运动过程中机体的物质代谢伴随着能量的转换,由于ATP是运动时肌肉收缩的直接能源,因此能量的释放与利用是以ATP为中心的。但ATP在人体中贮量非常有限,远不能满足身体活动的需’要,所以ATP要边分解边合成。ATP的再合成包括磷酸肌酸(CP)分解、糖酵解和有氧代谢三条途径,又可称为运动时骨骼肌的三个供能系统。前两个系统是不需要氧气的代谢过程,即无氧代谢供能系统。三大供能系统共同作用与相互配合,保证了运动时骨骼肌能量释放与利用的连续性。

1磷酸原供能系统

由于ATp/CP分子结构中均含有高能磷酸键,在代谢中通过转移磷酸基团的过程释放能量,所以将ACP一CP合称为磷酸原。由ATP一CP分解反应组成的供能系统称为磷酸原供能系统。

1.1磷酸原供能系统的供能过程

ATP是肌肉收缩时将化学能转变为机械能的唯一直接能源,运动时ATP转化率大大加快,与运动强度成正比。但肌肉中ATP含量很少,只能维持最大强度运动很短的时间。因此,激活磷酸肌酸途径就很重要。ATP水解释放能量的同时,释放ADP,激活肌浆中的磷酸肌酸激酶,催化CP水解,将高能磷酸基团转移给ADP,重新合成ATP(图l)。

1.2磷酸原供能系统的供能特点

磷酸原供能系统中A即、CP均以水解分子内高能磷酸基团的方式供能,所以在运动时最早起用,且具有不需要氧气参与和功率输出高的的特点。ATP高能磷酸键断裂时释放的能值极高。但肌细胞内磷酸原储量有限,只能维持最大强度运动约6一85。磷酸原系统在短时间最大强度或最大用力的运动中起主要供能作用,如短跑、举重等项目。

2精酵解供能系统

糖原或葡萄糖无氧分解生成乳酸并合成ATP的过程称为糖酵解。运动过程中骨骼肌依靠糖酵解供能的再生成和利用的过程又称为糖酵解供能系统。

2.1箱酵解供能在肌肉活动中的作用

任何运动开始时,ATP都会在ATP酶催化下迅速水解放能。A即的浓度一旦下降,CP立刻分解放能,用于ATP的合成。肌肉利用CP的同时,糖酵解过程被激活,肌糖原迅速分解,参与运动时能量供应。当运动强度增加,持续时间在1而n左右时,糖是占支配地位的能源。因此,在短时间、大强度的运动中,ATP的生成主要由糖醉解系统来提供。

2.2运动中骨骼肌糖醉解供能的特点

在最大强度运动30一60。时,糖醉解达到最大速率,此后其供能速率逐渐下降,可维持2一3而n。因此,糖酵解是305-2而n以内大强度运动的主要供能途径,如400m全力跑、loom游泳等速度耐力性项目。糖酵解供能不需要氧,但可产生乳酸,乳酸的堆积是导致疲劳的因素之

3有氧代谢供能系统

运动过程中,骨骼肌通过糖、脂肪和蛋白质在有氧的条件下彻底氧化成水和二氧化碳的反应过程释放能量合成ATP,构成有氧代谢供能系统。

3.1糖、脂肪和蛋白质在有氧代谢供能中的作用

有氧代谢供能系统中,糖原在体内储量较多。大强度运动l一Zh,肌糖原才耗尽。脂肪储量丰富,理论上可供运动时间不受限制。但它的氧化过程对糖有依赖性。因此,运动时脂肪供能的比例随运动强度的增大而降低,随运动持续时间的延长而增加。在安静时,低、中强度运动时,脂肪是能量代谢的主要物质。而蛋白质在长于30而n的大强度运动中才参与供能,并与肌糖原的储备有关。因此,有氧代谢供能是数分钟以上耐力性运动项目的基本供能系统。

3.2有氧代谢供能系统的特点

有氧代谢供能系统的输出功率较其他两个系统低。同时有氧代谢供能系统必须有充足的氧

气供应,且在供能过程中没有代谢性中间产物的积累。因此,依靠有氧代谢供能的运动,运动强度不大,但维持运动的时间较长,如马拉松等运动项目。

4运动中三大供能系统的相互关系

骨骼肌三大供能系统是相互联系、相互衔接的。在运动过程中骨骼肌各供能系统同时发挥作用,肌肉可以利用所有的能源物质。不存在一种能源物质单独供能的情况,只是供能的时间、顺序和相对比例随运动状况而异。运动开始时,磷酸原系统首先投入供能,然后根据输出功率的要求动员相应的供能系统参与能量的供应。各供能系统的最大输出功率不同,且差异较大,其J硕序为:磷酸原系统糖酵解系统糖有氧氧化脂肪氧化,它们以近50%的速度递减。当以最大的输出功率运动时,各供能系统维持运动的时间不同:磷酸原系统仅能的运动6一85;糖酵解系统能维持305一Zmin内运动;有氧代谢供能系统为3而n以上的运动供能。

【有关运动供能体系研究】相关文章：

★ 实验教学的课后小结应“高浓度”

★ 生物听课心得体会

★ 让学生自己研究鱼

★ 《“DNA分子的结构”》教学设计

★ 人体对外界环境的感知

★ 生物教学中导入技能的反思

★ 基因分离定律和基因自由组合定律的区别和联系

★ 人体对外界环境的感知教学设计（二）

★ 全国中学生生物学竞赛大纲

★ 《生殖健康》教学设计与案例