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第二章能量代谢

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·物质代谢：人体与其周围环境之间不断

进行的物质交换过程。

能量代谢：机体内物质代谢过程中所伴随的能量储存、释放、转移和利用。

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第一节人体能量的供给

·自然界中，能量是守恒的，只能由一种形式向另一种形式转换。

6种基本能量形式：热能、化学能、机械能、电能、辐射能和原子能。

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·生物体通过其细胞内的叶绿体和线粒

体，将太阳能转化为化学能，以供自

身使用。

·叶绿体和线粒体将所产生的能量转换

成各种生命活动的直接能源物质——·三磷酸腺苷，即A7P。A7P是细胞内

能量的获得、转换、储存和利用等环节的联系纽带。

·叶绿体仅存于植物细脆中

·线粒体在动、植物细脆中都有存在。

叶绿体和线粒体

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一ATP与ATP稳态

(一)ATP是细胞能量代谢的重要媒介在有机体细胞内，能量的生成和利用

过程中，大部分能量不能直接被利用，

需先合成媒介物质ATP,再由ATP释放

能量，供生物体利用。ATP是一种既是能量受体又是能量供体的化合物，它含有高能化学键，以储存能量。

食物中能量——ATP——供机体使用

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(二)ATP的分解释能

腺苷

——一磷酸腺苷(AMP)——

—————二磷酸腺苷(ADP)———

三磷酸腺苷(ATP)-

·ATP由含氮碱基与戊糖形成的腺苷再与3个磷酸基团结合形成。

·能量储存于远离腺苷的两个磷酸酯键中

(红色),称为高能磷酸键(~键)。

·ATP脱去一个Pi(无机磷酸)形成ADP,

脱去两个Pi形成AMP,ADP脱去一个Pi形成AMP,这些过程均伴有能量的释放。

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能量

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腺嘌呤

核糖

腺嘌呤

核糖

例：底物B和C反应生成D,需要有ATP水解释放供

能的参与。

B+C+ATP——→D+ADP+Pi

不同浓度、PH值和温度，每摩尔ATP水解释放能量不恒定，约7—12kcal。骨骼肌每摩尔ATP水解释放约11kcal的能量。

10-

9

8

7

6

4.05.06.07.08.09.0

pH

不同pH下ATP水解的释能情况(25℃)

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ATP水解释放的能量

(三)ATP稳态

·细胞中ATP浓度很低，一旦被分解，便迅速补充：

ATP今ADP+Pi+E

氧气不足时：CP(磷酸肌酸)+ADP+Pi→C+ATP

·CP(磷酸肌酸)也含有高能磷酸键，可释放能量，使

ADP再度合成ATP,量较少，速度快。

·之后依靠糖酵解和有氧氧化等途径合成大量的ATP。

·这种机体在能量转换过程中维持其ATP含量恒定的现象称ATP稳态。一旦ATP稳态被打破，机体则出现疲劳状态。

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放能反应

能量

磷酸化

能量

耗能反应大分子

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二、ATP的生成过程(重点)

1.磷酸原系统

·正常情况下，细胞内仅有较低浓度的高能化合物，且以CP形式存在，CP不能直接供能，需先转换成ATP,即CP+ADP——ATP+C,这种能量供应系统称为磷酸原供能系统或ATP—CP供能系统。

·特点：①不需要氧；②供能速度极快；③供能少；

④时间短；⑤不产生乳酸。能源物质：CP。

·肌中贮量少，最大强度运动持续供能时间6-8秒；·用于短跑或任何高功率、短时间活动。

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2、糖酵解供能系统

·人体内，糖可在缺氧的情况下(不完全氧化)合成ATP,并分解为乳酸，称为糖酵解供能系统。

供能速率比有氧氧化快，因此在维持细胞中ATP的稳态有重要意义。

·特点：①不需要氧；②供能较快；③供能比ATP—CP多；④产生乳酸；⑤用于持续

时间约2—3分钟的运动。

·能源物质：糖。

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血液

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肌细胞

图例：

能量转换

高能

亡T

糖原

糖无氧

酵解

丙酮