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生物知识---人体运动时的物质分析
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人体运动时的物质
糖
化学组成
化学元素 C,H,O
化学式Cₙ(H₂O)ₙ 俗称碳水化合物
分类
单糖：不能水解的小分子糖(3～7个C) 如 葡萄糖
寡糖：又称低聚糖，由2～20个单糖分子脱水缩合后形成的低聚糖化合物 如双糖（蔗糖，乳糖，麦芽糖）
多糖：由多个单糖分子脱水缩合形成的高分子化合物（无甜味，不能溶于水）如 植物多糖（淀粉和纤维素）和动物多糖（糖原）
人体内糖的分布和储量
血糖：它的产生和利用相对稳定水平。胰岛是体内调节血糖浓度的主要器官。血糖水平：8.89～10.00mmol/L
肌糖原：骨骼肌中肌糖原含量约100湿肌1～1.5g等（不同肌肉中肌糖原也不同）
运动时的生物化学功能
糖可在不同运动状态下分解供能
糖具有调节脂肪代谢和抗酮体生成的作用
糖类物质参与对脂代谢的调节
糖能加快恢复期物质和体力的恢复过程
糖是中枢神经系统的主要能源物质
脂类
化学元素：C，H，O，N，P
甘油三酯：作为能源物质存在于脂肪组织（可变脂）
类脂：是构成人体细胞膜的基本成分（必须脂，基本脂）
磷脂：含有磷酸的脂类，生物膜的主要成分。有保持细胞结构完整性的作用
糖脂：由脂肪酸、糖、含氮醇结合而成，存在于神经组织中细胞膜的成分，构成血型物质
固醇类及其脂：动物组织细胞不可缺少的重要物质，参与形成细胞膜，合成胆汁酸、维生素D、淄体激素的原料
脂的分布与贮量
脂类中的类脂存在于一切细胞的生物膜，而人体内的脂肪主要存于皮下组织和内脏周围组织的脂肪组织中
血脂的来源
外源性：从食物摄取的脂类经消化吸收入血液
内源性，肝和脂肪细胞以及其他组织合成后后释放血
运动时脂的生物学功能
脂肪储存并提供能量
类脂是细胞的重要结构成分
脂肪是脂溶性维生素的溶剂
脂肪具有防震和隔热保温作用
脂肪氧化功能具有降低蛋白质和糖消耗的作用
脂肪组织分泌细胞因子
蛋白质
定义
是一类重要的生物大分子，是生命的物质基础
人体的生长，发育，运动，繁殖，遗传等，一切生命活动过程都离不开蛋白质
蛋白质的化学组成
元素组成：
C:50%~60%
H:6%~8%
O:19%~24%
N:13%~19%（不同生物来源的不同蛋白质其含氮量非常接近，平均约为16%，即每一克氮就相当于6.25g的蛋白质，故常用组织的含氮量来判定组织的蛋白质含量 样品中蛋白质含量=样品含氮量*6.25）
虽然蛋白质的分子很大，结构复杂，但所有的蛋白质都是由20种基本氨基酸组成的，只是在不同的蛋白质中，这20种氨基酸的排列组合不同（氨基酸是指含有氨基的羧酸，氨基酸的不同主要是因为侧链的不同）
蛋白质的分子结构特点
一级结构
氨基酸的排列顺序
蛋白质的基本结构
蛋白质生物学活性结构特点的基础
二级结构
多肽链本身有规则的绕曲折叠形成的重复性结构
三级结构
蛋白质多肽链借助各级键相互作用折叠盘曲形成球状或椭圆状
四级结构
两条以上三级结构的多肽链通过非共价键缔合形成蛋白质的四级结构
每个球状蛋白质称为亚基或亚单位
结构与功能的关系：
人体内蛋白质的分布与贮量
组成人体的蛋白质约占人体体重的18.3%
成人体内每天共计有600g蛋白质被分解再合成，其中肌肉蛋白质占450g
肌肉蛋白质
肌纤维蛋白更新一半的时间是7.2天，其他肌蛋白更新一半的时间为2.8天
运动是蛋白质的生物学功能
蛋白质的细胞的基本结构物质
占细胞干重的80%以上
构成细胞膜和细胞内物质
维持组织修复和新生的原料
蛋白质具有调节机体的生理功能
蛋白质在调节体液酸碱平衡中起着重要作用，保持体内环境的相对稳定
调节生理功能激素是由很多不同的氨基酸和蛋白质所组成的化合物
蛋白质也可以作为机体的能源物质
核酸及其化合物
核酸的化学组成
主要元素
C、H、O 、N、P
特点
天然核酸不含硫（S）
核酸中磷的含量较多、相对恒定平均为9%~10%
核糖核酸（RNA)
脱氧核糖核酸（DNA）
都由很多单个的核苷酸聚合而成
进一步水解成
核苷
碱基
嘌呤衍生物
鸟嘌呤
腺嘌呤
嘧啶衍生物
尿嘧啶（RNA)
胞嘧啶
胸腺嘧啶(DNA)
戊糖
核糖
脱氧核糖
磷酸
子主题
核酸的结构
DNA
DNA的一级结构
核苷酸按照一定的排列顺序通过磷酸二脂键连接形成的多核苷酸
DNA的二级结构
两条多核苷酸链反相平行、缠绕所生成的结构
双螺旋
DNA的三级结构
DNA分子在双螺旋的基础上进一步绕同一中心轴扭转
超螺旋
DNA的四级结构
DNA与蛋白质形成核蛋白复合物
RNA
RNA的二级结构
发夹结构 进一步折叠形成三级结构
RNA的三级结构
RNA有三级结构分子才能有活性
RNA的四级结构
RNA与蛋白质形成核蛋白复合物
基因的表达
基因
产生一个蛋白质/功能RNA所需的全部核苷酸序列
概念
产生一个蛋白质/功能RNA的过程
蛋白质合成的第一步
RNA聚合酶催化下，以DNA为模板合成信使RNA（mRNA）【转录】
转录模板的链称模板链
不作为转录模板的链称编码链
互补
初始转录产物：外显子、内含子
去除内含子连接外显子
RNA剪接
蛋白质合成的第二步
信使RNA作为模板，转移RNA(tRNA）负责与特定氨基酸结合，将它们运送到核糖体上，组装成蛋白质多肽链 【翻译】
基因的多态性与运动能力
基因的多态性
复制过程中DNA会出现突变
基因突变可能造成所编码蛋白功能变化
在种族延续的概率>1%就称之为基因多态性
运动能力
由控制人体运动方面各个性状的基因决定的
耐力素质——ACE基因(血管紧张素转移酶基因)
核酸的生物学功能
核酸是细胞结构的重要成分
核酸只存在于细胞内
病毒组成成分：蛋白质、核酸
核酸是特殊的遗传物质
有储存、复制、传递遗传信息的功能
指挥体内蛋白质的生物合成
部分核酸还具有特殊生理功能（三磷酸腺苷【ATP】是机体唯一的直接能源物质）
水和无机盐
水
重要性
人体各种细胞和体液的重要组成部分
生命体各种化学反应的介质
氧气和各种营养素的运输媒介
将新陈代谢和各种有毒有害物质排出体外
水平衡
摄入
1200—1500ml/天饮水
1000ml食物摄入
300ml氧化代谢
排出
500-1500ml尿液
350ml呼吸道粘膜蒸发
500ml皮肤蒸发和发汗
150ml粪便排水
运动中水的生物学功能
人体各种细胞和体液的重要组成部分，成人体内细胞水分约占体重的65%，血液中含水量占80%以上
水是生物化学反应进行的场所并参与人体物质代谢
良好的溶剂，能使物质溶解，加速化学反应
有利于营养物质的消化吸收、运输和代谢废物的排出
调节体温
润滑作用
对器官、关节、肌肉、组织起到缓冲、润滑和保护作用
关节液对关节活动起润滑作用
食管、肠道保持湿润有助于食物的吞咽，残渣排出
无机盐
分布
体液
维持人体内环境的渗透平衡和酸碱平衡
组织
Ga、I(牙齿、骨骼）、Fe(血细胞）、I(甲状腺）、Ba(脂肪组织)
细胞
细胞内液的离子分布和细胞外液的离子分布截然不同
组成
构成骨骼的重要无机成分之一
20种必须的无机盐
常量元素
微量元素
运动时无机盐的生物学功能
构成机体组织的重要材料
维持机体的渗透平衡和体液的酸碱平衡、细胞内外水分的转移，物质交换和内环境的稳定
维持神经肌肉的兴奋性，参与神经活动和肌肉收缩的过程，参与体内某些酶和激素的组成
某些无机盐作为酶的辅基，激素、维生素、蛋白质、核酸的组成成分，多种酶系统的激活剂
