强度小于无氧阈强度时，呼吸和循环的动员能够满足运动骨骼肌对氧的需求，有氧代谢开始占据主导供能地位，摄氧动力学曲线将呈平台分布，摄氧量最终稳定维持于某一水平；当运动强度大于无氧阈强度时，摄氧动力学曲线多出现持续几分钟的慢成分，直至最大摄氧量平台出现；而在极大强度运动时，摄氧动力学曲线将不出现平台，而是持续增高，直至运动疲劳，依运动强度而定，摄氧量水平达到或不能达到最大摄氧量。 3．简述急性运动中能量代谢的整合。 答：能量代谢是指生物体内物质代谢过程中所伴随的能量储存、释放、转移和利用的过程。急性运动中能量代谢的整合主要包括以下几个方面： （1）大强度运动中各能量代谢系统对能量供应的参与并非以顺序出现，而是相互整合、协调，共同满足体力活动的基本器官肌肉对能量的需求。 （2）一般来讲，依运动模式、运动持续时间和强度不同，3种供能系统都参与能量供应，只不过各自在总体能量供应中所占的比例不同。 4．试述能量代谢对慢性运动的适应。 答：慢性运动队能量代谢的影响主要表现在以下几个方面： （1）慢性运动可上调其主要能量代谢供能系统的酶活性，使急性运动对神经、激素的调节更加敏感，内环境变化时各器官系统的功能更加协调，同时加速能源物质以及各代谢调节系统的恢复，促进疲劳的消除。 （2）慢性运动对能量代谢的影响还可以用运动或能量节省化反映。当机体在同等负荷运动下能够达到更大的功率输出或更高的摄氧量水平，表明机体的运动节省化程度提高。