第一篇：生化教案第五章

第五章 核酸化學(xué) 第一節(jié) 概述

一、染色體、基因和DNA

1、染色體和基因----遺傳的基本單位

染色體是細(xì)胞核內(nèi)能被堿性染料著色的物質(zhì)的螺旋集縮體，由核酸、組蛋白、非組蛋白等組成。

經(jīng)典遺傳學(xué)認(rèn)為，染色體和基因間有平行現(xiàn)象，基因存在于染色體上，基因在遺傳中具有完整性和獨立性，隨染色體的分離、配對而進(jìn)行獨立的分配。

2、核酸---遺傳信息的載體

基因位于核酸分子上，所以核酸是遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)，是遺傳信息的載體，在蛋白質(zhì)生物合成中起十分重要的作用。

二、核酸的化學(xué)組成

1、分類---核酸分為RNA（mRNA、tRNA、rRNA）和DNA

2、核酸中的糖---核糖和脫氧核糖

3、含氮堿基---嘌呤和嘧啶衍生物

4、核苷酸---核酸的基本結(jié)構(gòu)單位,由堿基、戊糖和磷酸組成。

5、核苷酸的衍生物（1）ATP和GTP ATP：腺嘌呤核糖核苷三磷酸；GTP：鳥嘌呤核糖核苷三磷酸

（2）cAMP和cGMP 主要功能是作為細(xì)胞之間傳遞信息的信使。

6、核苷酸的重要作用

（1）核苷酸是合成DNA和RNA的前體

（2）在多糖合成中尿苷二磷酸葡萄糖（UDPG）是葡萄糖的活性形式，是合成糖原葡萄糖基的直接供體

（3）ATP是生物體內(nèi)生物能生成、儲藏、轉(zhuǎn)運的中心

（4）各種代謝反應(yīng)中所需要的NAD（H)、NADP（H）等都是腺苷酸的衍生物

（5）cAMP為3‘，5`-環(huán)腺苷酸，它是由ATP轉(zhuǎn)變而來的，在生物體細(xì)胞內(nèi)具有傳遞生理信息的重要作用，被稱為第二信使。

（6）鳥嘌呤-5‘-三磷酸（GTP）是生物大分子移位反應(yīng)的主要動力來源。

第二節(jié) 核酸的結(jié)構(gòu)

一、核酸的一級結(jié)構(gòu)

指核苷酸的排列順序，包括核苷酸間的連接鍵

1、磷酸二酯鍵----核苷酸間的基本連接 核苷酸之間通過3`，5 `-磷酸二酯鍵連接

2、一級結(jié)構(gòu)----核苷酸的排列順序

二、核酸的高級結(jié)構(gòu)

1、DNA的二級結(jié)構(gòu)----雙螺旋結(jié)構(gòu)模型（1）DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型提出的依據(jù)

主要依賴于20世紀(jì)40年代X射線衍射技術(shù)的應(yīng)用，不少人 得到了

大量核酸X的衍射圖譜。

（2）DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的特征

主鏈:兩鏈均為右手螺旋，磷酸二酯鍵方向相反。

堿基配對

堿基參數(shù)：雙螺旋直徑2nm，相鄰堿基對之間的高度即堿基垂直堆積距離為0.34nm.螺旋表面（形成大溝和小溝）（3）DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定因素 氫鍵（AT間兩個，GC間3個氫鍵）堿基堆積力（兩個平行的堿基環(huán)之間）

離子鍵（磷酸基團的解離，使DNA成為一種多電荷陰離子，有利于與帶正電荷的組蛋白或介質(zhì)中的陽離子形成靜電作用，利于雙螺旋的穩(wěn)定）

2、tRNA二級結(jié)構(gòu)---三葉草結(jié)構(gòu)模型 四臂四環(huán) 氨基酸接受區(qū) 反密碼子區(qū) 二氫尿嘧啶區(qū)

TΨC區(qū)（一臂一環(huán)）可變區(qū)

3、DNA的三級結(jié)構(gòu)---超螺旋

DNA的三級結(jié)構(gòu)是指雙螺旋基礎(chǔ)上分子的進(jìn)一步扭曲或再次螺旋所形成的構(gòu)象。其中，超螺旋是最常見并且研究最多的DNA三級結(jié)構(gòu)。

第三節(jié) 核酸的性質(zhì)及純度測定

一、核酸的溶解性

1、溶解性—堿基、核苷酸和核酸具有不同的溶解性

DNA和RNA都是極性化合物，一般都微溶入水，不溶于乙醇、乙醚。核酸、核苷酸、堿基在水中的溶解度依次減小。2、0.14摩爾法---分離DNA蛋白質(zhì)和RNA蛋白質(zhì)

DNA蛋白的溶解度在低濃度鹽溶液中隨鹽濃度的增加而增加，在1mol/LNaCI溶液中的溶解度比純水中高2倍，但在0.14mol/的NaCl溶液中溶解度最低（幾乎不溶），而RNA蛋白在0.14mol/L的NaCl溶液中溶解度較大，故可以在此鹽濃度條件下分離DNA蛋白和RNA蛋白。

二、核酸的分離

1、多價解離—體內(nèi)DNA呈多陰離子態(tài)（磷酸可解離成多價陰離子）。磷酸多級解離，多元酸；另外還含有含氮堿基，又呈堿性，所以核酸為兩性電解質(zhì)。

2、帶電性—核酸和核苷酸可用離子交換分離

由于核酸、核苷酸是兩性電解質(zhì)，在一定pH條件下，如果核酸、核苷酸帶正電荷，可用陽離子交換樹脂進(jìn)行分離，帶電荷越多的核酸結(jié)合越牢固，最后被洗脫下來。

三、紫外吸收

1、紫外吸收—由堿基的共軛體系決定

由于嘌呤堿和嘧啶堿、核苷、核苷酸、核酸都在240-290nm范圍內(nèi)有特征吸收。通常選用260nm處測定

2、定量測定—核酸和核苷酸測定的基本方法

定性測定的幾個數(shù)據(jù)判斷：最大吸收波長、最小吸收波長、在兩個吸收波長下吸光度比值(250/260、260/280>2.0，表示RNA樣品中蛋白質(zhì)含量低，>1.9表示DNA樣品中蛋白質(zhì)含量低。290/260）。

定量測定公式：核苷酸%=[(Mr×A260)/(ξ260×C)]×100 Mr為核苷酸相對分子質(zhì)量； ξ260為在260nm處的吸收系數(shù)，C為樣品濃度，mg/mL，A260為樣品在260nm波長下的吸光度值。

對于大分子核酸的測定，常用比吸收系數(shù)法或摩爾磷原子吸收系數(shù)法。

比吸收系數(shù)ε是指一定濃度（mg/mL或ug/mL）的核酸溶液在260nm處的吸光度值。摩爾磷原子吸收系數(shù)ε（P）是指含磷濃度為1mol/L時的核酸水溶液在260nm處的吸光度值。

四、變性與復(fù)性

1、DNA變性---DNA生物功能實現(xiàn)所必需

變性：氫鍵、堿基堆積力等被破壞，雙鏈成為單鏈的過程，但一級結(jié)構(gòu)沒有被破壞。變性因素：加熱、極端的pH 條件、有機溶劑、尿素、甲酰胺等。

變性后的表現(xiàn)：由一定剛性變?yōu)闊o規(guī)則線團，DNA溶液的黏度降低，沉降速度加快，藏在內(nèi)部的堿基全部暴露出來，DNA的A260增大，即增色效應(yīng)。

2、DNA復(fù)性—核酸研究中的常用手段 復(fù)性的概念：

復(fù)性應(yīng)用：變成單鏈再形成雙鏈，用于DNA-DNA雜交。

五、核酸的含量與純度測定

1、定磷法、定糖法—測定核酸含量

利用純的核酸含磷元素的量為9.5%左右。用強酸消化核酸成無機磷酸，然后磷酸與定磷試劑中的鉬酸銨反應(yīng)生成磷鉬酸銨，它在還原劑作用下被還原成鉬藍(lán)復(fù)合物，最后在650-660nm下比色測定，得出總含磷量，再減去無機磷（即不經(jīng)硝化直接測定）的量即為核酸磷的真實含量，此值乘以系數(shù)10.5即為核酸含量。（2）定糖法

核酸分子含有核糖或脫氧核糖，這兩種糖具有特殊的呈色反應(yīng)。

RNA 在濃鹽酸或濃硫酸作用下，RNA受熱發(fā)生降解，生成的核糖進(jìn)而脫水轉(zhuǎn)化成糖醛，糖醛與3，5-二羥甲苯(苔黑酚)反應(yīng)生成綠色物質(zhì)，最后在670nm-680nm下比色測定。

DNA DNA受熱酸解釋放出脫氧核糖，后者在濃硫酸或冰醋酸存在下可與二苯胺反應(yīng)生成藍(lán)色物質(zhì)，在595-620nm波長下進(jìn)行比色測定。

定糖法的測定范圍

苔黑酚法為20-250ugRNA，二苯胺法為40-400ugDNA.2、凝膠電泳---DNA純度鑒定（1）紫外吸收法測定核酸純度

利用測定260nm處和280nm處吸光度的比值來確定，純DNA比值為1.8，純RNA比值為2.0，在純化DNA時，通常用比值在1.8-2.0之間作為純度標(biāo)準(zhǔn)，大于此值表示有RNA污染，如果小于此值，則有蛋白質(zhì)或酚等污染。（2）凝膠電泳法鑒定DNA純度

瓊脂糖凝膠電泳，目前分離純化和鑒定核酸特別是DNA的標(biāo)準(zhǔn)方法。

DNA在瓊脂糖凝膠中泳動率取決于：DNA分子大小、瓊脂糖濃度、DNA構(gòu)象及電流強度。

六、核酸堿基序列的測定

1、DNA堿基序列測定方法

（1）DNA堿基序列測定的基本步驟

DNA片段的制備（利用限制性內(nèi)切酶和PCR方法）

DNA堿基序列測定

（2）Maxam-Gilbert（化學(xué)降解法）

原理是應(yīng)用一定化學(xué)試劑，選擇性的切斷某種特定核苷酸（A、G、T、C）所形成的磷酸二酯鍵，得到不同鏈長的DNA小片段,包括兩步：堿基選擇性水解；對水解產(chǎn)物DNA小片段進(jìn)行電泳分析和堿基序列的推測。（3）Sanger法（末端終止法）

原理是以DNA的酶促合成為基礎(chǔ)，以被測DNA單鏈為模板，通過特殊設(shè)計的“末端終止技術(shù)合成出一系列相差一個核苷酸長度的互補鏈，然后利用凝膠電泳分離這些不同長度的DNA小片段，據(jù)此推測確定待測DNA鏈的堿基序列。（4）DNA的自動測序法

原理是以Sanger法為基礎(chǔ)，主要改進(jìn)是以熒光標(biāo)記物代替同位素標(biāo)記，即以不同顏色的熒光分別代表A、T、G、C四種堿基，電泳結(jié)果經(jīng)激光束激發(fā)后，其最大的發(fā)射波長被轉(zhuǎn)換成四種堿基含義的電信號，再由儀器的檢測系統(tǒng)識別和記錄。

2、RNA堿基序列測定方法 應(yīng)用逆轉(zhuǎn)錄法，以待測的RNA鏈為模板，在逆轉(zhuǎn)錄酶催化下，合成DNA，然后用Maxam-Gilbert 法或Sanger法測定DNA堿基序列，再得出RNA的堿基序列。第四節(jié)

核酸的生物功能

一、DNA的復(fù)制與生物遺傳信息的儲存

DNA復(fù)制是保持生物種群遺傳性狀穩(wěn)定的基本分子機制。

DNA復(fù)制理論為現(xiàn)代分子分子生物技術(shù)、如基因重組、聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)和基因突變技術(shù)等的發(fā)展奠定了理論基礎(chǔ)和實驗基礎(chǔ)。

二、RNA是生物遺傳信息表達(dá)的媒介

1、基因的轉(zhuǎn)錄—mRNA的合成

是以DNA為模板合成與其堿基序列互補的mRNA的過程

2、tRNA和rRNA的功能

tRNA是將mRNA攜帶的遺傳密碼翻譯氨基酸信息，并將相應(yīng)的氨基酸活化后，帶到核糖體上進(jìn)行蛋白質(zhì)合成。

rRNA是組成核糖體的主要組成，目前的作用機制還不清楚

3、核酸與蛋白質(zhì)的生物合成關(guān)系

（1）tRNA對氨基酸的識別、結(jié)合和活化

tRNA在氨基酰-tRNA合成酶的作用下，能識別相應(yīng)的氨基酸，并通過tRNA氨基酸臂3‘-羥基與氨基酸的羧基形成活化酯-----氨基酰-tRNA（2）氨酰-tRNA在mRNA模板指導(dǎo)下組裝成蛋白質(zhì)

氨基酰-tRNA通過反密碼子臂上的三聯(lián)體反密碼子識別mRNA上相應(yīng)的遺傳密碼，并將所攜帶的氨基酸按mRNA遺傳密碼的順序安置在特定的位置上，最后在核糖體中合成肽鏈。

三、生物遺傳變異的化學(xué)本質(zhì)—DNA結(jié)構(gòu)變化

堿基序列顛倒，某個堿基被調(diào)換，少了或多了一對或幾對堿基

四、核酸的催化性質(zhì)

1、核酶的組成和結(jié)構(gòu)

核酶是具有特殊結(jié)構(gòu)的RNA，RNA是核酶的功能部分，有些核酶除含有RNA外，還含有蛋白質(zhì)等成分。

2、核酶的催化作用

核酶的催化反應(yīng)包括水解反應(yīng)、連接反應(yīng)和轉(zhuǎn)核苷酰反應(yīng)等。

如核酶RNaseP在tRNA前體的5‘端部分水解切除一個特殊序列，生成tRNA.3、核酶的研究現(xiàn)狀與展望

研究發(fā)現(xiàn)，核酶在翻譯、表達(dá)和核糖體功能的實現(xiàn)中可能具有重要作用。

存在的問題：核酶的催化效率太低；由于核酶本身是RNA，很容易被核酸水解酶所破壞。展望：定向分子進(jìn)化技術(shù)、PCR技術(shù)等的應(yīng)用為篩選特殊性質(zhì)的新型核酶開辟了新的途徑。

第五節(jié) 核酸化學(xué)中的幾種重要技術(shù)

一、核酸的分子雜交技術(shù)

原理：利用核酸（DNA）的變性和復(fù)性的性質(zhì)。

二、PCR技術(shù) 聚合酶鏈反應(yīng)的簡稱

三、基因定點突變技術(shù)

是應(yīng)用人工的方法，合成在某一點或某幾點上堿基序列改變的突變DNA，然后再通過突變DNA的轉(zhuǎn)錄、翻譯和表達(dá)，獲得突變蛋白質(zhì)的技術(shù)?；蚨c突變技術(shù)的關(guān)鍵是合成一種特殊的引物DNA。

四、定向分子進(jìn)化

主要是通過DNA或RNA的突變、篩選和擴增的不斷循環(huán)，從而獲得具有優(yōu)良性能的新品種分子。

第五章

重點

1、聚合酶鏈反應(yīng)（PCR）技術(shù)的原理和操作步驟

2、從tRNA的結(jié)構(gòu)上，如何理解它在蛋白質(zhì)翻譯過程中的作用？

3、核酸的含量與純度測定的方法和原理如何？

4、紫外吸收法測定核酸的原理是什么？

第二篇：運動生化教案

運動生物化學(xué)

緒 論

1.運動與身體化學(xué)組成（蛋白質(zhì)、核酸、糖、脂類、無機鹽和水）之間的相互適應(yīng)規(guī)律。

2.運動過程中機體內(nèi)物質(zhì)和能量代謝及調(diào)節(jié)的規(guī)律。

3.為增強體質(zhì)、提高競技運動能力提供理論基礎(chǔ)和科學(xué)方法運動性疲勞的消除和恢復(fù)，機能監(jiān)控和評定，制定運動處方。

一、運動生物化學(xué)當(dāng)前的任務(wù)

（一）運動與生物分子結(jié)構(gòu)和功能

受體構(gòu)型變化與激素的調(diào)節(jié)能力；葡萄糖、脂肪酸和某些氨基酸吸收轉(zhuǎn)運與載體蛋白的關(guān)系等。

（二）運動時物質(zhì)代謝的動力學(xué)研究 物質(zhì)代謝和能量代謝體系：

無氧代謝過程磷酸原系統(tǒng)（ATP,CP）；糖酵解系統(tǒng)；有氧氧化系統(tǒng)

（三）運動時代謝調(diào)控與運動能力 1.激素調(diào)節(jié)

（1）運動與下丘腦-垂體-腎上腺軸（2）運動與下丘腦-垂體-性腺軸 反饋調(diào)節(jié)

下丘腦—垂體—腎上腺軸（HPA軸）下丘腦—垂體—甲狀腺軸（HPT軸）下丘腦—垂體—性腺軸（HPG軸）2.神經(jīng)調(diào)節(jié) 神經(jīng)遞質(zhì)的作用 3.酶調(diào)節(jié)

（1）激活或抑制細(xì)胞內(nèi)酶活性

（2）影響酶分子的合成或降解，改變酶分子的含量 4.分子生物學(xué)與運動生物化學(xué)

二、運動生物化學(xué)的發(fā)展及其與相關(guān)學(xué)科的關(guān)系

（一）運動生物化學(xué)與運動生理學(xué)的關(guān)系

（二）運動生物化學(xué)和運動醫(yī)學(xué)的關(guān)系

（三）運動生物化學(xué)和運動營養(yǎng)學(xué)的關(guān)系

（四）運動生物化學(xué)和運動心理學(xué)的關(guān)系

（五）運動生物化學(xué)和運動訓(xùn)練學(xué)的關(guān)系

第一篇

生物分子概論

第一章

糖類、脂類、蛋白質(zhì)、核酸的生物化學(xué)

第一節(jié)

糖

類

一、概述

(一)定義：糖類是一類含多羥基的醛類或酮類化合物的總稱。多羥基醛：葡萄糖

多羥基酮：果糖

（二）存在和分布

碳水化合物是地球上最豐富的生物分子，每年全球植物和藻類光合作用可轉(zhuǎn)換1000億噸CO2和H2O成為纖維素和其他植物產(chǎn)物。

如：?植物體85-90%的干重是糖。細(xì)菌、酵母的細(xì)胞壁糖 結(jié)締組織中的糖：肝素、透明質(zhì)酸、硫酸軟骨素、硫酸皮膚素等 核酸的糖、脂多糖（糖脂）、糖蛋白（蛋白聚糖）中的糖 細(xì)胞膜及其他細(xì)胞結(jié)構(gòu)中的糖 血型糖

食用糖：蔗糖

醫(yī)療用糖：葡萄糖及其衍生物，如葡萄糖酸的鈉、鉀、鈣、鋅鹽等 綠色植物的皮、桿等多糖：纖維素 糧食及塊根、塊莖中的多糖：淀粉。動物體內(nèi)的貯藏多糖：糖元

昆蟲、蟹、蝦等外骨骼糖：幾丁質(zhì)

食用菌中的糖：香菇多糖、茯苓多糖、靈芝多糖、昆布多糖等。

（三）糖的化學(xué)組成

?主要由C、H、O三種元素組成，有些還有N、S、P等。? 單糖多符合結(jié)構(gòu)通式：（CH2O）n，?符合通式的不一定是糖：CH3COOH（乙酸），CH2O（甲醛），C3H6O3（乳酸）

?是糖的不一定都符合通式：如C5H10O4（脫氧核糖），C6H12O5（鼠李糖）。

二、糖的分類

（一）單糖：凡不能被水解為更小分子糖的糖。

丙糖：甘油醛；

丁糖：赤蘚糖

戊糖：木酮糖、核酮糖、核糖等

己糖：葡萄糖、果糖、半乳糖等。

（二）寡糖（低聚糖）

可以水解為其他糖的糖。一般由2~10個單糖分子縮合形成的糖

二糖：

蔗糖+水=葡萄糖+果糖；

乳糖+水=葡萄糖+半乳糖；

麥牙糖+水=葡萄糖+葡萄糖 三糖：棉籽糖

（三）多糖：可水解為多個其他單糖或其衍生物的糖。

淀粉、糖元、纖維素等。

三、糖的生物學(xué)功能

（一）概述

?供給能量:有氧氧化和無氧酵解

?機體的重要能源：糖代謝中間產(chǎn)物可轉(zhuǎn)化為氨基酸、脂肪酸、核苷 ?機體結(jié)構(gòu)的重要組分：蛋白聚糖和糖蛋白為結(jié)締組織、軟骨和骨的基質(zhì)的物質(zhì)基礎(chǔ)，糖蛋白和糖脂組成細(xì)胞膜

?細(xì)胞間的信息傳遞：膜糖蛋白與細(xì)胞的免疫、識別作用有關(guān) ?特殊生理功能的物質(zhì)：激素、酶、血型物質(zhì)為糖蛋白 ?保護(hù)與潤滑：粘膜與分泌物中含蛋白聚糖

（二）運動中糖的生物學(xué)功能 1.糖可儲存和提供機體所需的能量 2.糖具有降低蛋白質(zhì)分解的作用 3.糖可調(diào)節(jié)脂肪代謝 第二節(jié)

脂 類

一、脂類概述

生物脂類是一類范圍很廣的化合物，化學(xué)成分及結(jié)構(gòu)差異極大，脂類定義的特點就是水不溶性(water insoluble)（即脂溶性，fat-soluble），因此，多數(shù)脂類都易溶于乙醚、氯仿、己烷、苯等有機溶劑，而不溶于水。

（一）存在與分布

脂類廣泛存在于動植物體內(nèi)。脂肪廣泛分布于皮下組織、腸系膜、大網(wǎng)膜以及內(nèi)臟周圍和肌間組織中。類脂是生物膜的組成成分。

（二）化學(xué)組成

主要由碳、氫、氧組成，有些還含有氮和磷。

二、脂類分類

（一）單純脂：指由脂肪酸和醇類所形成的酯；包括脂肪、油和蠟。脂肪酸（Fatty acids）：碳鏈為4-36碳的羧酸，這些碳鏈在一些脂肪酸中為飽和脂肪酸，而其他的則含有一個或多個雙鍵。必需脂肪酸：維持人體正常生長所需而體內(nèi)又不能合成的脂肪酸。其中的亞油酸、亞麻酸和花生四烯酸為人體必需脂肪酸。

脂肪和油（Fats and Oils）：含不飽和脂肪酸較多的甘油酯室溫下為液體，被稱為油（oil），多見于植物體，含飽和脂肪酸較多的甘油酯室溫下為固體，被稱為脂肪（fat），多見于動物體。

（二）復(fù)合脂類：由脂肪酸、醇類和其它物質(zhì)組成的脂類物質(zhì)。包括磷脂（甘油磷脂和鞘磷脂）和糖脂（腦苷脂和神經(jīng)節(jié)苷脂）和脂蛋白等。

磷脂：為一類含磷的復(fù)合脂，廣泛存在于動物的肝、腦、神經(jīng)組織和植物的種子里。磷脂是細(xì)胞膜的組成成分。

糖脂：是糖、脂肪酸、含氮醇的復(fù)合脂，常與磷脂共存。是細(xì)胞膜及神經(jīng)髓鞘的組成成分，也是構(gòu)成血型物質(zhì)和細(xì)胞膜抗原的重要組分。

脂蛋白：由蛋白質(zhì)、脂肪、膽固醇、鱗脂等組成。是血液中脂類物質(zhì)的轉(zhuǎn)運形式。

（三）類脂：指一些理化性質(zhì)與脂肪相似，不含結(jié)合脂肪酸的脂類物質(zhì)。包括膽固醇、維生素D、類固醇激素等。

膽固醇是動物組織中最主要的固醇，神經(jīng)組織及腎上腺中豐富，占腦固體物質(zhì)的17%，人體發(fā)現(xiàn)的膽石幾乎全是膽固醇，肝、腎、表面組織含量也相當(dāng)多；植物中發(fā)現(xiàn)有類似固醇物豆固醇真菌中有麥角甾醇，細(xì)菌中極少含有膽固醇；一些激素和幾乎所有的性激素都是固醇衍生物。

膽固醇的作用：（1）細(xì)胞膜的組成成分

（2）特殊生物活性物質(zhì)的前體: 膽汁酸在腸道內(nèi)作為乳化劑使食物脂肪易于被脂肪酶所作用；各種類固醇激素是通過膽固醇C17側(cè)鏈的氧化形成的；維生素D由膽固醇轉(zhuǎn)化而來；固醇類物質(zhì)還有一定的抗炎癥作用；固醇的衍生物強心苷有治療心臟病的作用。（3）維持生物膜的正常透過能力；（4）組成神經(jīng)髓鞘絕緣物質(zhì)（5）解毒

三、脂類的生物學(xué)功能

（一）概述.類脂是機體組織的組成成分

生物膜中類脂占30~50%。主要是磷脂、膽固醇和糖脂。2.脂肪是人體能量的主要來源和最大儲能庫

產(chǎn)能量為糖或蛋白質(zhì)的兩倍。儲存時所占體積為糖原的1/4。3.防震和隔熱保溫作用：水上運動。

4.脂溶性維生素的載體：控體重時補充維生素。5.甘油三酯貯存能量和保溫

（二）運動中脂肪的生物學(xué)功能

1.提供長時間低強度運動（馬拉松）機體所需大部分能量。

脂肪酸氧化時產(chǎn)生相同能量時耗氧量要比糖高出11%。2.脂肪氧化供能具有降低蛋白質(zhì)和糖消耗的作用

高水平耐力性運動員對脂肪氧化分解的能力也高，運動時機體增大脂肪功能的比例，同樣可降低糖的消耗，有效的提高運動成績。第三節(jié)

蛋白質(zhì)、核酸

一、蛋白質(zhì)

（一）蛋白質(zhì)的化學(xué)組成

碳、氫、氧、氮和少量的硫。氮的平均含量為16%。蛋白質(zhì)含量=含氮量* 6.25(二)蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位：氨基酸

必需氨基酸：人體不能自行合成，必需從外界攝取以完成營養(yǎng)需要的氨基酸。

（三）蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu) 1.蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)

指構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸種類、數(shù)量、排列順序和連接方式。肽鍵：由一個氨基酸的α-氨基與相鄰氨基酸的α-羧基脫去1分子水縮合而成的化學(xué)鍵。

二、肽鍵與肽鏈

1.概念: 肽鍵： 一個氨基酸的α-羧基與另一氨基酸的α-氨基脫水縮

合形成的化學(xué)鍵

肽：氨基酸通過肽鍵相連而形成的化合物 2 蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)

蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)：指多肽鏈本身有規(guī)則的繞曲折疊，形成的重復(fù)性結(jié)構(gòu)（螺旋 折疊）。維持二級結(jié)構(gòu)的化學(xué)鍵為氫鍵。

氫鍵：是非共價鍵中鍵能最弱，但卻是數(shù)目最多最重要的鍵。蛋白質(zhì)三級結(jié)構(gòu)：在二級結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，蛋白質(zhì)多肽鏈借助各種次級鍵（氫鍵、鹽鍵、疏水鍵、范德華引力、二硫鍵）的相互作用，進(jìn)一步繞曲折疊，形成具有一定立體形狀的三級結(jié)構(gòu)。系指一條多肽鏈內(nèi)所有原子的空間排布，包括主鏈、側(cè)鏈構(gòu)象內(nèi)容，即整條多肽鏈的三維結(jié)構(gòu)。穩(wěn)定維系三級結(jié)構(gòu)的作用有：氫鍵、離子鍵、疏水鍵、二硫鍵和配位鍵。

疏水鍵：非極性基團為避開水相而聚集在一起的作用力。鹽鍵：即離子鍵，生理情況下，Asp 和 Lys 間可形成鹽鍵。

此外, 二硫鍵、配位鍵也是維持蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的化學(xué)鍵由于多肽鏈中的各氨基酸殘基的性質(zhì)和排列順序不同, 天然蛋白質(zhì)可折疊、盤繞成一定的空間結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)：兩條以上具有獨立三級結(jié)構(gòu)的肽鏈通過非共價鍵聚合而成，每一條肽鏈稱為一個亞基或亞單位，各亞基在蛋白質(zhì)分子內(nèi)的空間排布及相互關(guān)系稱為蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)。亞基可相同或不同，其聚合或解聚可有調(diào)節(jié)活性的作用。蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)

?初級結(jié)構(gòu)或一級結(jié)構(gòu)——排列順序（蛋白和DNA）

?二級結(jié)構(gòu)——折疊和盤旋（氫鍵作用）蛋白質(zhì)有兩種二級結(jié)構(gòu)：alpha螺旋和beta折疊；DNA為雙螺旋

?三級結(jié)構(gòu)——DNA為超螺旋；蛋白質(zhì)則是形成3D結(jié)構(gòu)（由側(cè)鏈決定）——大多數(shù)蛋白質(zhì)或多或少都是球形

（四）蛋白質(zhì)在生命活動中的作用 ?1 酶的催化作用

?2 組成有機體的結(jié)構(gòu)成分 ?3 運載和儲存 ?4 激素的調(diào)節(jié)作用 ?5 免役保護(hù)作用 ?6 作為受體傳遞信息 ?7 調(diào)節(jié)基因的表達(dá) ?8 參與能量代謝

運輸?shù)鞍撞皇敲福谢钚晕稽c，大部分在膜上，單細(xì)胞生物中，把營養(yǎng)運入，把廢物運出；多細(xì)胞生物中，攜帶物質(zhì)到處跑

二、核酸

（一）核酸概述 1.核酸的分布和含量

存在于動植物和微生物細(xì)胞內(nèi)。核酸占細(xì)胞干重的5~15%。2.核酸的元素組成

除碳、氫、氧、氮外，還有大量的磷。磷平均約為9~10%?？捎糜跍y定核酸的含量。3.核酸的基本結(jié)構(gòu)單位

一、堿基（base）

腺嘌呤

(adenine, A)，鳥嘌呤

(guanine, G)，胞嘧啶

(cytosine, C)，胸腺嘧啶(thymine,T)，尿嘧啶

(uracil,U)

二、戊糖

兩類核酸的基本成分

（二）核酸在生命活動中的作用

1.DNA

是遺傳信息的載體，在DNA分子上有很多基因，每個基因是決定是決定一個蛋白質(zhì)或RNA的DNA片段，DNA結(jié)構(gòu)上任一堿基的改變，都會導(dǎo)致蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的改變，從而引起生物遺傳的變異。所以，一切生物突變和進(jìn)化都可以說是由于DNA結(jié)構(gòu)改變而引起蛋白質(zhì)改變的結(jié)果。2.RNA

第二章

水、無機鹽和維生素的生物化學(xué)

第一節(jié)

水

一、概述

水是地球上最豐富的無機化合物，也是生物組織中含量最多的成分。

二、水平衡 水的攝入(來源)①

飲水:

1200ml/d ②

食物:

1000ml/d ③

代謝水:

300 ml/d

（總量:

2500ml/d）水的排出

⑴ 呼吸蒸發(fā): 350 ml/d ⑵ 皮膚蒸發(fā): 500 ml/d(非顯性)⑶ 糞便排出: 150 ml/d ⑷ 由腎排出: 1500ml/d

（總量:

2500ml/d）一次大強度、大運動量的訓(xùn)練的排汗量可高達(dá)2000~7000毫升，------所以，要特別注意運動員的水平衡問題。三 水的生物學(xué)功能

（一）構(gòu)成體液

體液（體重60%），細(xì)胞外液（20%），細(xì)胞內(nèi)液（40%），血漿（5%）

組織間液（15%）

（含量與性別、胖瘦、年齡有關(guān)）

（二）維持電解質(zhì)平衡

分布和組成，滲透壓，酸堿平衡及電荷平衡。

（三）促進(jìn)體內(nèi)化學(xué)反應(yīng)

良好溶劑，促進(jìn)電離，營養(yǎng)物質(zhì)和代謝物的運輸。

（四）調(diào)節(jié)和維持體溫的恒定

比熱、蒸發(fā)熱和流動性

（五）潤滑作用

關(guān)節(jié)（滑液）、食管和腸道（唾液），眼球（眼房液）。

（六）水與運動能力 第二節(jié) 無機鹽

一、概述

無機鹽約占體重的5%。

常量元素：鈣、磷、鉀、硫、氯、鈉、鎂。十分之幾克到幾克。微量元素：鉻、銅、氟、碘、鐵、錳、鋁、硒、硅、和鋅等14種。微克到毫克。

無機鹽的主要生物學(xué)功能 構(gòu)成機體組織的重要材料，如牙齒、骨骼； 2 維持機體的滲透壓平衡，維持細(xì)胞內(nèi)外物質(zhì)交流； 3 維持體液的酸堿平衡，維護(hù)內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定； 維持神經(jīng)肌肉的興奮性，保持其正常的應(yīng)激能力； 5 調(diào)節(jié)酶和激素的活性，維持機體正常代謝。

二、人體無機鹽的分布和組成

細(xì)胞內(nèi)外液中無機鹽的含量與分布有顯著差別(P39.表2-2)，其特點如下：

1、細(xì)胞內(nèi)外液中陰陽離子總量相等，呈電中性。

2、細(xì)胞內(nèi)外液電解質(zhì)分布差異大：

外液：陽離子：Na+最多，陰離子CI-、HCO3-最多

內(nèi)液：陽離子K+最多，陰離子Pro-、HPO42-最多

3、細(xì)胞內(nèi)液電解質(zhì)總量多于外液，但蛋白質(zhì)含量高，故細(xì)胞內(nèi)外液滲透壓相當(dāng)。

4、細(xì)胞外液中，細(xì)胞間液與血漿的總離子濃度及電解質(zhì)含量很接近，差別在于血漿中蛋白含量高于細(xì)胞間液。

三、酸堿平衡

酸堿平衡：機體不斷地代謝產(chǎn)生并食入酸性和堿性物質(zhì)，通過一系列的調(diào)節(jié)機制將多余的酸性或堿性物質(zhì)排出體外，使體液pH維持在恒定范圍內(nèi)的過程。

血漿pH：7.35-7.45，平均7.4,體液略低。調(diào)節(jié)有三：

1、血液的緩沖作用

2、肺呼出CO2的調(diào)節(jié)

3、腎排尿的酸度

（一）體內(nèi)酸、堿性物質(zhì)的來源 1.酸性物質(zhì)的來源

（1）揮發(fā)性酸（H2CO3）：體內(nèi)物質(zhì)生物氧化產(chǎn)生CO2，經(jīng)肺排出,每日300-400L，相當(dāng)于15mol H2CO3，為體內(nèi)產(chǎn)生的最多的酸性物質(zhì)。（2）非揮發(fā)性酸（固定酸）：體內(nèi)的硫酸、磷酸、乳酸、酮體等。

（3）成酸食物—糖、脂肪、蛋白質(zhì)

2、堿性物質(zhì)的來源

體內(nèi)代謝產(chǎn)堿較少、多為食物（成堿食物：蔬菜、瓜果）中獲得的，外源性堿性物質(zhì)（蘋果酸鹽和檸檬酸鹽中的Na+、K+形成的碳酸氫鹽）。

（二）緩沖系統(tǒng)在調(diào)節(jié)酸堿平衡中的作用

1、血漿中主要的緩沖體系：

2、紅細(xì)胞中主要的緩沖體系：

其中，碳酸氫鹽緩沖系統(tǒng)含量最多，能力最強。在維持體液酸堿平衡中起著重要作用。血漿的酸堿度也直接取決于NaHCO3與H2CO3的濃度比值。正常情況下，NaHCO3與H2CO3的比例為20：1，此時血液PH為7.4,若比值改變，則pH隨之改變。另外，比值還說明：機體對酸的緩沖力較強。機體調(diào)節(jié)酸堿平衡的過程就是通過對血液緩沖系統(tǒng)、肺部和腎臟的調(diào)節(jié)而實現(xiàn)的。其中，血液緩沖系統(tǒng)作用最快，但不能持續(xù)作用；呼吸系統(tǒng)較快，但只能調(diào)節(jié)碳酸的濃度而且影響因素較多；腎臟作用反應(yīng)慢，但效能高、時間長，是最重要的緩沖系統(tǒng)。

四、幾種重要的無機鹽

（一）鈣

占無機鹽總量40%，99%以磷酸鈣和碳酸鈣形式存在于骨骼和牙齒。成人含鈣總量約為1200克。

1、調(diào)節(jié)肌肉的收縮和舒張

2、維持神經(jīng)沖動的傳遞

3、參與血液凝固

4、調(diào)節(jié)酶的活性

5、作為第二信使

甲狀旁腺激素、維生素D使其上升；降鈣素使其下降。運動員（尤其控體重的女運動員）每日補充的鈣量應(yīng)比正常人略多。

（二）鐵

成人體內(nèi)含鐵量為3.5-4.0克，其中70%以血紅素形式存在于血紅蛋白、肌紅蛋白及細(xì)胞色素中，其余大部分以鐵蛋白的形式儲存在肝臟、脾臟和骨髓中。參與氧和二氧化碳的運輸及酸堿平衡的調(diào)節(jié)。2 為過氧化氫酶和過氧化物酶等的組成部分。運動員劇烈運動使鐵丟失量增加，故需注意補充鐵(三)氯和鈉

成人體內(nèi)鈉總含量為克/每千克體重，機體對氯的需要量為鈉的一半。成人每天有1.1~3.3克食鹽即可滿足需要。鈉離子是胰液、膽汁、汗液和眼淚的組成成分，與肌肉收縮和神經(jīng)功能關(guān)系密切；氯離子被用于產(chǎn)生胃中鹽酸，有助于維生素B12和鐵的正常吸收。參與淀粉酶的激活，抑制微生物的生長。

運動員運動時大量出汗，鹽分丟失較多，可致軟弱無力，易疲勞，嚴(yán)重時會發(fā)生肌肉痙攣、惡心、頭痛等。

（四）鉀

約占無機鹽總量的5%，2g/Kg BW；其中：98%在細(xì)胞內(nèi)液，2%在細(xì)胞外液。2-4g/天。維持細(xì)胞內(nèi)適宜的滲透壓、酸堿平衡和營養(yǎng)素出入細(xì)胞；參與糖原和蛋白質(zhì)代謝，維持細(xì)胞內(nèi)某些酶的活性。運動員在高溫下運動時，大量出汗可增加鉀的丟失，但正常膳食可滿足這一需求。第三節(jié)

維生素

一、概述

脂溶性： A、D、E、K 水溶性： 維生素C、B1（硫胺素）、B2（核黃素）、PP（煙酸）B6（吡哆醇）、B12（鈷胺素）、生物素、泛酸、葉酸 水溶性維生素與輔酶

維生素

輔酶形式

B1

B2

PP

TPP FMN、FAD NAD、NADP

輔酶的主要作用

參與遞氫

參與遞氫

轉(zhuǎn)氨基等

參與羧化反應(yīng)

B6

磷酸吡哆醛

生物素

與酶蛋白結(jié)合

泛 酸

HSCoA

轉(zhuǎn)移?；?/p>

葉 酸

FH4

一碳基團轉(zhuǎn)移

B12

甲基--B12

轉(zhuǎn)甲基酶的輔酶

二、與運動關(guān)系密切的維生素

（一）維生素B1 作用機制：為糖代謝中丙酮酸脫氫酶的輔酶組成成分。參與已酰膽堿的合成與分解

與運動的關(guān)系：當(dāng)充足時，可促進(jìn)運動時糖原有氧代謝，提高速度和耐力，加速運動后血乳酸消除。

缺乏后果：運動時乳酸堆積增多，機體容易疲勞，并可能影響心臟功能。

（二）維生素B2（FMN，F(xiàn)AD）

作用機制：構(gòu)成體內(nèi)氧化還原酶輔基，為氫傳遞體。與細(xì)胞內(nèi)呼吸功能關(guān)系密切。

與運動的關(guān)系：運動員缺乏此維生素時，直接影響骨骼肌代謝能力，引起肌收縮無力，耐久力下降。

（三）維生素PP（NAD+，NADP+）

作用機制：構(gòu)成體內(nèi)脫氫酶的輔酶，在生物氧化過程中起著傳遞氫的作用。參與有氧代謝和無氧代謝供能。

與運動的關(guān)系：與運動員的有氧和無氧耐力有關(guān)，在運動后參與合成代謝，與恢復(fù)能力有關(guān)。

（四）維生素B6（磷酸吡哆醛）

作用機制：氨基酸脫羧酶的輔酶，參與蛋白質(zhì)的合成和分解代謝。與運動的關(guān)系：與運動員的力量素質(zhì)有關(guān)。

（五）維生素C 18 作用機制：維生素具有很強的還原性，有可逆的氧化還原作用，參與肌酸和蛋白質(zhì)的代謝。

與運動的關(guān)系：長時間運動后，引起組織維生素C降低，并可能引起白細(xì)胞吞噬能力下降。維生素C有提高耐力，消除疲勞和促進(jìn)創(chuàng)傷愈合的作用。

（六）維生素A

作用機制：是形成眼視網(wǎng)膜中視紫質(zhì)的原料，具有保護(hù)角膜上皮，防止角質(zhì)化的作用。

與運動的關(guān)系：缺乏時，腎上腺皮質(zhì)發(fā)生萎縮和性功能紊亂，因此，要求視力集中的運動員適當(dāng)補充。否則會影響運動能力。

（七）維生素E 具有抗氧化，防止肌肉萎縮等生物學(xué)作用，從而提高肌肉耐力。

第三章

生物化學(xué)過程的調(diào)節(jié)物質(zhì)

第一節(jié)

酶

一、概述

概念：酶是由生物細(xì)胞所產(chǎn)生的具有催化功能的蛋白質(zhì)。(一)

酶催化反應(yīng)的特點 1.酶的高度催化效率 2.高度專一性

（1）定義：酶只能催化一種或一類底物，發(fā)生一定的化學(xué)變化, 生成一定的產(chǎn)物。（2）類型：

絕對特異性：作用于一種底物進(jìn)行專一反應(yīng)，生成一種特定產(chǎn)物。相對特異性：作用于一類化合物或一種化學(xué)鍵。如脂肪酶、磷酸酯酶和蛋白水解酶等。

立體異構(gòu)特異性：只能催化一種立體異構(gòu)體進(jìn)行反應(yīng)，或產(chǎn)物是一種立體異構(gòu)體。3.不穩(wěn)定性

強酸、強堿、重金屬鹽、有機溶劑、高溫、紫外線 4.酶的可調(diào)控性（1）激素的調(diào)節(jié)作用

（2）底物與代謝產(chǎn)物的調(diào)節(jié)作用。

酶活性的調(diào)節(jié)：抑制和激活。

酶含量的調(diào)節(jié)：誘導(dǎo)、阻遏和降解

二、酶的化學(xué)組成和活性

（一）酶的化學(xué)組成 單純酶：僅由氨基酸組成 結(jié)合酶：蛋白部分，輔助因子

（二）酶活性

? 酶活性：酶催化底物反應(yīng)的能力，以酶促反應(yīng)速度來衡量。? 酶活性單位：在酶作用的最適條件下，25C，1分鐘內(nèi)催化1.0微摩爾底物發(fā)生變化所需的酶量。

? 長期接受運動訓(xùn)練后，體內(nèi)某些酶的活性可隨之發(fā)生適應(yīng)性的變化，使代謝能力改善，運動能力得以提高。

三、同工酶和限速酶

（一）同工酶

指催化同一個化學(xué)反應(yīng)，但酶分子本身的結(jié)構(gòu)、組成有所不同的一組酶。

（二）限速酶

?在代謝體系中活性最低，又易受某些特殊因素調(diào)控，造成整個代謝體系受影響的酶。

四、人體的主要代謝酶系

（一）物質(zhì)代謝和能量代謝的主要酶系 胞液：糖酵解酶系； 脂肪酸合成酶系

胞液和線粒體內(nèi)：糖異生酶系； 尿素合成酶系 線粒體內(nèi)膜：呼吸鏈酶系

線粒體基質(zhì)內(nèi)：三羧酸循環(huán)酶系； 脂肪酸氧化酶系；酮體生成酶系

（二）血清酶 1.血清酶的來源

功能性酶：脂蛋白脂肪酶、凝血酶等，在血液中發(fā)揮重要催化功能。非功能性酶：來源于機體各組織器官，在血液中不發(fā)揮催化功能，但可反映有關(guān)臟器細(xì)胞被破壞的情況。

由于運動引起內(nèi)環(huán)境的急劇變化時，血清中多種酶的活性表現(xiàn)出相對提高。2.運動對血清酶的影響

超長時間運動時血清酶升高，最明顯的是CK，可達(dá)正常值的5~10倍，訓(xùn)練水平較高者，峰值出現(xiàn)在運動后24~36小時。3.運動引起血清酶活性升高的機理

（1）肌纖維收縮產(chǎn)生的牽拉能提高細(xì)胞膜的通透性；

（2）運動時肌肉缺氧、鉀離子升高、乳酸增多，血糖含量下降和ATP水平降低均能加速細(xì)胞內(nèi)酶的代謝，促使酶分子入血。

（三）酶對運動的適應(yīng) 1.酶催化功能的適應(yīng)

受激素、底物或產(chǎn)物調(diào)節(jié)，可在極短的時間內(nèi)完成，但維持時間較短。

2.酶含量的適應(yīng)

受激素、底物或產(chǎn)物可誘導(dǎo)酶的合成，所以，在運動后較晚出現(xiàn)，但持續(xù)時間較長。第二節(jié) 激素

一、概述：激素是內(nèi)分泌細(xì)胞合成的一類化學(xué)物質(zhì)，這些物質(zhì)隨血液循環(huán)于全身，并對一定的組織或細(xì)胞發(fā)揮特有的效應(yīng)。激素發(fā)揮作用的時效性： 快速反應(yīng)類型：去甲腎上腺素和腎上腺素等。2 慢反應(yīng)類型：醛固酮、甲狀腺素、抗利尿激素等。3 滯后反應(yīng)類型：生長激素、胰高血糖素等。

二、激素對運動時的代謝調(diào)節(jié)

（一）腎上腺素和去甲腎上腺素 1.促進(jìn)心輸出量

2.促進(jìn)肝糖原分解釋放葡萄糖入血，升高血糖。（1）對肌糖原分解的影響大于對肝糖原的影響；（2）抑制肌細(xì)胞吸收血糖，有利于肌細(xì)胞利用脂肪酸；（3）刺激胰高血糖素分泌，抑制胰島素分泌。

（二）胰高血糖素

（1）激活糖原分解和抑制糖原合成（2）抑制脂肪酸合成（3）激活糖異生

（三）胰島素

（1）促進(jìn)血糖進(jìn)入肌細(xì)胞，激活肌糖原合成代謝（2）抑制肝糖異生作用，促進(jìn)脂肪酸合成

（3）促進(jìn)肌細(xì)胞吸收氨基酸和蛋白質(zhì)合成，抑制細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)降解。

（四）生長激素（1）促使RNA合成；（2）促進(jìn)糖異生作用；

（3）促進(jìn)氨基酸進(jìn)入肌細(xì)胞，加速蛋白質(zhì)合成。

第二篇 運動時物質(zhì)代謝和能量代謝及其調(diào)節(jié)

本篇主要介紹糖、脂肪和蛋白質(zhì)三大能源物質(zhì)氧化分解的一般途徑，人體內(nèi)能量代謝的基本規(guī)律，運動過程中骨骼肌內(nèi)供能系統(tǒng)的供 能特點及其相互間的關(guān)系，以及糖、脂肪、蛋白質(zhì)在運動中的代謝特點、供能地位和生物學(xué)作用及代謝調(diào)節(jié)。

第四章 運動時物質(zhì)代謝和能量代謝

?人體生命活動過程是一個消耗能量的過程，物質(zhì)代謝和能量代謝是維持生命活動、保證運動供能的前提。

?運動時人體內(nèi)尤其是骨骼肌能量消耗增多，而骨骼肌的直接能源物質(zhì)是ATP。

?糖、脂肪和蛋白質(zhì)是人體的三大細(xì)胞燃料，經(jīng)生物氧化將儲存的能量釋放出來，轉(zhuǎn)換成三磷酸腺苷ATP，以保證ATP供能的連續(xù)性。?本章著重闡述骨骼肌利用ATP和合成ATP的代謝過程。第一節(jié) 能量代謝概述

生物體的重要特征之一是不斷進(jìn)行新陳代謝活動。物質(zhì)代謝是指生物體內(nèi)進(jìn)行的各種化學(xué)反應(yīng)過程的總稱。能量代謝是指伴隨物質(zhì)代謝過程發(fā)生的能量吸收、儲存、轉(zhuǎn)移、釋放和利用的過程。?能量代謝的核心物質(zhì)是ATP。幾個重要基本概念的介紹：

一、高能化合物：一般將水解時釋放的標(biāo)準(zhǔn)自由能高于20.92KJ/mol（5千卡/摩爾）的化合物稱為高能化合物。舉例：ATP、CP、ADP、磷酸烯醇式丙酮酸、1，3－二磷酸甘油酸、琥珀酰輔酶A等。

二、生物氧化

（一）概念

營養(yǎng)物質(zhì)在生物體內(nèi)氧化成水和二氧化碳并釋放能量的過程稱為生物氧化。

特點：1.40％的能量用于合成ATP，60％的能量以熱能的形式散發(fā)。

2.主要在細(xì)胞的線粒體上進(jìn)行。3.能量逐級釋放。4.需要適宜的反應(yīng)條件。

（二）生物氧化的途徑

由許多酶促反應(yīng)有組織、有秩序、依次銜接起來的連續(xù)化學(xué)反應(yīng)。各種營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行生物氧化都有共同的規(guī)律，大體可分為三個階段： ? 第一階段：釋放能量很少，僅為其蘊藏能量的1％以下，且以熱能形式散失，不能儲存。

? 第二階段：能量釋放占總能量的1/3，且可以生成ATP。? 第三階段：是氧化分解代謝的最后通路，2/3的能量在此階段釋放，是生成ATP最多的環(huán)節(jié)。?1.生物氧化中水的生成

? 生物氧化中水的生成是通過呼吸鏈完成的。呼吸鏈指在線粒體內(nèi)膜上一系列遞氫、遞電子體按一定順序排列，構(gòu)成的一條連鎖反應(yīng)體系。此反應(yīng)體系與細(xì)胞攝取氧的呼吸過程有關(guān)。代謝物脫下的氫經(jīng)呼吸鏈與被激活的氧結(jié)合成水，在此過程中有能量的釋放。線粒體內(nèi)重要的呼吸鏈有兩條：NADH氧化呼吸鏈和琥珀酸氧化呼吸鏈。?2.生物氧化中ATP的生成

?

生物氧化過程中ATP的生成有兩種方式：底物水平磷酸化和氧化磷酸化。

底物水平磷酸化指直接由代謝物分子的高能磷酸鍵轉(zhuǎn)移給ADP生成ATP 的方式。如1，3二磷酸甘油酸、磷酸烯醇式丙酮酸、琥珀酰輔酶A。

氧化磷酸化指代謝物脫下的氫經(jīng)呼吸鏈過程氧化最后生成水同時伴有能量的釋放，使ADP生成ATP的過程。

氧化磷酸化反應(yīng)中生成ATP的數(shù)量及氧化磷酸化的偶聯(lián)部位可由P/O比值來確定。P/O比值指在形成ATP時每消耗1摩爾氧原子所消耗無機磷的摩爾數(shù)。?NADH的P/O值是3，即生成3分子ATP，F(xiàn)ADH2的P/O值是2，即生成2分子ATP。3.生物氧化中二氧化碳的生成

生物氧化中二氧化碳由有機酸脫羧反應(yīng)生成。第二節(jié) 三磷酸腺苷ATP 骨骼肌收縮時其能量來自ATP分子的分解反應(yīng)，ATP是骨骼肌收縮的直接能源物質(zhì)。

一、ATP的分子結(jié)構(gòu)生物學(xué)功能

（一）ATP的分子組成和結(jié)構(gòu)

ATP分子由一個腺嘌呤、一個核糖和三個磷酸基團組成，其末端的兩個磷酸酯鍵為高能磷酸鍵。(二)ATP的生物學(xué)功能 1.生命活動的直接能源

ATP－ADP循環(huán)是人體內(nèi)能量轉(zhuǎn)換的基本方式，它維系著能量的釋放、儲存和利用。2.合成磷酸肌酸

ATP＋C→ADP+CP 3.參與構(gòu)成一些重要輔酶 4.提供物質(zhì)代謝時需要的能量

二、運動時ATP的利用和再合成途徑

（一）運動時肌肉ATP的利用途徑 運動時肌肉ATP利用的部位和作用：

（1）肌動球蛋白ATP酶消耗ATP，引起肌絲相對滑動和肌肉收縮做功；

（2）肌質(zhì)網(wǎng)膜上鈣泵消耗ATP轉(zhuǎn)運Ca2+，調(diào)節(jié)肌肉松弛；（3）肌膜上鈉泵消耗ATP轉(zhuǎn)運Na+/K+，調(diào)節(jié)膜電位。

（二）ATP再合成途徑

肌細(xì)胞有三條供能系統(tǒng)，構(gòu)成運動肌能量供應(yīng)體系：（1）高能磷酸鹽如磷酸肌酸分解構(gòu)成磷酸原供能系統(tǒng)；（2）糖無氧分解構(gòu)成糖酵解供能系統(tǒng)；

（3）糖、脂肪、蛋白質(zhì)有氧氧化構(gòu)成有氧代謝供能系統(tǒng)。第三節(jié) 運動時骨骼肌供能系統(tǒng)一、磷酸原供能系統(tǒng)

?

ATP、CP分子內(nèi)均含有高能磷酸鍵，在代謝中均能通過轉(zhuǎn)移磷酸基團的過程釋放能量，故將ATP、CP合稱磷酸原。由ATP、CP分解反應(yīng)組成的供能系統(tǒng)稱為磷酸原供能系統(tǒng)。

（一）磷酸肌酸的分子結(jié)構(gòu)與功能 1.磷酸肌酸的分子結(jié)構(gòu)

磷酸肌酸CP是肌酸C的磷酸化形式。2.磷酸肌酸的功能

高能磷酸鍵的儲存庫。?CP+ADP→C+ATP 組成肌酸-磷酸肌酸穿梭系統(tǒng)。

將線粒體內(nèi)有氧代謝釋放的部分能量轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)內(nèi)，即將能量從產(chǎn)能部位轉(zhuǎn)運到利用能量的部位。

（二）運動時磷酸肌酸供能 1.磷酸原系統(tǒng)供能過程

ATP+H2O→ADP+Pi+能量

ADP+ＡDP→AMP+ATP

CP+ADP→C+ATP ２.磷酸原系統(tǒng)供能特點

? 最早被啟動，最快被利用，具有快速供能和最高功率輸出的特點；最大功率輸出可達(dá).6-3.0mmol/kg干肌/s，可維持最大強度運動６－８秒，在短時間最大強度或最大用力運動中主要供能；與速度或爆發(fā)力運動關(guān)系密切，如短跑，投擲，柔道，舉重等運動項目 ３.不同強度運動時磷酸原儲量的變化 ?

極量強度運動至力竭時ＣＰ儲量接近耗盡，達(dá)安靜時的３％以下，ＡＴＰ儲量不會低于安靜值的６０％。７５％最大攝氧量持續(xù)運動至疲勞時，ＣＰ儲量可降到安靜值的２０％左右，ＡＴＰ的儲量略低于安靜值。低于６０％最大攝氧量強度運動時，ＣＰ儲量幾乎不下降。

４.運動訓(xùn)練對磷酸原系統(tǒng)的影響

運動訓(xùn)練可明顯提高ＡＴＰ酶的活性，可加快ＡＴＰ的利用和再合成的速度。速度訓(xùn)練可提高ＣＫ酶的活性，提高ＡＴＰ的轉(zhuǎn)換速率和肌肉的最大功率輸出，有利于運動員提高速度素質(zhì)和恢復(fù)期ＣＰ的重新合成。運動訓(xùn)練可使骨骼?。茫袃α棵黠@增多，提高磷酸原供能時間。運動訓(xùn)練對骨骼肌內(nèi)ＡＴＰ儲量影響不明顯。

二、糖酵解供能系統(tǒng)

糖原或葡萄糖無氧分解生成乳酸的過程，并合成ＡTP的過程稱為糖的無氧代謝，又稱為糖酵解。糖酵解供能的基本過程見下圖。糖酵解反應(yīng)在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)進(jìn)行，由１２步連續(xù)的化學(xué)反應(yīng)組成。糖酵解中ＡＴＰ的生成 有兩個部位。

ＡＴＰ生成方式：底物水平磷酸化?

ＡＴＰ生成數(shù)量：每分子葡萄糖經(jīng)糖酵解凈生成２分子ＡＴＰ，每個葡萄糖單位肌糖原經(jīng)糖酵解凈獲３分子ＡＴＰ。* 運動時糖酵解供能

在以最大強度運動６－８秒時ＣＰ成為主要的供能物質(zhì)，同時糖酵解被激活，肌糖原迅速分解參與供能。在全力運動３０－６０秒時 糖酵解可達(dá)最大速率，其輸出功率為１毫摩爾～Ｐ/千克干肌/秒，約是磷酸原的一半。糖酵解的主要基質(zhì)是肌糖原，當(dāng)以最大速率進(jìn)行短跑至力竭時肌糖原儲量消耗不足一半。糖酵解供能系統(tǒng)在運動中可維持的運動時間較長，是３０秒至２分鐘以內(nèi)最大強度運動的主要供能系統(tǒng)。在速度和速度耐力項目中起主要供能作用。

三、有氧代謝供能系統(tǒng)

在氧氣的參與下，糖，脂肪和蛋白質(zhì)氧化生成ＣO2和Ｈ2O的過程稱為有氧代謝。糖有氧氧化供能指在氧存在的情況下，糖原，葡萄糖和乳酸的有氧氧化，終產(chǎn)物是二氧化碳和水。* 糖有氧氧化的基本過程 ?（1）細(xì)胞質(zhì)內(nèi)反應(yīng)階段

?與糖酵解生成丙酮酸的完全相同。?（2）線粒體內(nèi)反應(yīng)階段

丙酮酸→乙酰輔酶Ａ（在丙酮酸脫氫酶系的作用下氧化脫羧）?

乙酰輔酶Ａ與草酸乙酸縮合成檸檬酸進(jìn)入三羧酸循環(huán)。三羧酸循環(huán)運轉(zhuǎn)一周的凈結(jié)果是氧化１分子的乙酰輔酶Ａ生成１２分子的ＡＴＰ。每分子葡萄糖有氧氧化可凈獲得３６或３８分子ＡＴＰ

（二）脂肪酸氧化供能 1.脂肪水解

?１分子ＴＧ→甘油＋３分子脂肪酸 2.甘油的分解代謝

?

甘油只在腎臟，肝臟等少數(shù)組織被氧化利用，直接為肌肉供能的意義不大。

3.脂肪酸的分解代謝 ?（１）脂肪酸活化

?在線粒體外膜脂肪酸與輔酶Ａ結(jié)合生成脂肪酰輔酶Ａ。?（２）脂肪輔酶Ａ進(jìn)入線粒體

?借助于線粒體內(nèi)膜上肉堿轉(zhuǎn)運機制被轉(zhuǎn)運至線粒體內(nèi)。?（３）脂肪酰輔酶Ａ的β－氧化

每一次β－氧化，包括脫氫，水化，再脫氫，硫解四步連續(xù)的反應(yīng)過程，最終將β－碳原子氧化成一個新的羧基。脂肪酸氧化的ＡＴＰ生成數(shù)，以硬脂酸為例ＡＴＰ的生成數(shù)是147。

（三）蛋白質(zhì)氧化供能

蛋白質(zhì)首先分解成氨基酸，氨基酸再脫去氨基生成相應(yīng)的酮酸。脫去氨基的方式是轉(zhuǎn)氨基和氧化脫氨基作用。

轉(zhuǎn)氨基作用：由某一氨基酸與α－酮戊二酸進(jìn)行氨基轉(zhuǎn)移反應(yīng)，生成相應(yīng)的α－酮酸和谷氨酸，催化轉(zhuǎn)氨基作用的酶是轉(zhuǎn)氨酶。?

氧化脫氨基作用：由轉(zhuǎn)氨基作用生成的谷氨酸在谷氨酸脫氫酶的作用下經(jīng)脫氫，水化反應(yīng)生成氨和α－酮戊二酸的過程。

聯(lián)合脫氨基作用：當(dāng)轉(zhuǎn)氨基作用與谷氨酸氧化脫氨基作用聯(lián)合進(jìn)行時，使氨基酸脫掉氨基生成相應(yīng)的α－酮酸和氨稱為聯(lián)合脫氨基作用。生成的α－酮酸可經(jīng)不同環(huán)節(jié)加入三羧酸循環(huán)，進(jìn)而徹底氧化生成二氧化碳和水，同時生成ＡＴＰ，這是氨基酸氧化分解中可提供能

量的部分。聯(lián)合脫氨基作用主要在肝，腎組織中進(jìn)行。α－酮酸還可重新合成非必需氨基酸，并可轉(zhuǎn)變?yōu)樘呛椭?。骨骼肌，心肌?nèi)存在嘌呤核苷酸循環(huán)的脫氨基方式。

（四）三大細(xì)胞燃料代謝的相互關(guān)系 1.分解代謝中的關(guān)系

?末端循環(huán)的共同途徑是三羧酸循環(huán) 2.三者之間的相互轉(zhuǎn)化

在體內(nèi)糖極易轉(zhuǎn)化為脂，脂肪分子中僅甘油部分可經(jīng)糖異生作用轉(zhuǎn)換為糖。

糖可經(jīng)氨基化合成非必需氨基酸，生糖氨基酸可轉(zhuǎn)變?yōu)樘恰?

生酮氨基酸可合成脂肪酸，機體幾乎不利用脂肪合成蛋白質(zhì)。

（五）運動時的有氧代謝供能

糖的有氧代謝供能特點為最大輸出功率約為糖酵解的一半，可滿足１－２小時的大強度運動。脂肪氧化的最大功率輸出僅為糖有氧氧化的一半，儲量豐富，可供運動的時間理論上不受限制，是中低強度運動時的主要基質(zhì)。蛋白質(zhì)在長于３０分鐘的激烈運動中參與供能，但最多不超過總供能的１８％。

有氧代謝供能是數(shù)分鐘以上耐力性運動項目的基本供能系統(tǒng)，同時提高有氧代謝能力對改善運動肌代謝環(huán)境和加速疲勞消除起著重要作用，對速度和力量型項目運動員同樣重要。第四節(jié) 運動時能量的釋放和利用

一、運動時供能系統(tǒng)的動用特點

（一）人體骨骼肌細(xì)胞的能量儲備

表 人骨骼肌細(xì)胞的能量儲備（70kg體重）

供能物質(zhì)

儲量（mmol/kg干?。┛衫玫哪芰?/p>

ATP

24.6

9.8

CP

76.8

61.4

Gn

365

100/14200

TG

48.6

24520

（二）供能系統(tǒng)的輸出功率

各種能源產(chǎn)生高能磷酸基團的最大速率

能源利用

最大輸出功率(mmol~p/kg干肌/秒)

可供運動時間 CP

1.6～3.0

6～8秒

Gn糖酵解

1.0

30～60秒達(dá)最大速率

可維持運動2～3分鐘

Gn有氧氧化

0.1.5～2小時 FFA有氧氧化

0.25

不限時間

（三）供能系統(tǒng)的相互關(guān)系

運動中基本不存在一種能量單獨供能的情況，肌肉可以利用所有能量物質(zhì)，只是時間，順序和相對比例隨運動狀況而異，不是同步利用。最大功率輸出的順序，由大到小是：?磷酸原系統(tǒng)＞糖酵解系統(tǒng)＞糖有氧氧化＞脂肪酸有氧氧化，且分別以近５０％的速率依次遞減。當(dāng)以最大輸出功率運動時，各系統(tǒng)能維持的運動時間是磷酸原供極量強度運動６－８秒，糖酵解系統(tǒng)供最大強度運動３０－９０秒，33 可維持２分鐘以內(nèi)，３分鐘以上的運動能量需求主要依賴于有氧代途徑。在超過３０分鐘的激烈運動中蛋白質(zhì)也參與供能，但供能量不超過總能量的１８％。運動時間越長強度越小，脂肪氧化供能的比例越大。

運動后ＡＴＰ，ＣＰ的恢復(fù)和乳酸的清除要依靠有氧代謝系統(tǒng)才能完成，有氧代謝供能是運動后機體恢復(fù)的基本代謝方式。

二、不同活動狀態(tài)下供能系統(tǒng)的相互關(guān)系 ?

（一）安靜時

骨骼肌內(nèi)能量消耗較少，ＡＴＰ保持高水平，肌細(xì)胞內(nèi)以游離脂肪酸和葡萄糖的有氧氧化供能，且線粒體內(nèi)氧化脂肪酸的能力大于糖的氧化能力。

（二）短時間激烈運動

骨骼肌以無氧代謝供能為主，在極量運動時以ＡＴＰ，ＣＰ供能為主，在超過１０秒的運動中糖酵解供能的比例增加。?

（三）大強度運動

機體總體上基本依靠有氧代謝供能，部分骨骼肌由糖酵解合成ＡＴＰ。

（四）長時間低強度運動

以脂肪酸供能為主，但運動開始時ＣＰ和糖酵解供能直到有氧代謝能力充分調(diào)動起來為止。

總之，短時間激烈運動時（１０秒以內(nèi)）基本上依賴ＡＴＰ，ＣＰ儲備供能，長時間中低強度運動時以糖和脂肪酸有氧代謝供能為

主，運動時間在１０秒－１０分鐘以內(nèi)執(zhí)行全力運動時，所有的能源儲備都被動用，運動開始時ＡＴＰ，ＣＰ被動用，然后糖酵解供能，最后糖原，脂肪酸和蛋白質(zhì)有氧代謝也參與供能。運動結(jié)束后的一段時間內(nèi)，骨骼肌等組織細(xì)胞內(nèi)有氧代謝速率仍高于安靜時水平，它所產(chǎn)生的能量用于運動時消耗的能源物質(zhì)的恢復(fù)。

第五章

運動與糖代謝

第一節(jié) 肌糖原與運動能力

一、影響肌糖原儲量的因素

肌肉部位：不同個體同一部位肌糖原儲量相同，同一個體不同部位肌糖原儲量不同。

肌纖維類型：快肌略高于慢肌

運動訓(xùn)練水平：訓(xùn)練水平越高，通常肌糖原也越高。飲食狀況：正常糖原含量的肌肉對飲食糖的敏感性較低。

二、影響運動時肌糖原利用的因素

運動強度、持續(xù)時間與肌糖原利用：運動強度增大，肌糖原消耗速率相應(yīng)增大

1、在90%~95%最大攝氧量以上強度運動時，肌糖原消耗速率最大。

2、在65%~85%最大攝氧量強度長時間運動時，肌糖原消耗總量最大。

3、以30%最大攝氧量強度運動時，肌糖原很少利用。訓(xùn)練水平：

耐力訓(xùn)練水平可以提高肌肉氧化糖和脂肪酸的能力。高訓(xùn)練水平的人，執(zhí)行定量負(fù)荷運動時，肌糖原氧化速率減慢。在進(jìn)行大強度亞極量運動時，肌糖原分解速率相對較快。肌纖維類型：

I

有氧化氧化型：肌糖原利用隨強度增大而減少 IIa 酵解氧化型：肌糖原利用隨強度增大而增大 IIb 酵解型：肌糖原利用隨強度增大而增大 飲食：

賽前適量補糖：減少肌糖原的消耗，賽前增加脂肪酸的利用：節(jié)省肌糖原的消耗 環(huán)境溫度的影響：

氣溫影響人體的代謝速率和代謝底物的選擇 低氧分壓：

缺氧——糖酵解供能比例增加，高原訓(xùn)練初期，肌糖原利用增加

三、肌糖原與運動能力的關(guān)系

有氧運動能力與肌糖原儲量 無氧運動能力與肌糖原儲量

第二節(jié)

血糖與運動能力

一、概述

（一）血糖濃度

血液中的葡萄糖含量稱為血糖。

正?？崭寡菨舛葹?.89～6.11mmol/L

低血糖范圍：<3.8 mmol/L

高血糖范圍：>7.2 mmol/L

二、血糖的來源與去路

三、血糖的生物學(xué)作用

?中樞神經(jīng)系統(tǒng)的主要供能物質(zhì)。?血糖是紅細(xì)胞的唯一能源。?血糖是運動肌的肌外燃料。

四、血糖與運動能力的關(guān)系

短時間激烈運動時，血糖在運動時供能的地位很??；長時間運動時，血糖可能成為重要的限制運動能力的因素；中樞神經(jīng)系統(tǒng)因血糖供能缺乏而出現(xiàn)中樞疲勞；影響紅細(xì)胞能量代謝，使氧的運輸能力下降；由于運動肌外源性糖供應(yīng)不足導(dǎo)致外周疲勞而使運動能力下降。第三節(jié)

肝臟釋放葡萄糖與運動能力

一、安靜時肝葡萄糖釋放

（一）安靜時肝糖原分解：占肝葡萄糖釋放的70%

（二）安靜時糖異生作用：占肝葡萄糖釋放的25~30% 糖異生：在肝臟中，有非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)變成葡萄糖和糖原的過程。區(qū)別糖異生和糖酵解

二、運動時肝葡萄糖釋放

（一）短時間大強度運動：以肝糖原分解為主，約占肝葡萄糖釋放的90%左右。

（二）長時間大強度運動時：肝糖原分解速率增加，但時間越長，糖

異生的比率逐漸增加。

（三）運動時糖異生作用：不同時間糖異生基質(zhì)成分的變化：40分鐘以內(nèi)：以乳酸為主；40分鐘左右：以生糖氨基酸為主；40分鐘以后：以甘油為主

三、膳食對肝糖原貯備量的影響因素

肝糖原主要受飲食糖含量的影響，一天低糖飲食，肝糖原含量可降到最低水平；而高糖飲食可使肝糖含量達(dá)大最高水平。攝取果糖在肝內(nèi)合成糖原的能力比葡萄糖高3~4倍。第四節(jié)

乳酸與運動

一、運動時乳酸生成的機理 1.安靜時乳酸的生成

2.短時間極量運動乳酸的生成 3.亞極量運動時乳酸的生成

4.中、低強度運動開始時乳酸的生成

二、乳酸的消除

（一）乳酸消除的基本途徑

（二）運動時乳酸代謝 氧化占55％～70％ 糖異生：Gn<20％ 蛋白質(zhì)成分：5％～10％ 其它：<10％

（三）乳酸消除的生物學(xué)意義

§提供氧化底物。

§通過糖異生維持血糖濃度。

§改善肌細(xì)胞內(nèi)環(huán)境，維持糖酵解反應(yīng)繼續(xù)繼續(xù)。

三、乳酸與運動能力的關(guān)系 ?乳酸生成與運動能力 ?乳酸消除與運動能力

第六章 運動與脂肪代謝

運動時脂肪可以參加能量代謝，脂肪的供能地位主要與血漿游離脂肪酸的作用分不開。血漿游離脂肪酸可以為多種器官和組織供能，也是安靜與運動時骨骼肌的主要供能物質(zhì)之一。第一節(jié) 運動與脂肪代謝

一、概述

（一）長時間運動時骨骼肌細(xì)胞燃料的選擇 糖原的優(yōu)缺點：

耗氧量少，缺氧時可進(jìn)行無氧代謝 分解速度快，輸出功率較高

相同量的糖原釋放能量可合成的ＡＴＰ比脂肪少 在體內(nèi)儲存時所占體積較大，儲量較少

長時間運動時可維持運動時間受肌糖原儲量的影響 脂肪的優(yōu)缺點：

耗氧量高，分解速度慢，輸出功率低

可合成ＡＴＰ的量多

在體內(nèi)儲存時所占體積較小，儲量豐富

長時間運動時可維持運動時間理論上不受脂肪儲量的影響

（二）運動時脂肪的供能作用

§短時間激烈運動時：肌肉基本不利用脂肪酸，磷酸肌酸和肌糖原是肌肉的主要供能物質(zhì)。

§當(dāng)大于６０％－６５％最大攝氧量強度少于６０分鐘的運動中：機體以糖的有氧和無氧代謝為運動肌的主要供能物質(zhì)。

§當(dāng)?shù)陀冢叮埃ィ叮担プ畲髷z氧量強度的長時間運動中：機體以脂肪為運動肌的主要供能物質(zhì)。

（三）運動時脂肪參與供能的形式和來源 運動時脂肪參與供能的形式主要有三種：

完全氧化：在心肌，骨骼肌等組織中，脂肪酸完全氧化生成二氧化碳和水，這是脂肪供能的主要形式。

不完全氧化：在肝臟中脂肪酸不完全氧化生成中間產(chǎn)物酮體，參與脂肪組織脂解的調(diào)節(jié)。

糖異生：在肝，腎細(xì)胞中甘油作為非糖物質(zhì)經(jīng)過糖異生途徑轉(zhuǎn)變成葡萄糖，對維持血糖水平起重要作用。* 參與骨骼肌供能的脂肪酸來源

有三個部位的脂肪經(jīng)水解途徑產(chǎn)生脂肪酸，并提供給運動肌氧化供能（１）脂肪組織儲存的脂肪

（２）循環(huán)系統(tǒng)即血漿脂蛋白含有的脂肪

40（３）肌細(xì)胞中的脂肪

運動時人體基本上不利用肝臟內(nèi)儲存的脂肪

二、運動時脂肪分解代謝

（一）脂肪組織中脂肪分解 1.脂肪酸動員

脂肪細(xì)胞內(nèi)儲存的脂肪經(jīng)脂肪酶水解釋放出脂肪酸，供給全身各組織攝取利用。2.脂肪分解

脂肪細(xì)胞內(nèi)ＴＧ受一系列脂肪酶催化水解最終生成甘油和脂肪酸。甘油三酯脂肪酶所催化的過程是調(diào)節(jié)脂肪酸動員的限速步驟。３.脂肪組織釋放脂肪酸和甘油

在脂肪細(xì)胞中脂肪水解所產(chǎn)生的甘油基本上全部被釋釋放入血，經(jīng)血液循環(huán)運輸?shù)礁闻K等組織進(jìn)一步代謝。脂肪酸只有部分被釋放入血，大部分在脂肪細(xì)胞內(nèi)直接參與再酯化過程，稱為甘油三酯－脂肪酸循環(huán)。釋放入血的脂肪酸水溶性較差，立即與血漿清蛋白結(jié)結(jié)合以增加水溶性。每分子清蛋白可結(jié)合１０分子脂肪酸。

（二）血漿甘油三酯分解 １.血漿脂蛋白與甘油三酯

血漿中的ＴＧ是與磷脂，膽固醇，膽固醇酯和載脂蛋白以不同比例結(jié)合而存在，共同構(gòu)成脂蛋白。按密度可將脂蛋白分為四類：

它們分別是乳糜微粒ＣＭ，極低密度脂蛋白ＶＬＤＬ，低密度脂蛋白ＬＤＬ和高密度脂蛋白ＨＤＬ。nＣＭ中含ＴＧ比例最高，含蛋

白質(zhì)量最少，nＨＤＬ中含蛋白質(zhì)含量最高，ＴＧ含量最少。２.血漿脂蛋白中ＴＧ的分解

在ＬＰＬ的催化作用下，血漿脂蛋白中的ＴＧ水解為脂肪酸和甘油，水解出的脂肪酸立即以血漿清蛋白為載體生成游離脂肪酸，被各組織器官攝取和利用。３.血漿甘油三酯的供能作用

血漿甘油三酯的供能作用很小，訓(xùn)練可使人體血漿甘油三酯濃度降低。

（三）肌細(xì)胞內(nèi)ＴＧ分解 １.肌內(nèi)ＴＧ含量

主要分布在慢肌纖維中，以中性脂滴形式分三在線粒體附近，數(shù)量與線粒體容積成正相關(guān)。其含量可因肌纖維類型，營養(yǎng)和身體活動而改變。

２.肌內(nèi)ＴＧ分解

受骨骼肌內(nèi)ＬＰＬ催化，受多種激素調(diào)節(jié)。訓(xùn)練可影響骨骼?。蹋校袒钚浴?/p>

３.肌內(nèi)ＴＧ的供能作用

長時間運動可引起肌內(nèi)脂肪含量明顯下降，且運動時肌內(nèi)ＴＧ的脂解強度比脂肪組織大得多。第二節(jié) 運動時脂肪酸的利用

運動時骨骼肌氧化的脂肪酸依靠肌內(nèi)ＴＧ水解和攝取血漿ＦＦＡ，隨運動時間延長，血漿ＦＦＡ供能起主要作用。

一、血漿游離脂肪酸濃度及其轉(zhuǎn)運率

安靜空腹時血漿ＦＦＡ相對較低，只有０.1毫摩爾每升左右，但血漿ＦＦＡ的轉(zhuǎn)運率較快，半衰期大約為４分鐘。

運動過程中血漿ＦＦＡ的濃度升高，可以上升２０倍，到接近２毫摩爾每升，且轉(zhuǎn)運率加快，并與運動強度的增大密切相關(guān)，反映出血漿ＦＦＡ無論在靜息狀態(tài)，還是低，中強度運動時都能積極參與各組織器官的氧化供能。

二、骨骼肌利用血漿游離脂肪酸

（一）血漿ＦＦＡ在骨骼肌內(nèi)的供能地位 １.安靜時的供能地位

動脈血ＦＦＡ是安靜肌的基本燃料，大約５０％的血漿ＦＦＡ在流經(jīng)肌肉的過程中被吸收利用。２.運動時的供能地位

短時間極量或高強度運動中血漿ＦＦＡ供能的意義不大；長時間運動開始的數(shù)分鐘內(nèi)，血漿ＦＦＡ?xí)霈F(xiàn)暫時下降，然后逐漸升高。原因：

運動時肌肉吸收血漿ＦＦＡ增多，但脂肪組織分解及脂肪酸釋放入血的量相對不足。進(jìn)入脂肪組織的血流量暫時下降，造成肌肉吸收血漿ＦＦＡ速率與組織向循環(huán)系統(tǒng)釋放脂肪酸的速率之間暫時的不平衡。通過逐漸增強脂肪組織的脂肪酸動員速率，血漿ＦＦＡ濃度逐漸上升到基礎(chǔ)水平或超過基礎(chǔ)水平。大約在運動后３－４小時達(dá)到最高值，接近２毫摩爾每升。運動終止時骨骼肌利用脂肪酸立即減弱，43 而脂肪組織內(nèi)由于代謝活動使肢解仍保持較高速率，運動后血漿ＦＦＡ濃度將上升。大約經(jīng)過１０－１５分鐘血漿ＦＦＡ達(dá)到最高水平然后下降，逐漸恢復(fù)到安靜時水平。

（二）影響肌細(xì)胞內(nèi)血漿ＦＦＡ供能的因素 運動強度和持續(xù)時間

運動強度下降到６０％－７０％最大攝氧量，超過２０－３０分鐘的長時間運動中肌細(xì)胞吸收血漿ＦＦＡ供能比例增大。血漿脂肪酸濃度

運動肌攝取和利用血漿ＦＦＡ與其濃度存在正比關(guān)系。飲食

吃糖抑制脂肪組織的脂肪分解，服用咖啡因可促進(jìn)脂肪組織的脂解。耐力訓(xùn)練水平

高水平耐力運動員運動時脂肪酸氧化供能比例相對較高，有利于運動時節(jié)省糖儲備。肌內(nèi)局部因素

肌肉肉堿含量可影響脂肪酸的利用。環(huán)境溫度

寒冷溫度消耗脂肪酸的數(shù)量增多。

（三）不同組織利用血漿ＦＦＡ供能的差異 心肌和肝臟具有較強的脂肪酸氧化能力。Ｉ型肌纖維具有高氧化脂肪酸的能力。

ⅡＢ型肌纖維氧化脂肪酸的能力較差。

（四）骨骼肌脂肪酸氧化與運動能力關(guān)系示例 １.促進(jìn)脂肪酸供能與最大耐力 ２.抑制脂肪酸供能與大強度耐力

（五）訓(xùn)練對骨骼肌脂肪酸氧化的影響

每分心輸出量增大，ＨＢ，ＭＢ含量增多，骨骼肌毛細(xì)血管密度增大，對骨骼肌的供氧能力提高。使訓(xùn)練肌的細(xì)胞內(nèi)線粒體數(shù)目增多和體積增大，線粒體內(nèi)酶活性提高，骨骼肌代謝利用氧的能力提高。第三節(jié) 運動與甘油、酮體代謝

一、運動與甘油代謝

（一）甘油代謝

甘油由相應(yīng)組織分解進(jìn)入血液直接運送到肝臟，腎臟和小腸等組織，主要在肝臟中進(jìn)一步代謝，因為肝臟有較高活性的甘油激酶。

甘油生成α－磷酸甘油，然后脫氫生成磷酸二羥丙酮。根據(jù)肝臟內(nèi)供氧情況的不同，有三條可能代謝去路：徹底氧化為二氧化碳和水，每分子甘油產(chǎn)生２２分子ＡＴＰ；轉(zhuǎn)變成乳酸；n糖異生作用轉(zhuǎn)變?yōu)樘恰?/p>

腎，小腸一定程度上可以利用甘油。

（二）運動時甘油代謝的意義

甘油糖異生生成葡萄糖，對長時間有氧運動中維持血糖的濃度有重要作用。甘油直接為骨骼肌供能的意義不大。當(dāng)肌糖原儲量充足時甘油氧化供能更少。

二、運動與酮體代謝

（一）酮體的生成

在肝細(xì)胞內(nèi)脂肪酸氧化極不完全，生成乙酰乙酸，β－羥丁酸和丙酮，總稱為酮體。肝細(xì)胞線粒體內(nèi)含有合成酮體的酶類，但缺乏利用酮體的酶類。酮體生成后進(jìn)入血液成為血酮體運輸?shù)礁瓮獾囊恍┙M織，被進(jìn)一步氧化和利用。

（二）酮體的氧化

主要在心肌，骨骼肌，神經(jīng)系統(tǒng)和腎臟，可以將乙酰乙酸，β－羥丁酸轉(zhuǎn)變成乙酰輔酶Ａ，然后通過三羧酸循環(huán)氧化成二氧化碳和水。

(三)運動時血酮體動力學(xué)變化

短時間激烈運動時血酮體濃度沒有明顯變化。長時間運動時，尤其是糖儲備低的運動過程中血酮體濃度明顯升高。在血酮體濃度低下時，隨著運動強度上升，血酮體代謝加快。在高血酮體水平時，酮體代謝清除速率不再加快。

（四）酮體生成的意義

酮體是聯(lián)系肝臟與肝外組織的一種能量特殊運輸形式 參與腦組織和肌肉能量代謝 參與脂肪酸動員的調(diào)節(jié)

血、尿酮體濃度升高評定體內(nèi)糖儲備狀況 第七章 運動與蛋白質(zhì)和氨基酸代謝 蛋白質(zhì)的功能：

構(gòu)成機體細(xì)胞組成的重要物質(zhì)。組織細(xì)胞的修復(fù)作用。調(diào)節(jié)各種生理功能。供能作用。

第一節(jié) 運動和恢復(fù)期蛋白質(zhì)代謝

一、概述

氮平衡：在正常情況下，機體的蛋白質(zhì)攝入量和排出量 處于動態(tài)平衡。

短時間激烈運動對蛋白質(zhì)代謝影響較小，蛋白質(zhì)基本不參與供能。長時間耐力運動時蛋白質(zhì)和氨基酸分解代謝加強。

二、運動時蛋白質(zhì)代謝

（一）運動時蛋白質(zhì)凈降解 由組織蛋白質(zhì)釋放或者轉(zhuǎn)換提供。

長時間運動肝臟、肌肉非收縮蛋白分解代謝速率加快，肌肉收縮蛋白的分解速率減慢，整體蛋白質(zhì)代謝表現(xiàn)為分解代謝加強。

（二）判斷機體蛋白質(zhì)分解代謝的強度指標(biāo) 尿素氮可反映整體蛋白質(zhì)的代謝情況。

尿3-甲基組氨酸反映肌肉收縮蛋白分解代謝的情況。血清氨基酸濃度的變化。

（三）運動使蛋白質(zhì)分解代謝增強的原因 訓(xùn)練狀態(tài)

訓(xùn)練的類型，強度，頻率

激素變化 酶活性變化

三、運動后蛋白質(zhì)代謝

（一）運動后蛋白質(zhì)凈合成

運動后恢復(fù)1小時內(nèi)，骨骼肌蛋白質(zhì)合成減弱。

運動后第2小時內(nèi)蛋白質(zhì)合成速率上升，并在尚未明確的時間內(nèi)持續(xù)上升。

（二）影響運動后肌肉蛋白質(zhì)合成的因素

運動使細(xì)胞膜通透性增加，使進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的游離氨基酸數(shù)量增加，為蛋白質(zhì)合成提供了基本原料。

在運動后30分鐘內(nèi)肌細(xì)胞內(nèi)ATP，CP迅速恢復(fù)到正常水平。機體內(nèi)對蛋白質(zhì)合成的阻遏作用解除。

多胺含量增加，可從核糖體水平提高蛋白質(zhì)合成速率。激素濃度改變。

（三）運動訓(xùn)練對蛋白質(zhì)代謝的影響

耐力訓(xùn)練的作用：

使骨骼肌線粒體的數(shù)目增多，體積增大，線粒體蛋白質(zhì)量和組成酶活性提高。

力量訓(xùn)練的作用：

使訓(xùn)練肌的體積增大，肌纖維增粗，力量增強，這種適應(yīng)性變化出現(xiàn)在快收縮肌纖維。

肌肉粗大的主要原因是肌蛋白數(shù)量增多，包括收縮蛋白總量增多。

此外肌纖維周圍的結(jié)締組織，肌腱，韌帶組織數(shù)量增長。第二節(jié) 運動與氨基酸代謝

長時間運動時機體對氨基酸的利用加強，某些氨基酸氧化成二氧化碳和水直接參與供能，或者參與糖異生維持運動中血糖水平。

一、氨基酸代謝庫

（一）游離氨基酸庫

骨骼肌和肝臟是重要的游離氨基酸庫。大約80%的游離氨基酸分布在骨骼肌內(nèi)。大約10%分布在肝臟內(nèi)。腎臟約含4%。

血漿游離氨基酸比例較低。

骨骼肌和肝臟是蛋白質(zhì)和氨基酸代謝旺盛的部位，血漿游離氨基酸的變化反映肌肉，肝臟蛋白質(zhì)代謝和氨基酸的變化。

（二）運動時代謝利用的氨基酸 三個來源

血漿和組織內(nèi)游離氨基酸。

組織蛋白質(zhì)降解時釋放出的氨基酸。

非氨基酸類物質(zhì)，主要是糖分解的中間代謝產(chǎn)物轉(zhuǎn)變生成。組織蛋白質(zhì)分解釋放出的或生成的氨基酸是運動時可利用的主要部分，游離氨基酸庫在運動中的供能作用不大。血液氨基酸濃度的變化可以反映游離氨基酸庫動態(tài)平衡的改變，但不提供氨基酸代謝流通的情況。

二、運動與氨基酸供能

長時間的大強度運動時氨基酸氧化增強，參與氧化供能的氨基酸主要是丙氨酸，谷氨酸，門冬氨酸和支鏈氨基酸。

（一）丙氨酸，谷氨酸，門冬氨酸

在相應(yīng)轉(zhuǎn)氨酶的作用下，上述氨基酸直接轉(zhuǎn)變?yōu)楸?，?酮戊二酸和草酰乙酸，從不同途徑進(jìn)入三羧酸循環(huán)。

（二）支鏈氨基酸

支鏈氨基酸包括亮氨酸，異亮氨酸和纈氨酸。

組織內(nèi)支鏈酮酸脫氫酶分布不均勻，肌肉內(nèi)含量約占總量的60%，其次是肝組織，所以肌肉是氧化支鏈氨基酸的主要組織。

每分子亮氨酸，異亮氨酸和纈氨酸完全氧化分別產(chǎn)生42，43和32分子ATP。

安靜時骨骼肌總能量消耗的14%由支鏈氨基酸氧化過程提供，屬于非糖的能量來源。

（三）影響氨基酸供能的因素

耐力訓(xùn)練能提高運動肌內(nèi)谷-丙轉(zhuǎn)氨酶活性。

三、運動與氨基酸的糖異生作用

在耐力運動期間，氨基酸的另一代謝途徑是合成葡萄糖。在各種生糖氨基酸中以丙氨酸為主，約占糖異生生成葡萄糖總量的20%-25%，占肝臟葡萄糖輸出量的5%-8%。

（一）葡萄糖-丙氨酸循環(huán)的代謝途徑

由肌內(nèi)葡萄糖，肌糖原分解生成的丙酮酸，與氨基酸之間經(jīng)轉(zhuǎn)氨

第三篇：生化實驗教案

生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院生化實驗（下）

生 物 化 學(xué) 實 驗（下）

實驗三 離子交換柱層析法分離氨基酸

生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院生化實驗（下）

華中科技大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 2012級生物化學(xué)小老師

第三組

離子交換柱層析法分離氨基酸

【實驗?zāi)康摹?/p>

1.學(xué)習(xí)離子交換樹脂分離氨基酸的基本原理。2.掌握離子交換柱層析的基本操作。3.掌握氨基酸和茚三酮顯色機理。

【實驗原理】

1.離子交換層析原理

離子交換法是通過帶電的溶質(zhì)分子與離子交換劑中可交換的離子進(jìn)行交換而達(dá)到分離目的的方法。

有些高分子物質(zhì)含有一些可以解離的基團，例如-SO3H，-COOH等，因此可以和溶液中的離子產(chǎn)生交換反應(yīng)，如：

或

這類高分子物質(zhì)統(tǒng)稱為離子交換劑，離子交換劑是一類具有離子交換功能的高分子材料。功能基團由固定在骨架上的帶電基團與可進(jìn)行交換的能移動離子兩部分組成，二者所帶電荷相反，以靜電作用結(jié)合?？蛇M(jìn)行交換的離子稱為反離子或抗衡離子，這種反離子可與溶液中帶

生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院生化實驗（下）

同種電荷的離子進(jìn)行交換反應(yīng)。因離子交換反應(yīng)是可逆的，在一定條件下被交換的離子也可以“解吸”，使離子交換劑又恢復(fù)到原來的離子形式，所以離子交換劑通過交換和再生可以反復(fù)使用。其中使用的最普遍的是離子交換樹脂。由于一定離子交換劑對于不同離子的靜電引力不同，因此在洗脫過程中，不同的離子在離子交換柱上的遷移速度也不同，最后完全分離。

選擇適當(dāng)?shù)臈l件，可使一些溶質(zhì)分子變成離子態(tài)，通過靜電作用結(jié)合到離子交換劑上，而另一些物質(zhì)則不能被交換，這兩類物質(zhì)即被分離。帶同種電荷的不同離子都可以結(jié)合到同一介質(zhì)上，但由于各自所帶電量不同，與介質(zhì)的結(jié)合牢度不同，可改變洗脫條件使它們依次先后被洗脫，從而達(dá)到分離目的。

離子交換層析是一種基于氨基酸電荷行為的層析方法。本實驗采用磺酸型陽離子交換樹脂（732型）分離酸性氨基酸天冬氨酸（Asp，pI2.97）和堿性氨基酸賴氨酸（Lys，pI9.74）的混合液。氨基酸是兩性電解質(zhì)，分子上所帶的凈電荷取決于氨基酸的等電點和溶液的pH值。在pH5.3條件下，因為pH值低于Lys的PI值，Lys可解離成陽離子結(jié)合在樹脂上；Asp可解離成陰離子，不被樹脂吸附而流出層析柱。在pH12條件下，因pH值高于Lys的pI值Lys可解離成陰離子從樹脂上被交換下來。這樣通過改變洗脫液的pH值可使它們被分別洗脫而達(dá)到分離的目的。2.茚三酮反應(yīng)機理

茚三酮反應(yīng)是指在加熱條件下，氨基酸或肽與茚三酮反應(yīng)生成紫色（與羥脯氨酸或脯氨酸反應(yīng)生成（亮黃色）化合物的反應(yīng)。

該紫色化合物在570nm處有最大光吸收，所以可以利用分光光度計測量其含量。

由于該反應(yīng)靈敏度高，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于氨基酸定性和定量的分析，國內(nèi)的大部分教材認(rèn)為其反應(yīng)機理為：

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但是大量實驗表明而且大部分的學(xué)者認(rèn)為茚三酮顯色反應(yīng)生成的有色物質(zhì)是混合物而不是單一組分。

茚三酮顯色反應(yīng)受pH，茚三酮試劑的配制方法和濃度，氨基酸種類和濃度，反應(yīng)溫度，反應(yīng)時間，冷卻時間，離子強度等都有較大影響。特別要注意的是pH對顯色反應(yīng)的影響特別大，且該反應(yīng)在一個小時內(nèi)穩(wěn)定。

【實驗器材和試劑】

一、實驗器材

層析柱（20cm*1cm）；鐵架臺；恒流泵；部分收集器；分光光度計；移液槍；恒溫水浴鍋；試管；玻璃棒；燒杯；試管架。

二、實驗試劑

①732型陽離子交換樹脂（100-200目）

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②2mol/L氫氧化鈉溶液，1mol/L氫氧化鈉溶液； ③2mol/L鹽酸溶液，0.1mol/L鹽酸溶液； ④標(biāo)準(zhǔn)氨基酸溶液

天冬氨酸、賴氨酸均配制成2mg/mL的0.1mol/L鹽酸溶液； ⑤洗脫液

檸檬酸-氫氧化鈉-鹽酸緩沖溶液（pH5.3）

取檸檬酸14.25g，氫氧化鈉9.30g和濃鹽酸5.25mL溶于少量水后，定容至500mL，冰箱保存

注：在檸檬酸緩沖液中加入0.1%酚溶液可防止長霉。在室溫較高的夏季，配制緩沖溶液用的蒸餾水必須是新鮮蒸餾水，配前煮沸，配好后在4℃保存。0.01mol/LNaOH溶液（pH12）

取0.4gNaOH固體用適量蒸餾水溶解后，定容至1L ⑥顯色劑

取0.5g茚三酮溶于75mL乙二醇單甲醚中，加水定容至100mL。待測樣品

混合氨基酸溶液：將2mg/mL天冬氨酸、賴氨酸溶液按1:2.5的比例混合，混合后再以1:1的比例用0.1mol/L鹽酸溶液稀釋。

【操作步驟】

1.樹脂的處理

對于市售干樹脂，先是經(jīng)水充分溶脹后，經(jīng)浮選得到顆粒大小合適的樹脂，然后加4倍量的2mol/LHCl溶液浸泡1小時，傾去酸液，用蒸餾水洗至中性，然后用2mol/LNaOH溶液處理，做法同上。以1mol/LNaOH溶液浸泡樹脂一小時轉(zhuǎn)化為鈉型，用蒸餾水洗至中性，最后用欲使用的檸檬酸緩沖液浸泡，過剩的樹脂浸入1mol/LNaOH溶液中保存，以防細(xì)菌生長。2 裝柱

取層析柱一支，垂直固定在鐵架臺上，(實驗前需進(jìn)行檢漏，小老師會在實驗過程中進(jìn)行演示)用夾子夾緊柱底出口處橡膠管，在柱內(nèi)加2~3cm高的檸檬酸緩沖液。將攪拌成懸浮狀的樹脂沿柱內(nèi)壁緩慢倒入。待樹脂在柱底部逐漸沉降時，慢慢打開柱底出口處鐵夾，繼續(xù)加入樹脂懸浮液，直至樹脂高度到層析柱高度的3/4處。

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注意：要注意裝柱過程的連續(xù)性，裝好的層析柱應(yīng)均勻，防止產(chǎn)生氣泡，節(jié)痕或界面，否則會對實驗有較大的影響，必須重新裝柱。3平衡

層析柱裝好后，再緩慢沿管壁加入 適量緩沖液至樹脂床面以上2~3cm處，接上橫流泵，用檸檬酸緩沖液以0.5mL/min的流速進(jìn)行平衡，用pH試紙測量流出液pH，直至流出液的pH與緩沖液的pH相等。

注意：調(diào)節(jié)流速前要排除恒流泵與柱間連接管內(nèi)所有氣泡，以免影響流速，影響實驗效果。調(diào)節(jié)流速時統(tǒng)一將流速調(diào)節(jié)為10滴/min,平衡時間一般為15分鐘。4加樣

關(guān)閉恒流泵，打開層析柱上端管口，緩慢打開柱底出口，小心放出層析柱內(nèi)的液體至柱內(nèi)液體的凹液面恰好與樹脂上液面相齊，立即關(guān)閉下端出口（注意：不要使液面下降至樹脂表面以下）。用移液槍吸取氨基酸混合樣品0.5ml，沿靠近樹脂表面的管壁緩慢加入，注意不要沖壞樹脂表面。加樣后打開柱底止水夾，使液體盡可能緩慢地流下至液體凹液面恰與樹脂表面相平，立即關(guān)閉止水夾。再用膠頭滴管吸取0.5ml緩沖液清洗柱內(nèi)壁，打開止水夾放出液體，使液體下表面與樹脂表面相平，按照此法清洗2次。然后小心加入緩沖液離柱頂部1cm為止，并將層析柱與恒流泵和部分收集器相連。

注意：樣品體積不要過大，樣品的含量不能超過層析柱內(nèi)離子交換能力，否則影響分離效果。5.洗脫

① 緩沖液洗脫：用檸檬酸緩沖液（pH5.3）以6s/滴的流速開始洗脫，用試管收集洗脫液，每管收集1ml，收集1-10號管。(② 0.01mol/L NaOH溶液（pH12）洗脫：關(guān)閉恒流泵和止水夾，將檸檬酸緩沖液更換為0.01mol/L的NaOH溶液，打開止水夾進(jìn)行洗脫，同法收集11-40管。收集完畢后，關(guān)閉止水夾和恒流泵。

注意：在整個實驗過程中要多注意層析柱，避免使柱內(nèi)液體流干，否則實驗即為失敗。6.測定

分別向60管收集液中加入1.5ml檸檬酸緩沖液，混勻后再加入1ml茚三酮顯色劑，混勻。沸水浴15min后取出，冷卻至室溫，在1h內(nèi)用分光光度計在570nm下以蒸餾水為空白管進(jìn)行比色，測定各管的吸光度值。

注意：比色時盡量避免將液體沾在手上或衣服上。7.樹脂再生

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層析柱使用幾次后，需將樹脂取出用1mol/LNaOH溶液洗滌，再用蒸餾水洗至中性后可反復(fù)使用。

注意：在本次實驗結(jié)束之后需將樹脂倒至指定燒杯中。

【結(jié)果與分析】

以吸光度值為縱坐標(biāo)，收集的管數(shù)為橫坐標(biāo)，繪制出洗脫曲線。以已知兩種氨基酸的純?nèi)芤簶悠?，按上述方法和條件分別操作，將得到的洗脫曲線與混合氨基酸的洗脫曲線對照，可確定2個峰的大致位置及各峰為何種氨基酸。

【思考題】

1.對于新樹脂我們做的處理是先用2mol/LHCl攪拌半小時，然后用蒸餾水洗至中性，再用2mol/LNaOH攪拌半小時，用蒸餾水洗至中性，最后用1mol/LHCl攪拌半小時，還用蒸餾水洗至中性。請分析原因。

2.所加樹脂的高度為層析柱高度的3/4，請思考樹脂過高或過低對實驗結(jié)果有何影響，試分析原因。

3.本實驗加的樣品為天冬氨酸和賴氨酸，若再加一個組氨酸，請估計其峰值的位置，說明理由。

第四篇：生化教案第十章 脂代謝

第十章 脂代謝

第一節(jié) 概述

類脂和脂肪總稱為脂肪。類脂是構(gòu)成機體組織的結(jié)構(gòu)成分，脂肪是動植物的重要能源，稱為儲存脂質(zhì)。

一、脂肪的降解

1、胰脂肪酶---在人和動物體消化道中降解脂肪

胰脂肪酶分為酯酶和脂酶兩類。酯酶主要水解脂肪酸和一元醇構(gòu)成的酯。脂酶包括脂肪酶和磷脂酶，脂肪酶水解三酰甘油，產(chǎn)生甘油和脂肪酸。磷脂酶作用于磷脂，可產(chǎn)生甘油、脂肪酸、磷酸、膽堿等。

2、微生物脂肪酶---具有雙向催化特性

細(xì)菌的脂肪酶降解活性一般不高，但真菌的脂肪酶活性較高。脂肪酶能將脂肪降解生成脂肪酸和甘油。

脂肪酶也能在一定條件下催化醇與酸縮合成酯。

二、脂肪酸的吸收與轉(zhuǎn)運

1、脂肪的吸收---吸收形態(tài)的多樣性 被吸收的形態(tài)

一是完全水解成甘油和脂肪酸，脂肪酸再與膽汁鹽按比例結(jié)合成可溶于水的復(fù)合物，與甘油一起被小腸上皮細(xì)胞吸收并進(jìn)入血液。

二是不完全水解，脂肪部分水解成脂肪酸、單酰甘油、二酰甘油，而被吸收。

三是完全不水解，經(jīng)膽汁高度乳化成脂肪微粒，同樣能被小腸粘膜細(xì)胞吸收，經(jīng)淋巴系統(tǒng)再進(jìn)入血液循環(huán)。

2、血脂---油脂的轉(zhuǎn)運

血漿中的脂質(zhì)統(tǒng)稱為血脂。

血脂與蛋白結(jié)合形成脂蛋白，根據(jù)密度，脂蛋白分為高密度脂蛋白、低密度脂蛋白、極低密度脂蛋白、乳糜顆粒等，脂蛋白具有較強的親水性，便于隨血液循環(huán)被轉(zhuǎn)運至各器官組織。

三、油脂的中間代謝概況

第二節(jié)

脂肪的代謝

一、甘油代謝

1、甘油的分解---從磷酸丙糖插入EMP

2、甘油的合成---分解代謝的逆行

二、脂肪酸的分解代謝

1、β-氧化---分解代謝的主要途徑

脂肪酸通過酶催化α碳原子與β碳原子間的斷裂、β碳原子上的氧化，相繼切下二碳單位而降解的方式稱為β氧化（是在線粒體中進(jìn)行的）。

脂肪酸β氧化前必須活化形成脂酰輔酶A，然后才能進(jìn)一步分解。

在線粒體基質(zhì)中進(jìn)行的脂肪酸β-氧化包括氧化、水化、再氧化、硫解4步化學(xué)反應(yīng)。

（1）氧化

進(jìn)入線粒體的脂酰輔酶A被脂酰輔酶A脫氫酶催化，脫去α、β碳兩個碳原子上的氫，生成FADH2和烯脂酰輔酶A。

2、水化

3、再氧化

（4）硫解

三、脂肪酸的合成代謝 1胞漿合成---全程合成途徑 全程合成途徑是指從二碳單位開始的脂肪酸合成過程。2 酰基轉(zhuǎn)換

合成過程的中間產(chǎn)物都連接在一個酰基載體蛋白（ACP）分子上，并與其—SH以共價鍵相連。

第三節(jié) 磷脂代謝和固醇代謝

二、固醇代謝

1、膽固醇的合成---關(guān)鍵酶是羥甲基戊二酰CoA還原酶

第四節(jié) 脂質(zhì)代謝在工業(yè)上的應(yīng)用

一、脂質(zhì)代謝在食品工業(yè)中的應(yīng)用

1、脂酶水解食品中的脂肪----影響食品的風(fēng)味

脂酶作用于食品材料中的油脂，產(chǎn)生游離脂肪酸，后者很容易進(jìn)一步氧化而產(chǎn)生一系列短碳鏈的脂肪酸、脂肪醛等，從而影響食品的風(fēng)味。

2、脂酶催化的酯交換—生產(chǎn)新產(chǎn)品的一種手段

脂酶作用于油和脂肪時，同時發(fā)生甘油酯的水解和再合成反應(yīng)，于是酰基在甘油酯分子間移動和發(fā)生酯交換反應(yīng)。

酯交換反應(yīng)從廉價的原料生產(chǎn)有價值的可可奶油。第十章 重點

1、解釋β-脂肪酸氧化

2、脂肪被吸收的形態(tài)有哪三種？分別解釋之。

第五篇：生化教案第九章 糖代謝

第九章

糖代謝 第一節(jié) 概述

一、多糖及寡糖的降解

1、胞外降解---核苷酶的水解方式

? α-淀粉酶 水解淀粉的α（1，4）糖苷鍵，產(chǎn)物為麥芽糖、麥芽三糖和α糊精酶或消化酶

? β淀粉酶 水解淀粉的α（1，4）糖苷鍵，從水解淀粉的非還原性末端殘基開始，依次切下兩個葡萄糖單位，產(chǎn)物為麥芽糖，作用于支鏈淀粉。

? γ淀粉酶水解淀粉的α（1，4）糖苷鍵和α（1，6）糖苷鍵,終產(chǎn)物均為葡萄糖。? R酶能特異性作用于淀粉的α（1，6）糖苷鍵，將支鏈淀粉的分支切下 ? 纖維素酶水解纖維素的β（1，4）糖苷鍵，產(chǎn)物為纖維二糖和葡萄糖。

2、胞內(nèi)降解---糖原的磷酸解

? 磷酸解：糖原在細(xì)胞內(nèi)的降解稱為磷酸解，即加磷酸分解。? 細(xì)胞內(nèi)糖原降解需要脫支酶和糖原磷酸化酶的催化。? 脫支酶水解糖原的α（1，6）糖苷鍵，切下糖原分支

? 糖原磷酸化催化的反應(yīng)不需水而需要磷酸參與磷酸解作用，從糖原的非還原末端依次切下葡萄糖殘基，產(chǎn)物為1-磷酸葡萄糖和少一個葡萄糖殘基的糖原。?

二、糖的吸收與轉(zhuǎn)運

?

1、糖的吸收---單糖同Na離子的同向協(xié)同運輸

? 葡萄糖跨膜運輸所需要的能量來自細(xì)胞兩側(cè)Na離子濃度梯度，小腸上皮細(xì)胞能吸收葡萄糖等單糖。

2、糖的轉(zhuǎn)運---血糖的來源與去路

? 血糖：血液中的糖稱為血糖 ? 4.4—6.7mmol/L為正常范圍、高于8.8mmol/L為高血糖、低于3.8mmol/L為低血糖。? 正常機體可通過肝糖原或肌糖原的合成或降解來維持血糖恒定。?

三、糖的中間代謝概念

?

1、中間代謝---糖在細(xì)胞內(nèi)的分解與合成

? 從小腸吸收的甘露糖、果糖、半乳糖、葡萄糖可在各種酶的催化下，轉(zhuǎn)化成6-磷酸葡萄糖。

2、糖的分解代謝類型----需氧分解占主導(dǎo)地位（1）不需氧分解

? 分解不完全，產(chǎn)生能量少于糖的有氧分解；

? 糖類物質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行無氧呼吸生成乳酸的過程稱為酵解。? 糖經(jīng)酵母菌無氧呼吸作用產(chǎn)生乙醇的過程稱為發(fā)酵。（2）需氧分解

將糖在有氧存在下徹底分解成CO2和H2O，同時釋放出能量的過程稱為有氧氧化或有氧呼吸。

糖的有氧氧化與無氧氧化的區(qū)別：有氧氧化是以氧作為最終受氫體；糖的無氧分解，是以中間產(chǎn)物丙酮酸為受氫體，在發(fā)酵過程中以乙醛為受氫體。有氧呼吸在糖的分解過程中占主導(dǎo)地位，產(chǎn)生能量較多。

第二節(jié) 糖的分解代謝

一、糖酵解（EMP）---糖的無氧分解

發(fā)酵與酵解起始物質(zhì)都是葡萄糖，從葡萄糖到丙酮酸的生成，二者相同。發(fā)酵和酵解都在細(xì)胞漿中進(jìn)行。

1、糖的裂解---糖酵解的第一階段是耗能的

2、醛氧化成酸---糖酵解的第二階段是產(chǎn)能的

3、丙酮酸的去向---有氧和無氧條件下轉(zhuǎn)變成不同產(chǎn)物（1）丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)橐掖?/p>

第一步：丙酮酸脫羧酶催化下，脫去羧基并產(chǎn)生乙醛。

第二步：在醇脫氫酶催化下，由NADH+H提供氫，使乙醛還原為乙醇。（2）丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)槿樗幔o氧條件下）（3）丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)橐阴］o酶A

在有氧存在的條件下，丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)橐阴］o酶A，再進(jìn)入三羧酸循環(huán)，被徹底氧化成CO2、H2O并釋放出能量。二、三羧酸循環(huán)（TCA）---糖的需氧分解

3、生理意義-----糖的無氧分解和需氧分解的能量轉(zhuǎn)換效率（1）為機體提供能量

經(jīng)計算，葡萄糖的產(chǎn)能效率是40%，比發(fā)酵高12%，比酵解高9%，所以，糖的有氧氧化時生物機體獲取能量的主要途徑。

（2）糖的需氧代謝是物質(zhì)代謝的總樞紐 在糖、脂肪、蛋白質(zhì)代謝中的作用如下圖（3）草酰乙酸在TCA循環(huán)中的作用

草酰乙酸的濃度影響TCA循環(huán)的速度，必需保持一定的濃度，草酰乙酸可由下列3種途徑生成。

三、磷酸己糖途徑（HMS）---糖需氧分解的代謝旁路

2、生理意義---產(chǎn)生的NADPH為重要的還原力 HMS和ＥＭＰ都存在于細(xì)胞漿中。從圖９－８可見：

每１分子６－磷酸葡萄糖進(jìn)入ＨＭＳ循環(huán)一次，可產(chǎn)生３分子ＣＯ２，6分子NADPH和1分子3-P-甘油醛。2分子3-P-甘油醛經(jīng)過EMP逆行，又可合成1分子6-P酸葡萄糖，因此，1分子6-磷酸葡萄糖經(jīng)HMS完全氧化，需循環(huán)2次，可產(chǎn)生12分子NADPH。此外，NADPH也可通過穿梭作用進(jìn)入呼吸鏈進(jìn)行氧化磷酸化產(chǎn)生ATP，若以每分子NADPH產(chǎn)生3分子ATP計算，每分子6-磷酸葡萄糖經(jīng)HMS可產(chǎn)生36分子ATP。

第三節(jié) 糖的合成代謝

一、光合作用

1、概念---光合作用是合成糖的主要途徑

2、能量轉(zhuǎn)換---光合作用分兩個階段進(jìn)行

光反應(yīng)：利用光能合成ATP，還原NADP，并釋放氧氣。

暗反應(yīng)：利用光反應(yīng)產(chǎn)生的NADP和ATP，通過1，5-二磷酸核酮糖固定CO2，生成3-磷酸甘油酸，然后在多種酶作用下生成3-磷酸甘油醛，最后通過3-磷酸甘油醛轉(zhuǎn)變成葡萄糖。

二、糖原合成

人和動物體內(nèi)合成糖原的過程包括糖原生成作用和糖異生作用

1、糖原生成作用---由葡萄糖合成糖原

2、糖異生作用---由非糖物質(zhì)合成糖原

在EMP中，由激酶催化的反應(yīng)是不可逆的，需其他酶的參與丙酮酸羧化支路

在EMP中，由磷酸烯醇式丙酮酸生成丙酮酸是不可逆的，所以，在糖異生過程中，丙酮酸先轉(zhuǎn)化為草酰乙酸后，再轉(zhuǎn)化成磷酸烯醇式丙酮酸。如圖 糖異生作用的3種主要原料是乳酸、甘油和某些氨基酸。乳酸在乳酸脫氫酶催化下生成丙酮酸，經(jīng)EMP逆行合成糖 氨基酸通過多種方式轉(zhuǎn)變成EMP的中間產(chǎn)物，再生成糖。糖氧化與糖異生作用的關(guān)系如圖9-11

第九章 糖代謝

重點

1、敘述磷酸己糖途徑（HMS）的生理意義

2、糖的需氧代謝是物質(zhì)代謝的總樞紐？ 3、1分子葡萄糖徹底氧化分解后產(chǎn)生的ATP數(shù)目是多少？ATP產(chǎn)生的部位是