體育教案－人體運(yùn)動(dòng)時(shí)的能量供應(yīng)

1、體育教案人體運(yùn)動(dòng)時(shí)的能量供應(yīng)人體運(yùn)動(dòng)時(shí)的能量供應(yīng)（吉林體育學(xué)院 長春 _*）摘 要 本文對(duì)人體運(yùn)動(dòng)時(shí)的供能物質(zhì).供能系統(tǒng)及其特點(diǎn)進(jìn)行了分析。為體育教師.教練員和運(yùn)動(dòng)員的科學(xué)訓(xùn)練提供了依據(jù)。關(guān)鍵詞 運(yùn)動(dòng) 能量 供應(yīng)前 言 人體生命活動(dòng)的運(yùn)行需要消耗能量。在人們參加劇烈體育運(yùn)動(dòng)時(shí)，肌肉長時(shí)間地收縮和舒張，臟器的活動(dòng)增強(qiáng)，以及神經(jīng)系統(tǒng)能量消耗增加，將使運(yùn)動(dòng)時(shí)總的能量消耗比靜息時(shí)增加幾倍到幾十倍，甚至百倍以上。從另一方面講，長期科學(xué)訓(xùn)練將使人體運(yùn)動(dòng)時(shí)的能量供應(yīng)與消耗得到改善，從而為提高人體運(yùn)動(dòng)能力奠定物質(zhì)基礎(chǔ)。因此，了解與研究人體運(yùn)動(dòng)時(shí)的能量供應(yīng)是體育教師.教練員以及運(yùn)動(dòng)員必備的知識(shí)。一 肌肉活動(dòng)的能

2、量及其能量的釋放人體運(yùn)動(dòng)需要大量能量。這些能量的來源是自食物中的六大營養(yǎng)素中的三大營養(yǎng)物質(zhì)，即糖、脂肪和蛋白質(zhì)。（一） 糖及其分子中能量的釋放與轉(zhuǎn)移糖是肌肉活動(dòng)最主要的燃料。人體糖的存在形式有兩種：第一種是以葡萄糖的形式存在于血液中；第二種是存在于肝臟和肌肉中的糖原（肝糖原和肌糖原）。人體運(yùn)動(dòng)所需的能量主要是由糖（或脂肪）的氧化分解過程釋放出來的。糖的氧化分解主要有兩個(gè)途徑：（1）在無氧條件下進(jìn)行的糖酵解；（2）在有氧條件下進(jìn)行的有氧氧化。在一般條件下，糖主要以有氧氧化的途徑分解供能。糖的代謝方式有氧氧化無氧糖酵解有無O2參與反應(yīng)有無進(jìn) 行 部 位線 粒 體細(xì) 胞 液最 終 產(chǎn) 物CO2 H2

3、O乳 酸ATP 生 成 量多少表1：有氧氧化同無氧糖酵解的對(duì)比脂肪是肌肉活動(dòng)的另一主要原料。機(jī)體內(nèi)儲(chǔ)備的脂肪量是勢(shì)能的最大來源。與其他營養(yǎng)物質(zhì)比較，可作為能量的脂肪數(shù)幾乎是無限的。來自儲(chǔ)藏脂肪的實(shí)際燃料貯存量大約相當(dāng)于_*_*千卡左右。成年人體內(nèi)貯存脂肪量的差別很大，且缺乏精確的正常值。一般成年男子的貯存脂肪量約占體重的1520%，女子稍高。脂肪氧化時(shí),.體內(nèi)首先由脂肪酶催化水解為甘油和脂肪酸。甘油隨著血液循環(huán)至肝臟和其他組織進(jìn)行再分解。而釋出的脂肪酸進(jìn)一步氧化釋放能量，共全身各組織攝取利用。脂肪酸徹底氧化所釋放的能量比糖多得多，且利用率也比糖高。當(dāng)脂肪酸大量分解時(shí)，會(huì)產(chǎn)生三種中間物質(zhì)：乙酰乙

4、酸、B- 羥丁酸和丙酮。我們將這三種中間產(chǎn)物合稱為酮體。短時(shí)間劇烈運(yùn)動(dòng)后，血液中的酮體上升。這是由于運(yùn)動(dòng)時(shí)的糖供能不足，脂肪酸利用量增加而又氧化不足的緣故。運(yùn)動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)后血液中酮體上升較無訓(xùn)練者少，這說明運(yùn)動(dòng)員能較多的利用脂肪酸供能，而且氧化比較完善。但運(yùn)動(dòng)結(jié)速后的恢復(fù)期中，無訓(xùn)練者在肝臟和肌肉中的酮體反而比有訓(xùn)練者高，這說明人體運(yùn)動(dòng)時(shí)的供能系統(tǒng)，依其運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度和運(yùn)動(dòng)持續(xù)時(shí)間的不同可分為ATPCP（磷酸原）系統(tǒng)、無氧糖酵解（乳酸）系統(tǒng)和有氧氧化系統(tǒng)。(一) ATPCP（磷酸原）系統(tǒng)及其供能特點(diǎn)磷酸原系統(tǒng)供能不在其數(shù)量的多少，而在與其能量的快速可動(dòng)用性。在三個(gè)供能系統(tǒng)中，其能量輸出功率最高。凡是短

5、時(shí)間極量運(yùn)動(dòng)（如：短跑、舉重、沖刺、投擲等）時(shí)所需的能量幾乎全部由ATPCP系統(tǒng)供給。任何強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)，開始首先供能的都是ATPCP系統(tǒng)，其特點(diǎn)是：分解供能速度快，重新合成ATP速度最快。不需要氧。不產(chǎn)生乳酸。ATPCP供能系統(tǒng)最大輸出功率為50W /Kg體重，是三個(gè)供能系統(tǒng)中輸出功率最高者。維持供能的時(shí)間短。例如一名70kg的人參加運(yùn)動(dòng)的肌肉以20kg計(jì)算，ATPCP供能系統(tǒng)儲(chǔ)備的能量，可供輕快走步運(yùn)動(dòng)的時(shí)間約為1分鐘；或可維持最大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)時(shí)間約為68秒左右。3060公尺疾速跑全靠ATPCP供能系統(tǒng)保證；60100公尺跑主要靠ATPCP系統(tǒng)供能；200400公尺跑大部分由ATP-CP系統(tǒng)供能（

6、也靠乳酸系統(tǒng)提供部分能量）。可見，ATPCP系統(tǒng)在短時(shí)間最大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)的供能體系中起著重要作用。（二） 糖酵解系統(tǒng)及其供能特點(diǎn)當(dāng)人體劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，骨骼肌能量消耗不僅量大且速度快，有氧供能不足。而ATP-CP大量消耗時(shí)，糖的無氧酵解便開始參與供能。當(dāng)氧供應(yīng)不足的程度為氧化供能需要量的2倍以及肌肉中ATP-CP被消耗的量約為原儲(chǔ)備量50%左右時(shí)，為了迅速再合成ATP以保證持續(xù)運(yùn)動(dòng)的能力，骨骼肌中的糖原便大量無氧分解，乳酸開始生成。糖無氧酵解系統(tǒng)是400m、800m、1500m跑，100m、200m游泳的主要供能系統(tǒng)。糖無氧酵解系統(tǒng)供能的特點(diǎn)：糖原酵解供能速度快，比有氧氧化供能來得及時(shí)，故稱其為應(yīng)急能源

7、。糖原酵解供能不需要氧，是脂肪酸、甘油、氨基酸等供能物質(zhì)所不及的。糖無氧酵解系統(tǒng)供能的最大輸出功率為25W/kg體重，約為磷酸原系統(tǒng)的1/2。因此，利用以糖無氧酵解系統(tǒng)供能為主的運(yùn)動(dòng)，表現(xiàn)的速度與力量都不如磷酸原系統(tǒng)，但維持供能時(shí)間比較長。糖酵解產(chǎn)生的能量有限，但可積少成多。糖酵解的代謝產(chǎn)物為乳酸。乳酸在肌細(xì)胞中的大量增多，不僅對(duì)ATP的合成起抑制作用，且引起肌細(xì)胞代謝性酸中毒，工作能力降低，易發(fā)生疲勞。（三） 有氧氧化系統(tǒng)及其供能特點(diǎn)雖然在糖酵解作用中，能迅速釋放能量并且不需要氧，可是在這種情況下再合成ATP的量是相當(dāng)少的。糖、脂肪和蛋白質(zhì)在氧供應(yīng)充足的條件下，氧化為二氧化碳和水，同時(shí)釋放大

8、量能量，使ADP再合成ATP。這種有氧氧化供能過程，稱為有氧氧化系統(tǒng)。有氧氧化系統(tǒng)供能的特點(diǎn)：（1）體內(nèi)95%的ATP均來自線粒體內(nèi)的氧化磷酸化作用，是ATP生成的主要途徑，是人體能量消耗的主要供能系統(tǒng)。（2）糖的有氧氧化釋放的能量比糖酵解生成的ATP數(shù)量大19倍，因此比糖酵解產(chǎn)生的能量多，且比脂肪消耗的能量少，是體內(nèi)最經(jīng)濟(jì)的能量供應(yīng)系統(tǒng)。（3） 有氧供能系統(tǒng)的能量物質(zhì)來源廣闊、種類多、儲(chǔ)備量大，是取之不盡的能量來源。（4）有氧氧化過程復(fù)雜、供能速度慢，脂肪的氧化供能因耗氧量大，受氧利用率的影響，只有在運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度低.氧供應(yīng)充足的條件下才能被大量利用。所以有氧供能系統(tǒng)是耐力運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的主要供能來源。

9、（5）糖和脂肪的有氧氧化時(shí)，最大輸出功率比其他兩個(gè)系統(tǒng)均低。ATPCP系統(tǒng)糖無氧酵解系統(tǒng)有氧氧化系統(tǒng)無氧代謝十分迅速化學(xué)能源：CPATP生成很少肌中少量少用于短跑或任何高功率、短時(shí)間的活動(dòng)無氧代謝迅速食物能源：糖原有限的ATP生成副產(chǎn)品乳酸可導(dǎo)致肌肉疲勞用于13min的活動(dòng)有氧代謝慢食物能源糖、脂肪、蛋白質(zhì)ATP生成很多沒有導(dǎo)致疲勞的副產(chǎn)品勇于耐力或長時(shí)間的活動(dòng)供氧條件共氧機(jī)構(gòu)能量容量（每千克體重）能量產(chǎn)生速度（功體重）能量持續(xù)時(shí)間無氧ATPCP非乳酸能乳酸能（糖原-乳酸）100卡230卡13卡秒7卡秒10013=7.7S2307=33S有氧糖原CO2+H2O氧充分時(shí)_*卡3.6卡秒1.52小時(shí)項(xiàng) 目時(shí) 間ATPCP供能無氧糖酵解供能有氧供能100m200m400m800m1500m3000m5000m_*m馬拉松田賽項(xiàng)目10”15”22”35”1130”234610161525305013518098958030202010559022156555402015510035525407080900表4田徑項(xiàng)目有氧供能系統(tǒng)與無氧供能系統(tǒng)供能百分比（%）如上表所示，有些項(xiàng)目主要由A