邓树勋 运动生理学考研复习重点笔记真题答案

第0章　绪　论

0.1　复习笔记

一、运动生理学概述

1．运动生理学的起源

运动生理学起源于解剖学和生理学。解剖学研究生物体的形态结构；生理学立足于实验，研究和探讨生命状态下生物机体生命活动的基本规律及其机制。

2．运动生理学的定义

运动生理学是从人体运动的角度研究人体在体育运动的影响下机能活动变化规律的科学，是在实验基础上研究人体对急性运动的反应和长期运动训练的适应所引起的机体结构和机能变化规律的科学，是人体生理学的一门应用分支学科。

3．运动生理学的研究内容

（1）研究人体在体育活动和运动训练影响下结构和机能的变化。

（2）研究人体在运动过程中机能变化的规律以及形成和发展运动技能的生理学规律。

4．运动生理学的应用

（1）运动生理学知识可以科学地指导体育锻炼和运动训练，以达到增进健康、增强体质、提高运动成绩的目的。

（2）运动生理学的研究通常与运动解剖学、运动生物化学、体育保健学、运动营养学等进行综合而系统地研究。

5．运动生理学的发展现状

（1）运动生理学已形成基本的理论基础、实验手段，有较成熟的专著、教材、成果以及研究队伍，是一门较成熟的学科。

（2）现代运动生理学的以基础研究和应用研究相融合为发展模式，并与实验技术互动发展。

（3）竞技运动生理学是把运动生理学的相关概念用于提高运动员运动能力和竞技成绩的生理学研究。

（4）对高原、高温、低温、潜水、航天失重时机体的生理变化以及人体与环境的关系等方面的研究相继出现。

（5）从运动生理学领域派生出的临床运动生理学，研究人体异常生命活动规律，为人类科学健身和疾病的防治提供理论依据。

二、运动生理学在健身和竞技中的应用

运动生理学的基础性研究和应用性研究密切联系、相辅相成。基础性研究为应用性研究提供理论支撑，应用性研究将有关基础研究的成果应用于运动实践，因此，运动生理学能够应用于指导健身和竞技运动。

1．运动生理学在健身领域的应用

（1）19～20世纪，运动生理学研究主要集中在人体对运动应激的反应、运动时肌肉收缩与心肺功能等应用研究方面。

（2）现代运动生理学借助计算机和自动分析仪等手段，在原有基础上不断深入，如利用计算机处理、综合分析数据，利用影像学检测仪器向功能和形态相结合的方向发展。

（3）随着社会的发展，各国在运动生理学的应用研究领域开展了大量健身方面的研究，

如运动与癌症、肥胖、糖尿病等。

（4）近年来，在运动生理学研究中采用各种高、精、尖医学仪器设备，研究人体运动时和（或）运动后肌肉代谢、解剖结构和生物化学特性、衰老和疾病、运动皮质神经活动有关的血液流动变化等。

2．运动生理学在竞技领域的应用

（1）在竞技体育科研中，以运动生理学的理论为基础的先进仪器设备和分析手段推动了竞技体育的发展。

（2）运动生理学广泛应用于体能恢复与运动营养、运动选材、运动训练科学监控、运动营养补剂、反兴奋剂研究与应用等经典的研究领域。

（3）人类步入后基因组时代后，竞技运动生理学研究更注重从遗传角度研究人体运动能力、运用基因多态性分析可对疾病进行预测及早期诊断、研究基因多态性与耐力训练效果之间的关联性、根据基因多态性制定个性化的训练计划。

（4）运动生理学可以借助国际科学数据组织的资源开展大规模的跨学科、国际化、信息化的横向联合研究。

3．运动生理学的基础研究

（1）分子水平研究使运动生理学从宏观深入到微观，在细胞和分子、器官和系统以及整体三个层面实现发展。

（2）运动生理学与多门学科交叉融合，逐渐深入细胞内部环境的稳态及其调节机制、细胞跨膜信息传递的机制、基因水平的功能调控机制等方面的研究。

（3）运动生理学研究立足于运动实践的基础上，从细胞、分子水平深入探讨运动对机体功能活动影响的本质问题。

（4）运动与神经-内分泌-免疫网络理论、运动与自由基、运动与氧化应激、运动与细胞凋亡等基础理论的研究成果揭示了宏观运动实践蕴涵的内在本质。

（5）先进仪器和技术使运动生理学研究的创新及研究成果的转化应用不断突破。

三、运动生理学的若干基本概念

1．稳态与调节

（1）内环境

内环境是指机体内的细胞外液，构成了细胞生活的环境，细胞新陈代谢以及外界环境的变化会直接或间接影响内环境理化性质的稳定，如温度、渗透压、各种化学物质的含量等。

（2）稳态

稳态是指在一定范围内，内环境理化性质可经体内复杂的调节机制，保持相对动态平衡的状态。稳态是机体进行正常功能活动的基础。

（3）稳态的调节

①定义

稳态的调节是指机体根据内外环境的变化实现体内活动的适应性调整，使机体内部以及机体与环境之间达到动态平衡的生理过程。

②调节机制

人体内存在三种调节机制，即神经调节、体液调节和自身调节。在完整的机体中，神经调节与体液调节相辅相成，神经调节占主导地位，体液调节可扩大神经调节范围及延长其作用时间。调节幅度较小、灵敏度低的自身调节不依赖神经、体液调节。

2．兴奋与兴奋性

（1）可兴奋组织

可兴奋组织是指能够产生兴奋的组织，包括神经、腺体、肌肉。

（2）兴奋

兴奋是指可兴奋组织受刺激后产生生物电反应的过程，以及由相对静止转为活动状态或活动由弱变强的表现。

（3）刺激

刺激是指能引起可兴奋组织产生兴奋的各种环境变化。任何引起组织兴奋的刺激要具备三个条件：即一定的强度、一定的持续时间和一定的强度一时间变化率。

（4）兴奋性

兴奋性是指机体或其组成部分的细胞、组织具有感受刺激产生兴奋的能力。兴奋性是活细胞的基本生理特征和对内外环境变化发生适应性反应的基础。兴奋性高低取决于细胞膜电位的变化速度、细胞内部新陈代谢过程改变的速度和引起这些改变所需的刺激强度。

3．反应与适应

运动时机体自身调节维持稳态是机体产生一定反应和适应的结果。

（1）反应

反应是指在不同的环境或运动条件刺激下，细胞或机体的内部代谢和外部表现所发生的暂时性、应答性功能变化。

（2）适应

适应是指长期系统的运动训练可使机体的结构与功能、物质代谢和能量代谢发生适应性改变的。通过适应机制，机体可以提高在运动中维持稳态的能力和耐受更大范围稳态变化的能力，提高运动成绩。

4．反馈与前馈

（1）反馈

①定义

反馈是指机体进行各种生理功能的调节时，被调节的器官向调节系统发送变化的信息，而调节系统又可以通过回路对调节器官的功能状态施加影响，改变其调节的强度的调节方式。

②分类

根据反馈信息的性质和作用，可将反馈分为正反馈和负反馈两类。

a．正反馈是指促使某种生理过程逐渐加强的反馈形式，如排尿反射。

b．负反馈是指能够抑制某种生理过程的反馈形式，如体温、血压、心率和某些激素水平的调节。负反馈调节具有时间的滞后性。

（2）前馈

①定义

前馈是指干扰信息可以直接通过受控装置作用于控制部分，引起输出效应发生变化。可预测和防止干扰，具有前瞻性的调节特点。

②生理意义

人体参加比赛或训练前可感知周围环境的变化，使身体各器官和系统产生一系列条件反射，表现为神经系统的兴奋性适度提高、物质代谢加强、体温升高及内脏器官活动增强，有利于加快机体调节稳态的速度。

四、运动生理学的发展和愿望

1．运动生理学的发展

（1）运动生理学产生的基础

①16世纪，维萨里出版了具有划时代意义的医学巨著《人体的结构》。

②17世纪，英国生理学家威廉·哈维真正开创了以实验为特征的近代生理学研究的先河。

③17世纪列文虎克发明显微镜，证实肌纤维的存在。

④18世纪70年代，法国安东尼·拉瓦锡首次进行了“真正”的运动生理学实验，测定运动状态下人体的心率及摄氧量。

⑤17～18世纪实验技术和物理、化学等学科的进步给运动生理学的发展奠定了坚实的理论基础和丰富的技术基础。

（2）早期运动生理学的发展

早期运动生理学的研究萌芽于古希腊时代人们对运动、竞技和健康相关人体机能研究的关注。

①19世纪80年代现代奥林匹克运动的复兴和1894年国际奥委会的组建掀起运动生理学的研究热潮，至此运动生理学开始步入全盛时期。

②1889年法国的拉格朗热出版了运动生理学早期的教科书《身体运动的生理学》汇集了当时的有限研究成果。

③1892年意大利学者莫索首次设计和制造了肌功描记器，对肌肉疲劳现象进行了系统的研究。

④1923年，德国的迈耶霍夫通过无氧实验发现糖酵解产生乳酸为肌肉收缩提供能量。之后在20世纪30年代经过龙斯加德等人的探索和校正，最终建立了肌肉收缩过程中ATP分解供能的系统理论。

⑤运动生理学的先锋、诺贝尔奖获得者-希尔和他的同事的研究成果为理解人体能量代谢提供了基本研究框架。

⑥1891年第一个正规的运动生理学实验室在美国哈佛大学成立。

⑦1927年，哈佛疲劳实验室成立，为后来的现代运动生理学研究的发展奠定了基础。

（3）现代运动生理学的发展

①北欧的学者们在运动、环境、营养等方面的研究不断拓展运动生理学的知识体系和技术手段。

②苏联运动生理学研究沿着巴甫洛夫高级神经活动学说的理论基础建立了独具特色、具有相对完整体系的学科，对运动生理学的发展产生了深远的影响。

③日本的吉田章信、猪饲道夫等人成为日本现代运动生理学的拓建者，为日本培养了运动生理学的专业人才。

④运动生理学在中国作为独立学科的研究历史起步较晚，但发展较快。

（4）21世纪的运动生理学的发展

①现代先进科技、仪器设备以及全新观念，促进了传统运动生理学的深入发展。

②微观、实时、动态形态观察和活体检测等实验技术成为运动生理学发展的突破口。

③运动生理学的研究在基因组、转录组、蛋白质组和代谢组等各个层面开展，实现从基因到细胞、组织、器官和个体的整合性研究。

2．运动生理学发展的愿望

（1）在加强分子水平研究的同时，重视整体、器官、组织水平上的研究，尤其是整体水平研究。

（2）实现宏观与微观、形态与机能、基础研究与运动实践、优势与特色相结合的研究。

（3）实现整合性研究的成果高效转化与应用。

（4）为锻炼健身和竞技训练提供科技支撑。

（5）为竞技体育与大众健身事业可持续发展提供生理科学基础。

0.2　课后习题详解

本章无课后习题

第1篇　运动生理学基础

第1章　运动的能量代谢

1.1　复习笔记

一、生物能量学概要

1．基本能量形式

自然界存在热能、化学能、机械能、电能、辐射能和原子能6种基本的能量形式，各基本能量间均可相互转化。

2．能量系统

机体存在磷酸原功能系统、糖酵解功能系统和有氧氧化功能系统三大能量系统，在体力活动过程中精细整合、相互协调，共同满足各种体力活动的能量需求。

3．新陈代谢和能量代谢

（1）新陈代谢

新陈代谢是生命活动的最基本特征，是生物体内全部有序化学变化的总称。包括物质代谢和能量代谢两个方面。

（2）能量代谢

能量代谢是指生物体内物质代谢过程中所伴随的能量储存、释放、转移和利用的过程。

4．叶绿体和线粒体

（1）叶绿体和线粒体的生物学位置

①叶绿体仅存在于植物细胞。

②线粒体普遍存在于动、植物细胞内。

（2）叶绿体和线粒体的生物学功能

①叶绿体和线粒体可将太阳能转换成化学能。

②光合作用和氧化磷酸化分别在叶绿体内囊体和线粒体嵴中进行。

③ATP作为生物体的直接能源物质，由叶绿体和线粒体都转换。

④叶绿体通过光合作用将光能转换为化学能，并将其储存大分子有机物中。

⑤动物细胞无叶绿体，但动物可通过对有机物的分解代谢，在线粒体获取ATP。

5.ATP与ATP稳态

（1）ATP

①ATP的构成

ATP由含氮碱基（腺嘌呤）与戊糖（核糖）构成的腺苷与3个磷酸基团结合形成。

②ATP的分解释能

a．ATP的能量蕴藏于两个磷酸酯键（高能磷酸键）中。

b．ATP末端脱去一个和两个磷酸根分别形成ADP、AMP，并伴随能量的释放。

③ATP的生物学功能

a．ATP是细胞能量代谢的重要媒介。

b．ATP既是能量受体又是能量供体，能够耦联需能反应和供能反应。

c．ATP是细胞内能量的获得、转换、储存和利用等环节的联系纽带。

（2）ATP稳态

①ATP稳态的概念

ATP稳态是指机体在能量转换过程中维持其ATP恒定含量的现象。

②ATP稳态的维持

在氧气浓度较低或利用相对不足的条件下，细胞的ATP来源首先在磷酸激酶催化下迅速将CP的高能磷酸键转移至ADP；同时，依赖糖的无氧酵解和有氧氧化及其他物质参加的三羧酸循环和电子传递链合成大量ATP。

6．生命活动的能量来源

（1）糖类

①人体食物中糖类的消化产物多以单糖葡萄糖的形式被吸收。

②1g糖在体内完全氧化可释放约4kcal的热量，机体所需能量的50％～70％来自糖。

③葡萄糖在正常情况下被合成为多糖，以糖原的形式储存或被合成脂肪。

④肌糖原是骨骼肌中的储备能源，满足骨骼肌在紧急情况下的需要；肝糖原贮量不大，参与对血糖水平的维持。

⑤供氧充足时，糖通过有氧氧化完全分解为二氧化碳和水，释放大量的能量；供氧不足时，葡萄糖经无氧酵解释放的能量比有氧氧化少，但其供能速率明显提高。

（2）脂肪

①脂肪又称三脂肪酸甘油酯或甘油三酯，是细胞能量的主要存储形式，由3分子脂肪酸和1分子甘油组成。

②脂肪和类脂总称为脂类；类脂包括类固醇及其酯、磷脂和糖酯等，是细胞的膜结构重要成分。

③1g脂肪在体内完全燃烧（氧化）可释放的热量为糖的2倍多，约9.5kcal。

（3）蛋白质

①蛋白质主要由氨基酸组成；氨基酸来源于食物和组织、细胞内蛋白质分解。

②蛋白质在体内完全氧化大约释放4.3kcal的热量，成人每天约有18％的能量来自蛋白质，蛋白质的供能作用是蛋白质的次要功能，可由糖及脂肪代替。

7.ATP的生成过程

（1）ATP生成的无氧代谢过程

①磷酸原供能系统

磷酸原供能系统又称ATP-CP供能系统，是指CP释放的能量先转换给ATP，再被细胞生命活动利用的能量瞬时供应系统。

②糖酵解供能系统

a．糖酵解的概念

糖酵解是指糖在相对缺氧的条件下（不完全氧化）合成ATP并产生乳酸的过程。在三大营养物质中，只有糖能够直接在相对缺氧的条件下（不完全氧化）合成ATP。

b．糖酵解的意义

第一，保持ATP稳态

骨骼肌内ATP含量很低，骨骼肌几秒钟的收缩就可消耗完磷酸原供能系统提供的能量。而有氧氧化的过程比糖酵解长得多，通过糖酵解可以迅速得到ATP。

第二，为缺氧或氧利用障碍的组织供给ATP

成熟红细胞没有线粒体，ATP供应完全依赖糖酵解；神经、白细胞、骨髓等代谢极为活跃，即使不缺氧也常有糖酵解提供部分ATP。

（2）ATP生成的有氧代谢过程

①三大营养物质都可参与有氧氧化，有氧氧化是绝大多数细胞主要的能量获取方式。

②糖酵解生成的乳酸仍在有氧氧化中彻底分解为二氧化碳和水。

③细胞首先以糖类作为有氧氧化的燃料，机体糖供应相对不足时再消耗脂肪，仅在糖及脂肪均相对不足时蛋白质才作为有氧氧化的底物。

8．不同途径合成ATP的总量及效率

（1）磷酸原供能系统ATP供应总量最低，但能提供最大的ATP合成效率。

（2）有氧氧化虽然提供的ATP总量最多，但ATP合成效率最低。

（3）糖酵解系统介于磷酸原供能系统和有氧氧化功能系统之间。

9．能源物质的消化与吸收

（1）消化

消化是指事物中所含的营养物质在消化道内被分解为可吸收的小分子物质的过程。

①按形式可分为：

a．机械性消化

机械性消化是指通过消化道肌肉的舒缩运动，将食物磨碎，使之与消化液充分搅拌、混合，并将食物不断向消化道远端推送的过程。

b．化学性消化

化学性消化是指通过消化液中含有的各种消化酶的作用，将食物中的大分子物质（主要是糖、脂肪和蛋白质）分解为结构简单的、可被吸收的小分子物质的过程。

②按位置可分为：

a．口腔内消化

口腔的咀嚼运动可反射性的引起胃肠、胰、肝和胆囊等消化器官的活动，为食物的进一步消化做好准备。

第一，食物在口腔内被咀嚼、磨碎并与唾液混合，形成食团，而后被吞咽。

第二，口腔中的唾液腺分泌的唾液中含有唾液淀粉酶，将食物中的淀粉分解为麦芽糖。

b．胃内消化

胃运动使食物和胃液充分混合，有利于发挥化学性消化作用和食物的进一步粉碎，并将食糜由胃排入十二指肠。

第一，经胃液的化学性消化和胃运动的机械性作用，食团被研磨和分解，形成食糜，逐次少量地通过幽门被排入十二指肠。

第二，胃壁外分泌细胞分泌的黏液主要含碱性黏液、盐酸和胃蛋白酶原。盐酸可将无活性的胃蛋白酶原激活为胃蛋白酶，并为后者发挥分解蛋白质的作用提供合适的酸性环境。

c．小肠内消化

小肠的机械性消化协同胰液、胆汁和小肠液的化学性消化将肠内容物进一步被混合、搅拌，并进行吸收，最终将食糜推送入大肠形成粪便。

第一，胰液

胰液由胰腺分泌，是消化能力最强和最重要的消化液，具有中和胃酸、为消化酶提供最适宜pH环境。

第二，消化酶

消化酶主要有胰淀粉酶、胰脂肪酶、胰蛋白酶、糜蛋白酶、核苷酸酶和脱氧核苷酸酶等。

第三，胆汁

胆汁由肝细胞分泌，起消化作用的主要是胆盐，它对脂肪的消化和吸收具有重要意义。胆盐对脂溶性维生素的吸收也有促进作用。

第四，小肠液

小肠液具有润滑、中和胃酸和促进消化产物吸收的作用。小肠液中的肠致活酶对胰蛋白酶原具有激活作用，因而可促进蛋白质的消化。

（2）吸收

吸收是指食物经消化后形成的小分子物质，以及维生素、无机盐和水通过消化道黏膜上皮细胞等进入血液和淋巴的过程。

①吸收的部位

a．食物在口腔及食道内一般不被吸收。

b．胃仅吸收酒精和少量水分。

c．大肠主要吸收水分和盐类。

d．糖类、脂肪和蛋白质的消化产物大部分在十二指肠和小肠吸收。

②三大营养物质的吸收形式

a．糖类经消化分解后，以单糖形式被小肠吸收。

b．蛋白质经消化分解后，以氨基酸形式被小肠吸收。

c．脂肪经消化后，以甘油和脂肪酸的形式被小肠吸收。

③三大营养物质的吸收途径

a．糖及蛋白质的吸收途径主要通过血液。

b．脂肪的消化产物（脂肪酸、甘油酯及胆固醇等）与胆盐结合形成水溶性复合物，主要以淋巴途径为主吸收，然后再进入血液循环运送至全身各组织利用。

10．机体能量的利用

（1）机体能量的转化

机体能源来源于体内物质的分解氧化，其释放的能量除经ATP提供给组织细胞完成各种活动外，其余部分主要转化为热能。

（2）能量的最终去路

①细胞合成代谢中储存的化学能。

②肌肉收缩完成机械外功，转变为热能。

③体内能量的释放、转移、储存和利用。

11．基础代谢

（1）基础代谢

基础代谢是指人体在基础状态下的能量代谢。单位时间内的基础代谢称为基础代谢率。

（2）基础状态

基础状态是指室温在20℃～25℃、清晨、空腹、清醒而又极其安静的状态。该状态不受肌肉活动、环境温度、食物的特殊动力作用和精神紧张等因素影响，生理活动稳定，能量的消耗主要用于维持基本的生命活动，代谢率稳定。

（3）基础代谢率

基础代谢率是指每小时每平方米体表面积的产热量，通常以kcal／m2 h来表示。

（4）基础代谢率的测定条件

①清晨、空腹，餐后12h以上，前次进餐为素食，且不宜过饱，以排除食物特殊动力作用的影响。

②室温保持在20℃～25℃，排除环境温度的影响。

③测定前避免剧烈活动，体息30min左右。测定时平卧，全身肌肉放松，尽量排除肌肉活动的影响。

④要求受试者消除紧张、焦虑、恐惧等，排除精神紧张的影响。

⑤受试者体温正常。

（5）基础代谢率的影响因素

①性别

其他条件相同时，男性的基础代谢率平均比女性高。

②年龄

幼儿的基础代谢率比成人高，年龄越大，代谢率越低。

（6）基础代谢的测试与甲状腺功能

甲状腺功能的改变总是伴有基础代谢率异常变化。包括：

①甲状腺功能低下时，基础代谢率将比正常值低20％～40％。

②甲状腺功能亢进时的基础代谢率将比正常值高出25％～80％。

二、运动状态下的能量代谢

1．急性运动对能量代谢的影响

依不同的运动模式，各能量代谢系统的动用取决于运动强度和持续时间。包括：

（1）急性运动时的无氧代谢

①无氧代谢的非乳酸成分

无氧代谢的非乳酸成分是指在极性运动初期，能量来源于ATP、CP分解，不需要氧的参与，也不产生乳酸的代谢过程。

a．急性运动刚开始的能量主要来源于ATP、CP的分解。ATP酶催化ATP水解为ADP和Pi，并释放能量。同时，肌酸肌酶催化ADP与CP再合成ATP。

b．大强度运动开始后，瞬时运动使骨骼肌CP分解速率达到峰值，约在1.3s后出现下降，造成骨骼肌CP的迅速耗竭。因此，磷酸原供能系统提供的ATP有限，能量供应总量最低，仅能维持持续数秒钟的极大强度运动。

②无氧代谢的乳酸成分

无氧代谢的乳酸成分是指由糖酵解供能过程中，不需氧的参与，同时产生乳酸的代谢过程。

a．当运动维持足够的强度并继续持续时，呼吸和循环系统不能满足运动骨骼肌对氧的需求，糖酵解供能系统占据能量供应的主导地位。

b．糖酵解过程中，ATP的分解产物ADP接受糖原或葡萄糖不完全分解产生的高能磷酸键再合成ATP（底物水平磷酸化），同时产生大量乳酸。

c．乳酸水平增高，造成细胞pH显著下降，抑制糖酵解酶活性。因而糖酵解供能系统能够提供的能量总量也相对较低，机体将很快出现疲劳，不能维持长时间运动能量的需要。

d．源自糖酵解供能系统的再合成ATP速率约在运动后5s达到峰值，并维持数秒钟。但是大强度运动中糖酵解供能过程的速率可提高到安静状态的100倍。

e．糖酵解供能的功率输出比磷酸原供能系统低，但再合成ATP的总量较高，因此维持运动的时间延长。

（2）急性运动时的有氧代谢

①有氧代谢较磷酸原和糖酵解供能系统化学过程涉及相对更多的细胞反应部位，因而功率输出相对最低。

②低、中强度运动中，呼吸和循环系统的动员能够满足运动骨骼肌对氧气的需求，充足的代谢底物使有氧代谢相对无氧代谢能够提供更大的能量供应总量。因此，运动的时间大为延长。

③当运动强度小于无氧阈强度时，呼吸和循环的动员能够满足运动骨骼肌对氧的需求，有氧代谢开始占据主导供能地位，摄氧动力学曲线将呈平台分布，摄氧量最终稳定维持于某一水平；当运动强度大于无氧阈强度时，摄氧动力学曲线多出现持续几分钟的慢成分，直至最大摄氧量平台出现；而在极大强度运动时，摄氧动力学曲线将不出现平台，而是持续增高，直至运动疲劳，依运动强度而定，摄氧量水平达到或不能达到最大摄氧量。

（3）急性运动中能量代谢的整合特点

①大强度运动中各能量代谢系统对能量供应的参与并非以顺序出现，而是相互整合、协调，共同满足体力活动的基本器官肌肉对能量的需求。

②一般来讲，依运动模式、运动持续时间和强度不同，3种供能系统都参与能量供应，只不过各自在总体能量供应中所占的比例不同。

2．慢性运动对能量代谢的影响

（1）慢性运动可上调其主要能量代谢供能系统的酶活性，使急性运动对神经、激素的调节更加敏感，内环境变化时各器官系统的功能更加协调，同时加速能源物质以及各代谢调节系统的恢复，促进疲劳的消除。

（2）慢性运动对能量代谢的影响还可以用运动或能量节省化反映。当机体在同等负荷运动下能够达到更大的功率输出或更高的摄氧量水平，表明机体的运动节省化程度提高。

3．不同体力活动项目的能量代谢特点

（1）对田径项目而言，一般随运动距离延长，有氧代谢供能在总体能量供应中的比率逐渐增多，能量消耗的总量也增多。

（2）对于篮球、足球等球类项目，低、中强度以及大强度爆发性体力活动在比赛中均有存在。

4．与运动相关的能量代谢检测与评价

（1）与运动相关的能量代谢的检测

①用不同时间最大运动时的血乳酸增值和最大摄氧量分别反映机体的无氧和有氧代谢能力。

②由于ATP-CP供能系统主要参与6～8s极大强度运动时的供能，所以可以在特定运动阻力下要求受试者进行最大运动（如15s），通过单位时间内完成总功与血乳酸增值的比值来反映ATP-CP系统能力。

（2）运动相关的能量代谢的评价

①Wingate实验

经典的糖酵解供能系统评价是Wingate实验：受试者在特定运动阻力下30～90s内以最大能力持续运动，测定受试者做功的功量和血乳酸增值。最大功量和血乳酸增值越大说明无氧酵解能力越强。

②最大摄氧量

最大摄氧量是公认的反映有氧运动能力的指标。受试者在进行递增负荷运动时测定其达到的摄氧量稳态。一般认为，最大摄氧量越大，有氧能力越强。

1.2　课后习题详解

一、概念题

1．能量代谢

答：能量代谢是指伴随物质代谢发生的能量释放、转移和利用等过程，它是以ATP为中心进行的。在物质代谢过程中，物质的变化与能量的代谢是紧密联系着的。

2．生物能量学

答：生物能量学是研究与生命现象相伴的活体内能量的进出和转换的生物物理学的一个分支学科。从生物化学的角度，正进行着与活体能量转换有关的生物膜、肌肉（收缩性蛋白质）和酶合成的本质的探究，以及以ATP为中心的活体的能量流通机理的研究。

3．磷酸原供能系统

答：磷酸原供能系统是指ATP、ADP和磷酸肌酸（CP）组成的系统，由于它们都属高能磷酸化合物，故称为磷酸原系统（ATP-CP系统）。磷酸原系统在代谢过程中不需要氧的参与，能瞬时供应能量。

4．糖酵解供能系统

答：糖酵解供能系统是指糖在相对缺氧的条件下（不完全氧化）合成ATP并产生乳酸的过程。在三大营养物质中，只有糖能够直接在相对缺氧的条件下（不完全氧化）合成ATP。

5．有氧氧化供能系统

答：有氧氧化供能系统是指糖、脂肪和蛋白质在细胞内（主要是线粒体内）彻底氧化成H2O和CO2的过程中，再合成ATP的能量系统。细胞在生命活动中首先以糖类作为有氧氧化的燃料，机体糖供应相对不足时再消耗脂肪，仅在糖及脂肪均相对不足时蛋白质才作为有氧氧化的底物。

6．基础代谢率

答：基础代谢率是指人体在清醒而又极端安静的状态下，不受肌肉活动、环境温度、食物及精神紧张等影响时的能量代谢率。基础代谢率以每小时每平方米体表面积的产热量为单位，通常以kj／（m2·h）来表示。

7．能量代谢的整合

答：能量代谢是指伴随物质代谢发生的能量释放、转移和利用等过程，它是以ATP为中心进行的。在物质代谢过程中，物质的变化与能量的代谢是紧密联系着的。大强度运动中各能量代谢系统对能量供应的参与并非以顺序出现，而是相互整合、协调，共同满足体力活动的基本器官肌肉对能量的需求。

8．最大摄氧量

答：最大摄氧量是指人体在进行有大量肌肉群参加的长时间剧烈运动中，当心肺功能和肌肉利用氧的能力达到本人极限水平时，单位时间所能摄取的最大氧量，又称最大吸氧量、最大耗氧量。它反映了机体吸入氧、运输氧和利用氧的能力，是评定人体有氧工作能力的重要指标之一。

9．运动节省化

答：当机体在同等负荷运动下能够达到更大的功率输出或更高的摄氧量水平，表明运动节省化程度提高。运动节省化较最大摄氧量具有更高的可训练性，特别是对于优秀运动员，长期的运动训练可使其最大摄氧量处于稳定状态，此时其有氧运动能力的提高有赖于运动节省化水平的改善。

二、简答题

1．简述能量的来源与去路。

答：（1）能量的来源

①糖类

a．人体食物中糖类的消化产物多以单糖葡萄糖的形式被吸收。

b．1g糖在体内完全氧化可释放约4kcal的热量，机体所需能量的50％～70％来自糖。

c．葡萄糖在正常情况下被合成为多糖，以糖原的形式储存或被合成脂肪。

d．肌糖原是骨骼肌中的储备能源，满足骨骼肌在紧急情况下的需要；肝糖原贮量不大，参与对血糖水平的维持。

e．供氧充足时，糖通过有氧氧化完全分解为二氧化碳和水，释放大量的能量；供氧不足时，葡萄糖经无氧酵解释放的能量比有氧氧化少，但其供能速率明显提高。

②脂肪

a．脂肪又称三脂肪酸甘油酯或甘油三酯，是细胞能量的主要存储形式，由3分子脂肪酸和1分子甘油组成。

b．脂肪和类脂总称为脂类；类脂包括类固醇及其酯、磷脂和糖酯等，是细胞的膜结构重要成分。

c．1g脂肪在体内完全燃烧（氧化）可释放的热量为糖的2倍多，约9.5kcal。

③蛋白质

a．蛋白质主要由氨基酸组成；氨基酸来源于食物和组织、细胞内蛋白质分解。

b．蛋白质在体内完全氧化大约释放4.3kcal的热量，成人每天约有18％的能量来自蛋白质，蛋白质的供能作用是蛋白质的次要功能，可由糖及脂肪代替。

（2）能量的去路

①细胞合成代谢中储存的化学能。

②肌肉收缩完成机械外功，转变为热能。

③体内能量的释放、转移、储存和利用。

2．能量代谢对急性运动的反应是什么？

答：急性运动对能量代谢的影响主要包括以下几个方面：

（1）急性运动时的无氧代谢

①无氧代谢的非乳酸成分