班级：  社会体育（本科）  班            人数：  人

第一章　 肌肉活动的能量供应

教学目标：

一、使学生掌握肌肉活动时直接能源和间接能源的来源及其相互关系。

二、了解食物的消化与吸收过程；理解糖、脂肪、蛋白质在体内的作用和代谢过程。

三、掌握人体内三种供能系统的供能特点及其与运动的关系。

四、掌握肌肉活动时能量的代谢特征和能量连续统一体理论及其应用。

五、了解肌肉活动时影响能量代谢的因素及其分析。

六、使学生初步学会根据能量连续统一体理论制定以提高专项供能为主的课时训练计划。

教学重点与难点：

一、教学重点

（一）肌肉活动时直接能源和间接能源的来源及其相互关系。

（二）人体内三种供能系统的供能特点及其与运动的关系。

（三）能量连续统一体理论及其在体育运动实践中的应用。

二、教学难点

（一）糖、脂肪、蛋白质代谢。

（二）三种供能系统与运动的关系和能量连续统一体的应用。

教学要点及教学进程：

一、教学要点：

（一）肌肉活动时直接能源和间接能源的来源及其相互关系。

（二）人体内三种供能系统的供能特点及其与运动的关系。

（三）肌肉活动时能量的代谢特征。

（四）能量连续统一体理论及其在体育运动实践中的应用。

二、教学进程：

（一）利用多媒体幻灯片展示本章内容纲要和本章学习重点。

（二）采用讲解法等教学方法，结合不同距离跑的能量代谢特点，并利用多媒体幻灯片展示主要概念或基本理论和图片等内容，对本章教学内容进行系统讲解。

（三）利用讨论法结合教材中能量连续统一体理论的应用实例讨论制定以提高专项供能为主的课时训练计划。

（四）对本章教学内容进行总结（含重点）。

（五）布置本章复习思考题和课外作业，给出参考书目。

教学措施与手段：

一、利用讲解法和启发式教学法系统讲解本章教学内容。

二、利用多媒体辅助教学手段展示本章和每次课的内容纲要和主要概念、基本理论和图片等内容，讲解中适时利用板书，展开相关内容，补充有关材料进行讲解。

三、采用讨论法分析不同性质运动过程中能量代谢规律和能量连续统一体在体育运动实践中的应用，培养学生理论联系实际和应用能力。

教学内容：

 第一讲  肌肉活动的能量来源及三大营养物质的代谢

一．人体运动时的能量供应与消耗

(一)骨骼肌收缩的直接能源——ATP。

1.ATP的贮备及输出功率

肌肉ATP含量：6mmol/kg湿肌

最大输出功率：11.2mmolATP/kg/s

启动极为迅速。

但由于ATP贮量有限，运动中ATP消耗后的补充速度成为影响运动能力的重要因素。

2.ATP的分解供能及补充

ATP  →   ADP+Pi+E

每克分子ATP可释放29.26-50.16KJ(7-12Kcal)

ATP一旦被分解，便迅速补充

CP+ADP→C+ATP

肌肉中CP的再合成则要靠三大能源物质的分解供能。

因此，ATP 在生物体内的作用可比喻为能量转化与传递的‘载体’，就象是一个充足了电可直接利用的蓄电池。

二、能量的间接来源----糖、脂肪、蛋白质

七大营养物质：糖、脂肪、蛋白质、无机盐、维生素、水、膳食纤维。

1．  食物的消化与吸收（复习内容）

消化：食物在消化道内被分解为小分子的过程。

吸收：经过消化的食物，透过消化道粘膜，进入血液和淋巴循环的过程。

1.1消化

1．1．1消化的方式：

机械性消化或物理性消化：通过消化道肌肉的舒缩活动，将食物磨碎，并使之与消化液充分混合，并将食物不断地向消化道远端推送。

化学性消化：通过消化腺分泌的消化液来完成，消化液中所含的各种消化酶能分别将糖类、脂肪及蛋白质等物质分解成小分子颗粒。

1．1．2口腔内消化：

唾液的性质和成分

    pH: 6.6～7.1(无色无味近于中性的液体)。

    成分：水(占99%)，有机物(唾液淀粉酶、粘蛋白、球蛋白、溶菌酶等)，无机物(Na+、k+、HCO3-、Cl-等)。

唾液的作用：

    A．消化作用：唾液可湿润食物利于咀嚼和吞咽；溶于水的食物→味觉；唾液淀粉酶将淀粉分解为麦芽糖。

    B．清洁作用：大量唾液能中和、清洗和清除有害物质；溶菌酶还有杀菌作用。

    C．排泄作用：铅、汞、碘等异物及狂犬病、脊髓灰质炎的病毒可随唾液排出。

    D．免疫作用：唾液中的免疫球蛋白可直接对抗细菌，若缺乏时易患龋齿。

1．1．3胃内消化

胃液的性质、成分和作用

性  质：无色，pH 0.9～1.5，是体内pH最低的液体

分泌量：1.5～2.5L/日

成  分：盐酸、胃蛋白酶原、粘液、内因子和HCO3- 等无机物。

胃蛋白酶

蛋白质、蛋白际、蛋白胨、多肽

胃排空：食物由胃进入十二指肠的过程。食物的排空速度与食物的物理性状及化学组成有关。通常稀薄、流体食物比粘稠、固体食物排空快，颗粒小的食物比大块食物排空快。糖类排空速度最快，蛋白质次之，脂肪类最慢。混合食物完全排空通常需要4-6小时。

1．1．4小肠内消化

1.胰液

胰液为无色透明的碱性液体

pH7.8～8.4，渗透压≈血浆

胰液呈间歇性分泌,分泌量约为1～2L/每日。

胰液是消化液中最重要的一种消化液。

(1)水和碳酸氢盐

(2)碳水化合物水解酶：胰淀粉酶

(3)脂类水解酶：胰脂肪酶

(4)蛋白质水解酶：主要有胰蛋白酶和糜蛋白酶

2.胆汁

 (1)胆盐:

促脂肪消化:乳化脂肪、增加酶作用面积

促脂肪吸收:与脂肪形成水溶性复合物

促脂溶性维生素吸收:

促胆汁的自身分泌:肠--肝循环

 (2)胆固醇:正常时，胆固醇与胆盐的浓度呈一定的比例，若胆固醇升高，则导致胆石症。

 (3)胆色素:

 3.小肠液

弱碱性液体，pH≈7.6。渗透压与血浆相等。

分泌量大(1～3L/日)

特点 酶种类多

持续分泌

小肠液的成分和作用:

　(1)中和胃酸,保护十二指肠粘膜免遭胃酸侵蚀。

　(2)稀释肠腔内容物，利于吸收。

　(3)肠激酶能激活胰蛋白酶原变为有活性的胰蛋白酶。

　(4)肠淀粉酶能水解淀粉成为麦芽糖。

  (5)多种消化酶进一步消化水解食糜。

1．2吸收

(1)吸收的部位 ：

食物在口腔及食道内不被吸收。

胃所吸收的食物也很少，只吸收酒精和少量水分。

小肠是吸收的主要部位，一般认为，糖类、脂肪和蛋白质的消化产物大部分在十二指肠和空肠吸收，回肠能够吸收胆盐和维生素B12。

大肠主要吸收水分和盐类，结肠可吸收其肠腔内80%的水和90%的Na+及Cl-。

(2)小肠吸收的特点

(3)小肠内主要营养物质的吸收

3．肌肉运动对消化和吸收机能的影响

肌肉运动可以产生骨骼肌血管扩张、血流量增加，内脏血管收缩、血流量减少的效应，导致胃肠道血流量明显减少(约较安静时减少2/3左右)，消化腺分泌消化液量下降；运动应激亦可致胃肠道机械运动减弱，使消化能力受到抑制。

为了解决运动与消化机能的矛盾，一定要注意运动与进餐之间的间隔时间。饱餐后，胃肠道需要血液量较多，此时立即运动，将会影响消化，甚至可能因食物滞留造成胃膨胀，出现腹痛、恶心及呕吐等运动性胃肠道综合征。剧烈运动结束后，亦应经过适当休息，待胃肠道供血量基本恢复后再进餐，以免影响消化吸收机能。

二、主要营养物质在体内的代谢

(一)糖代谢

1．人体的糖贮备及其供能形式

人体内糖类主要是糖原及葡萄糖，通过食物获得。

单糖被吸收进入血液后，一部分合成肝糖原；一部分随血液运输到肌肉合成肌糖原贮存起来；一部分被组织直接氧化利用；另一部分维持血液中葡萄糖的浓度。人体的糖以血糖、肝糖原和肌糖原的形式存在，并以血糖为中心，使之处于一种动态平衡。葡萄糖是人体内糖类的运输形式，而糖原是糖类的贮存形式。

(1)糖原

人体各种组织中大多含有糖原，但其含量的差异很大。例如，脑组织中糖原含量甚少，而肝脏和肌肉中以糖原方式贮存的糖类约有350-400克，运动员糖原储量可达400-550克。

肌糖原既是高强度无氧运动时机体的重要能源，又是大强度有氧运动时的主要能源。许多研究表明，糖原贮量(特别是肌糖原)的增多，有助于耐力性运动成绩的提高。

(2)血糖

血液中的葡萄糖又称血糖，正常人空腹浓度为80-120mg%。

血糖是包括大脑在内的中枢神经系统的主要能源。

运动员安静状态下的血糖浓度与常人无异。

血糖浓度是人体糖的分解及合成代谢保持动态平衡的标志。

饥饿及长时间运动时，血糖水平下降，运动员会出现工作能力下降及疲劳的征象。肝糖原可以迅速分解入血以补充血糖，维持血糖的动态平衡。

2.糖在体内的分解代谢

(1)糖酵解 ；

（2）有氧氧化

3.运动与补糖

(1)补糖时间与补糖量

目前一般认为，运动前3-4小时补糖可以增加运动开始时肌糖原的贮量。运动前5分钟内或运动开始时补糖效果较理想。一方面，糖从胃排空→小肠吸收→血液转运→刺激胰岛素分泌释放，需要一定的时间；另一方面，可引起某些激素如肾上腺素的迅速释放，从而抑制胰岛素的释放，使血糖水平升高；同时还可以减少运动时肌糖原的消耗。

应当注意的是，在比赛前一小时左右不要补糖，以免因胰岛素效应反而使血糖降低。

进行一次性长时间耐力运动时，以补充高糖类食物作为促力手段，需在运动前3天或更早些时间临时食用。在长时间运动中，如马拉松比赛，可以通过设立途中饮料站适量补糖。运动后补糖将有利于糖原的恢复。耐力运动员在激烈比赛或大负荷量训练期，膳食中糖类总量应与其每日能量消耗的70%，有利于糖原的恢复。

运动前或赛前补糖可采用稍高浓度的溶液(35%-40%)，服用量40-50克糖。

运动中或赛中补糖应采用浓度较低的糖溶液(5%-10%)，有规律地间歇补充，每20分钟给15-20克糖。

(2)补糖种类

低聚糖是一种人工合成糖(目前多使用由2-10个葡萄糖单位聚合成的低聚糖)，渗透压低，分子量大于葡萄糖。研究表明，浓度为25%的低聚糖的渗透压相当于5%葡萄糖的渗透压，故可提供低渗透压高热量的液体，效果较理想。

对糖原恢复的研究发现，淀粉、蔗糖合成肌糖原的速率大于果糖，但果糖合成肝糖原的效果则比蔗糖或葡萄糖为佳。因此，补糖时应注意合理选择搭配糖的种类，同时，运动员膳食中应注意保持足够量的淀粉。

(二)脂肪代谢

1.人体的脂肪贮备

人体脂肪的贮存量很大，约占体重的10%-20%。一般认为，最适宜的体脂含量为：男性为体重的6%-14%，女性为10%-14%。

2.脂肪在体内的分解代谢

脂肪在脂肪酶的作用下，分解为甘油及脂肪酸，然后再分别氧化成二氧化碳和水，同时，释放出大量能量，用以合成ATP。在氧供应充足时进行运动，脂肪可破大量消耗利用。

3.脂肪代谢与运动减肥

运动减肥通过增加人体肌肉的能量消耗，促进脂肪的分解氧化，降低运动后脂肪酸进入脂肪组织的速度，抑制脂肪的合成而达到减肥的目的。

减肥的方式：一是参加运动，二是控制食物摄入量。

选择较适宜的运动方式，提倡采用动力型、大肌肉群参与的有氧运动，如步行、跑步、游泳、骑自行车、“迪斯科”舞蹈等运动，均可以有效地降低体脂水平。

水中运动减肥为近年来提倡的减肥方式。水中运动已发展到在水中行走、跑步、跳跃、踢水、水中球类游戏等多种运动。  

4.减肥运动量的设定

适宜：每周减轻体重0.45公斤(1磅)

上限：每周减轻体重0.9公斤(2磅)

具体措施为：

运动频度：每周运动3-5次

运动时间：每次持续30-60分钟

运动强度：刺激体脂消耗的“阈值”

即50%-85%VO2max或60%-70%最大心率

(三)蛋白质代谢

1．蛋白质在体内的代谢

2.关于蛋白质的补充问题

成人最低生理需要量约为30-45克/天或0.8克/公斤体重。

生长发育期的青少年由于组织增长及再建的需要，蛋白质的需要量为2.5-3克/公斤体重。

运动员的蛋白质供给量比普通人高，目前认为我国运动员为1.2-2克/公斤体重，优秀举重运动员蛋白质补充量每日1.3-1.6克/公斤体重，耐力性运动中，即使糖类足以供应机体运动中所需能量，膳食中蛋白质的补充量也应达到1.5-1.8克/公斤体重。

补充内容：水代谢与盐代谢

（四）、水代谢

1.人体的水贮备及分布

水是人体重要的组成成分，是维持生命活动必需的营养物质。成人体内含水约占体重的60%，其中，细胞内液约占40%，细胞外液约占20%(血浆占5%，组织间液占15%)。

存在形式：一是游离水，二是结合水人体绝大部分水均以结合水的形式存在。

2.人体的水平衡

3.运动员脱水及其复水

脱水是指体液丢失达体重1%以上。

被动脱水：运动员在运动训练过程中，由于气温、运动强度及运动持续时间等因素的影响，可能产生程度不同的水分丢失。

主动脱水：为了达到降低体重的目的，赛前采用人工手段，如使用利尿剂等，人为地造成机体脱水。

复水：为改善和缓解脱水状况所采用的补水方法。

运动员的复水，应以补足丢失的水分、保持机体水平衡为原则。已经证明，赛前和赛中复水有明显的益处。

(五)无机盐代谢

1.人体无机盐的种类

2.微量元素的抗衰老作用

3.运动中无机盐代谢的特点

4.关于运动员补盐问题

多数研究指出，即使是长跑运动员在热环境下每日跑27.35公里，由于大量出汗而丢失一定量的Na+、K+、Ca++、Fe++、Mg++、Zn++和其他微量元素，但只要摄入平衡膳食，并补充丢失的水分，仍能保持无机盐的平衡。而且，由于汗液中无机盐的浓度低于体液中的浓度，运动中没有必要补充无机盐。但是，在一些超长距离项目中，如超长马拉松跑、铁人三项比赛等，有必要适当补充无机盐。

第二讲    肌肉活动的能量系统、代谢特征及影响因素

一、人体的三个供能系统

（一）磷酸原系统（ATP-CP系统）

定义：磷酸原系统是由ATP和CP组成的系统。

供能持续时间：约7.5秒

供能特点：供能总量少、持续时间短、功率输出最快、不需要O2、不产生乳酸等物质。

（二）乳酸能系统（糖酵解系统）

定义：糖原或葡萄糖在细胞浆内无氧分解生成乳酸过程中，再合成ATP的能量系统。

供能持续时间：约33秒左右

供能特点：供能总量较磷酸原系统多、输出功率次之、不需要氧、产生导致疲劳的物质－乳酸。

意义：该系统是1分钟以内要求高功率输出运动的物质基础。

（三）有氧氧化系统

定义：有氧氧化系统是指糖、脂肪和蛋白质在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。

供能特点：ATP生成总量很大，但速率很低，需要氧的参与，不产生乳酸类的副产品。

意义：该系统是进行长时间耐力活动的物质基础。

评价指标：最大吸氧量和乳酸阈  

二、运动时能源物质动用的影响因素

（一）运动强度和持续时间的影响

1、极限强度运动与次极限强度运动

  ATP—CP、乳酸能系统

2、递增负荷的力竭性运动

 有氧氧化系统→无氧供能系统

3、中低强度的长时间有氧耐力运动

  糖有氧氧化供能→脂肪有氧氧化供能

（二）训练水平的影响

①能量利用的节省化。

动用同一供能系统供能的能力高，表现为持续时间长、能量利用率高。

②体内能源物质的储量多并动用快。

肌肉中CP含量和肌糖原含量等较高，最大供能的持续时间也较长。

三、肌肉活动时能量供应的代谢特征：
1、ATP供能的连续性

2、耗能与产能之间的匹配性

3、供能途径与强度的对应性

4、无氧供能的暂时性

5、有氧代谢的基础性。

四、能量连续统一体的理论及其应用

（一）能量连续统一体的概念与形式

1、能量连续统一体的概念

不同类型的运动项目的能量供应途径之间，以及各能量系统之间相互联系形成的一个连续统一体，称为能量连续统一体。

2、能量连续统一体的形式

①以有氧和无氧供能百分比的表示形式

②以运动时间为区分标准的表示形式

（二）能量连续统一体理论在体育实践中的应用。

1、着重发展起主要作用的供能系统

2、制定合理的训练计划

(三)能源系统与运动能力

1、不同运动项目的能量供应

尽管不同运动项目的能量供应具有各自的特征，但运动中不存在绝对的某一个单一能源系统的供能。

 运动时间与最大输出功率及能源系统。

2、运动中能源物质的动员

运动开始时机体首先分解肌糖原，持续运动5-10分钟后，血糖开始参与供能。

脂肪在安静时即为主要供能物质，在运动达30分钟左右时，其输出功率达最大。

蛋白质在运动中作为能源供能时，通常发生在持续30分钟以上的耐力项目。随着运动员耐力水平的提高，可以产生肌糖原及蛋白质的节省化现象。

3、健身运动的能量供应

运动强度<50%VO2max时：脂肪氧化分解成为主要能源，血浆中游离脂肪酸的浓度每两分钟就更新50%，说明脂肪代谢非常活跃。

运动强度>50%VO2max时：糖的分解供能显著加强。

健身运动的强度：50%-70%VO2max

理想的运动时间：30分钟～1小时

小结：

1、人体内物质代谢和能量代谢是维持生命活动、保证身体活动的基础，是运动人体科学研究的核心问题。

2、糖、脂肪、蛋白质是人体内的三大能源物质，它们在人体内的分解氧化可以释放大量的能量，合成人体生命活动的直接能量ATP。

本章复习思考题：

 1.什么是糖的有氧氧化，糖酵解?

 2.三个能量系统各有什么特点？不同距离跑的供能有什么特点？

 3.三种能源系统为什么满足不同强度的运动需要?

 4.糖作为能源物质为什么优于脂肪?

 5.如何理解肌肉活动能量代谢的动态变化特征?

 6.什么是能量统一体？其表现形式有哪两种？如何应用？

 7.试用运动强度和时间的变量因素对运动中能量代谢进行动态分析?

课后作业：结合能量统一体的应用，试制订一份竞赛项目专项训练课时计划（以提高专项功供能能力为主）。

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授课时间

课后记载：