当前课程知识点：运动健康生物化学 > 第三章 运动时人体的有氧代谢 > 第一节 糖的有氧代谢 > 运动时糖有氧代谢
大家好
我们这次学习运动时糖的有氧代谢
人体在运动时
随着时间延长 体内获氧量充足
机体所需要的能量
主要来自细胞内糖 脂肪 蛋白质的有氧代谢
然而三大细胞能源物质
有氧代谢产生能量的效率与数量
决定了运动时的强度和持续时间
因此
只有了解三大能源物质有氧代谢过程
及ATP合成以及速率快慢
才能根据不同运动训练目的
科学地安排运动负荷
糖是体内唯一既能在无氧
又能在有氧代谢提供能量的能源物质
在有氧运动情况下
骨骼肌内的糖原或肌肉摄取血液中的血糖
彻底氧化成二氧化碳和水
并释放能量合成ATP的过程
称为糖的有氧代谢
糖的有氧代谢可分为三个阶段
总共22至23步反应
第一阶段是从糖原或葡萄糖被氧化至丙酮酸
此阶段反应与糖无氧代谢相同
在细胞质中进行
第二阶段是丙酮酸进入线粒体
氧化脱羧生成乙酰辅酶A
第三阶段是乙酰辅酶A进入三羧酸循环
在这个过程中
代谢底物脱下的氢进入氧化呼吸链生成水
释放能量通过氧化磷酸化合成ATP
糖氧化成丙酮酸
这一阶段的反应在细胞质中进行
反应过程与糖无氧代谢的步骤基本相同
只是3-磷酸甘油醛脱下的氢
不与丙酮酸结合生成乳酸
而是通过α-磷酸甘油穿梭或苹果酸穿梭
进入线粒体后进一步经氧化呼吸链氧化
线粒体是具有双层膜结构的细胞器
外膜的通透性较大
内膜有较严格的通透选择性
胞液中的NADH不能通过正常的线粒体内膜
只有通过某种线粒体膜的化合物
才能进入线粒体内的过程称作穿梭
能完成此过程的穿梭
有α-磷酸甘油穿梭和苹果酸穿梭
α-磷酸甘油穿梭主要存在于肌肉 神经组织
磷酸二羟丙酮脱下的氢
经α-磷酸甘油进入线粒体生成FADH2
苹果酸穿梭又称苹果酸-草酰乙酸穿梭
在心脏 肝 肾等细胞中
细胞质中的还原型辅酶Ⅰ属于此种穿梭
细胞质中含有苹果酸脱氢酶
可催化草酰乙酸还原为苹果酸
后者可以进入线粒体基质
线粒体基质内则有另一种苹果酸脱氢酶
可催化进入的苹果酸脱氢
形成草酰乙酸和还原型辅酶Ⅰ
于是胞质内的还原型辅酶Ⅰ上的氢
便间接地被转运进入线粒体基质中
丙酮酸氧化脱羧
丙酮酸由胞液进入线粒体后
在丙酮酸脱氢酶系的作用下
经过脱羧 脱氢后
与辅酶A(CoA-SH)结合生成乙酰辅酶A
这一反应是不可逆的
丙酮酸脱氢酶系是多酶复合体
包括丙酮酸脱羧酶 硫辛酸乙酰转换酶
和二氢硫辛酸脱氢酶
辅酶和辅助因子包括焦磷酸硫胺素
尼克腺嘌呤二核苷酸
黄素腺嘌呤二核苷酸
辅酶A和硫辛酸
乙酰辅酶A进入三羧酸循环
由丙酮酸脱羧脱氢生成的乙酰辅酶A
与草酰乙酸缩合成柠檬酸开始
再经过一系列脱氢 脱羧反应
重新生成草酰乙酸
形成一个连续的不可逆的循环过程
由于循环起始物是具有三个羧基的柠檬酸
故称三羧酸循环(tricarboxylic acid cycle)
缩写TCA
或柠檬酸循环
由于这一过程
由德国生化专家Hans Adolf Krebs
于1937年提出
因此又称Krebs循环
参与这一循环的乙酰辅酶A每循环一次
仅用去1分子乙酰基中的两碳单位
最后生成两分子的二氧化碳
并释放出大量的能量
三羧酸循环包括8步连续的反应过程
柠檬酸的生成
乙酰CoA与草酰乙酸结合生成柠檬酸
并释放出辅酶A
柠檬酸与异柠檬酸的互变
柠檬酸先失去一个水而生成顺乌头酸
再结合一个水转化为异柠檬酸
a-酮戊二酸的生成
异柠檬酸脱氢
使氧化型辅酶Ⅰ转化为还原型辅酶Ⅰ
其中间产物草酰琥珀酸迅速脱羧
生成a-酮戊二酸和二氧化碳
琥珀酰辅酶A的生成
a-酮戊二酸经氧化脱羧
生成含高能硫酯键的琥珀酰辅酶A
释放一个二氧化碳
生成一分子还原型辅酶Ⅰ
琥珀酸的生成
琥珀酰辅酶A经琥珀酸辅酶A合成酶
催化生成琥珀酸
同时将所含高能键的能量
转给GDP生成GTP
GTP将磷酸基转移至ADP合成ATP
延胡索酸的生成
琥珀酸脱氢生成延胡索酸
脱下氢以还原型黄素腺嘌呤二核苷酸形式释放
苹果酸的生成
在延胡索酸酶的催化下
延胡索酸和水化合生成苹果酸
草酸乙酸的生成
苹果酸在苹果酸脱氢酶的作用下
脱氢生成草酸乙酸
脱下氢以还原型辅酶Ⅰ形式释出
至此完成一次三羧酸循环
消耗一个二碳的乙酰辅酶A
共释放两分子二氧化碳 八个氢
其中三个还原型辅酶Ⅰ
一个还原型黄素腺嘌呤二核苷酸
氢的氧化
代谢物脱下的还原型辅酶Ⅰ
和还原型黄素腺嘌呤二核苷酸
在线粒体内膜
分别经NADH和FAD氧化呼吸链上氧化
生成水
并释放能量经氧化磷酸化合成ATP
那么 什么叫做氧化呼吸链呢
线粒体内膜上存在的多种酶
和辅酶组成的复合体
按一定的顺序排列成的连锁性电子链
可使还原当量中氢传递给氧生成水
称为氧化呼吸链
人体细胞线粒体内
最重要的呼吸链有NADH氧化呼吸链
和琥珀酸氧化呼吸链两条
在电子传递过程中的能量驱动着ADP磷酸化
用以合成ATP
因此 将代谢物脱下的氢
经呼吸链传递 最终生成水
同时伴有ADP磷酸化合成ATP的过程
称为氧化磷酸化
正常人体所利用的ATP
约有90%来自氧化磷酸化的合成
在氧化磷酸化反应中
生成的ATP数量可由P/O比值确定
P/O比值是指在ATP形成时
每消化一摩尔氧原子所消耗无机磷的摩尔数
实验证明
经NADH氧化呼吸链测得的P/O比值是2.5
即生成了2.5分子ATP
而琥珀酸氧化呼吸链的P/O比值是1.5
即生成1.5分子ATP
两条呼吸链的偶联部位
分别是NADH与辅酶Q(复合体I)
辅酶Q与细胞色素之间(复合体III)
以及还原型细胞色素
经复合体III被氧化过程
1分子葡萄糖完全氧化生成二氧化碳和水
在骨骼肌 神经组织细胞中
可合成30分子ATP
在心肌 肝组织细胞中
可合成32分子ATP
如果是糖原的1个葡萄糖单位
则可净合成31或33分子ATP
从能量产生看
糖有氧代谢合成的ATP
要比糖无氧代谢多得多
同时由于在利用同样数量氧的情况下
糖氧化供能约比脂肪氧化供能多10%
糖氧化供能在利用氧的效率上
明显大于脂肪酸和蛋白质氧化供能
同时 由于糖无氧代谢供能
仅能维持大强度运动2到3min时间
因此
糖有氧代谢是2到30min
长时间大强度运动时的重要能量来源
好 以上就是这节课的全部内容
-绪论
-绪论形成性练习
-第二节 蛋白质
--蛋白质
-第三节 脂类
--脂类
-第四节 糖
--糖
-第五节 水与无机盐
--水和无机盐
-第六节 核酸及其化合物
--核酸及其化合物
-第七节 酶与激素
--酶
--激素
-第一章（1）形成性练习
-第一章（2）形成性练习
-第一章（3）形成性练习
-第一节 人体的物质和能量代谢
-第二节 运动时磷酸原的代谢
--运动时磷酸原代谢
-第三节 运动时糖的无氧代谢
--运动时糖无氧代谢
-第二章形成性练习（1）
-第一节 糖的有氧代谢
--运动时糖有氧代谢
-第二节 脂肪的有氧代谢
-第三节 蛋白质的有氧代谢
-第三章形成性练习（1）
-第三章形成性练习（2）
-第三章形成性练习（3）
-第一节 运动健身风险的生化分析
-第二节 运动健身的生化原则
-第三节 运动性疲劳的生化分析
-第四节 运动健身负荷的生化评定
-第四章形成性练习（1）
-第四章形成性练习（2）
-第一节 健康体适能概述
-第二节 健康体适能的生化分析
-第五章形成练习（1）
-第五章形成性练习（2）
-第一节 运动调节糖代谢增进健康的生化分析
-第二节 运动调节脂代谢增进健康的生化分析
-第三节 运动调节蛋白质代谢增进健康的生化分析
-第六章形成性练习（1）
-第六章形成性练习（2）
-第一节 衰老概述
-第二节 衰老性肌萎缩与运动干预
-第三节 骨质疏松与运动干预
-第七章形成性练习
-第一节 运动处方的制定与基本内容
--运动处方的概念
-第二节 肥胖症运动康复的生化分析
-第三节 糖尿病运动康复的生化分析
-第四节 血脂异常运动康复的生化分析
-第五节 高血压病运动康复的生化分析
-第六节 高尿酸血症运动康复的生化分析
-第八章形成性练习（1）
-第八章形成性练习（2）
-第二节 机能代谢平衡的生化评价
-第三节 健康体适能的生化评价
--尿肌酐系数评价法
--磷酸原能商评价法
--30m冲刺评定法
--乳酸能商评定法
--跑台无氧功评定法
--乳酸阈评定法
-第九章形成性练习（1）
-第九章形成性练习（2）
-第九章形成性练习（3）