1、第二章第二章 糖質代謝與運動糖質代謝與運動掌握糖的概念，葡萄糖的化學結構、人體內掌握糖的概念，葡萄糖的化學結構、人體內 糖的存在形式與儲量、糖代謝不同化學途徑與糖的存在形式與儲量、糖代謝不同化學途徑與ATP和成的關系、糖代謝及其產物對人體運動能力的和成的關系、糖代謝及其產物對人體運動能力的影響；影響；2.了解糖的組成、成分和運動時的生物學功能；了解糖的組成、成分和運動時的生物學功能；3.熟悉糖酵解、糖的有氧氧化、糖原和成和糖異生熟悉糖酵解、糖的有氧氧化、糖原和成和糖異生 作用的基本代謝過程及其在運動中的意義；作用的基本代謝過程及其在運動中的意義；4.理解運動訓練和體育鍛煉中糖代謝產生的適應性理

2、解運動訓練和體育鍛煉中糖代謝產生的適應性變化。變化。教學目標糖類作物第一節第一節 糖質概述糖質概述葡萄糖水果中富含果糖纖維素一、糖質的概念和化學組成糖質的概念糖質的概念 糖質是一類多羥基醛或多羥糖質是一類多羥基醛或多羥基酮，或通過水解可以產生多基酮，或通過水解可以產生多羥基醛或酮的物質羥基醛或酮的物質一些糖質的化學構成一些糖質的化學構成二、糖的分類二、糖的分類 單糖單糖單糖是最簡單的糖，只含一個多羥基醛或單糖是最簡單的糖，只含一個多羥基醛或多羥基酮單位。多羥基酮單位。葡萄糖的開鏈結構和構型葡萄糖的開鏈結構和構型葡萄糖的環狀結構葡萄糖的環狀結構寡糖寡糖 寡糖又稱低聚糖，是寡糖又稱低聚糖，是由幾個

3、由幾個(一般為一般為210個個)糖單位通過糖苷鍵連接糖單位通過糖苷鍵連接形成的短鏈聚合物。形成的短鏈聚合物。多糖多糖 多糖由多糖由1010個以上糖單位組成，某些則個以上糖單位組成，某些則含成百上千個糖單位。含成百上千個糖單位。糖原糖原glycogenglycogen三、糖的生物學功能1 1）氧化供能）氧化供能（主要功能）（主要功能）2 2）其他物質的原料其他物質的原料3) 3) 組成人體組織結構的重要成分組成人體組織結構的重要成分4) 4) 參與組成特殊功能的糖蛋白參與組成特殊功能的糖蛋白 5) 5) 形成許多重要的生物活性物質形成許多重要的生物活性物質（一）人體內糖的存在形式與儲量（一）人體

4、內糖的存在形式與儲量 （1 1）血糖）血糖 血液中的葡萄糖又稱血糖，正常人空腹濃度為80-120mg%。血糖是包括大腦在內的中樞神經系統的主要能源。運動員安靜狀態下的血糖濃度與常人無異。 血糖濃度是人體糖的分解及合成代謝保持動態平衡的標志。饑餓及長時間運動時，血糖水平下降，運動員會出現工作能力下降及疲勞的征象。肝糖原可以迅速分解入血以補充血糖，維持血糖的動態平衡。 (2)糖原 人體各種組織中大多含有糖原，但其含量的差異很大。例如，腦組織中糖原含量甚少，而肝臟和肌肉中以糖原方式貯存的糖類約有350-400克，運動員糖原儲量可達400-550克。 肌糖原既是高強度無氧運動時機體的重要能源，又是大強

5、度有氧運動時的主要能源。許多研究表明，糖原貯量(特別是肌糖原)的增多，有助于耐力性運動成績的提高。 （二）運動時糖的生物學功能（二）運動時糖的生物學功能1）提供機體所需能量2) 對脂肪代謝具有調節作用3）具有解約蛋白質的作用4）具有促進運動性疲勞恢復的作用第二節第二節 糖的分解代謝糖的分解代謝一、糖酵解一、糖酵解(glycolysis)(glycolysis)二、糖的有氧氧化二、糖的有氧氧化(aerobic oxidation)(aerobic oxidation)三、磷酸戊糖途徑（三、磷酸戊糖途徑（pentose phosphate pathway)pentose phosphate pat

6、hway)一、糖的無氧酵解一、糖的無氧酵解(glycolysis) 概念：概念：無氧，葡萄糖（糖原）無氧，葡萄糖（糖原）乳酸乳酸 (lactate)(lactate) 反應部位反應部位：細胞液細胞液(cytoplasm)(cytoplasm) 過程：過程：葡萄糖葡萄糖二磷酸果糖二磷酸果糖磷酸丙糖磷酸丙糖2丙酮酸丙酮酸22H2乳酸乳酸2（一）糖酵解過程的（一）糖酵解過程的4個階段個階段1 1、葡萄糖、葡萄糖 果糖果糖-1-1，6-6-二磷酸二磷酸2 2、果糖、果糖-1-1，6-6-二磷酸二磷酸 2 2分子磷酸丙糖分子磷酸丙糖3 3、甘油醛、甘油醛-3-3-磷酸磷酸 丙酮酸丙酮酸4 4、丙酮酸、丙

7、酮酸 乳酸乳酸1.1.葡萄糖葡萄糖 果糖果糖-1-1，6-6-二磷酸二磷酸(glucose)(fructose-1，6-bisphosphate)反應不可逆反應不可逆己糖激酶己糖激酶葡萄糖激酶（肝）葡萄糖激酶（肝）反應不可逆反應不可逆果糖磷酸激酶果糖磷酸激酶-12.2.果糖果糖-1-1，6-6-二磷酸二磷酸 2 2分子磷酸丙糖分子磷酸丙糖fructose- 1,6- bisphosphatetriose phosphate3.3.甘油醛甘油醛 -3-3-磷酸磷酸 丙酮酸丙酮酸glyceraldehydes3-phosphatepyruvate糖酵解過程中惟一的脫氫反應糖酵解過程中惟一的脫氫反應

8、 底物水平磷酸化生成底物水平磷酸化生成 ATPATP（substrate level phosphorylation)substrate level phosphorylation)底物水平磷酸化產生底物水平磷酸化產生 ATPATP丙酮酸激酶丙酮酸激酶反應不可逆反應不可逆4. 乳酸的生成乳酸的生成丙酮酸在無氧條件下還原為乳酸，丙酮酸在無氧條件下還原為乳酸，有氧則進入線粒體氧化。有氧則進入線粒體氧化。 來自甘油醛來自甘油醛-3-磷酸脫氫磷酸脫氫 果糖果糖-1，6-二磷酸二磷酸糖酵解小結糖酵解小結反應部位在胞液反應部位在胞液不需氧的產能過程（底物水平磷酸化）不需氧的產能過程（底物水平磷酸化） 1G

9、2ATP1G2ATP，GnGn（G G）3ATP3ATP3. 3. 終產物乳酸：釋放入血，進入肝臟代謝終產物乳酸：釋放入血，進入肝臟代謝 分解利用分解利用 乳酸循環乳酸循環4. 有有3步不可逆反應：步不可逆反應： G G-6-P F-6-P F-1,6-BP PEP 丙酮酸丙酮酸ATP ADPATP ADPADP ATP己糖激酶己糖激酶磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1丙酮酸激酶丙酮酸激酶糖酵解小結糖酵解小結糖酵解的調節糖酵解的調節關鍵酶關鍵酶 己糖激酶己糖激酶 果糖磷酸激酶果糖磷酸激酶-1-1 ( (最重要最重要) ) 丙酮酸激酶丙酮酸激酶 調節代謝途徑中調節代謝途徑中關鍵酶關鍵酶的活性而影響代謝

10、速度的活性而影響代謝速度果糖磷酸激酶果糖磷酸激酶-1AMPADP果糖果糖-2,6-二磷酸二磷酸果糖果糖-1,6-二磷酸二磷酸ATP（高濃度）（高濃度）檸檬酸檸檬酸長鏈脂肪酸長鏈脂肪酸激活激活 抑制抑制己糖激酶己糖激酶G-6-P長鏈脂酰長鏈脂酰CoA抑制抑制丙酮酸激酶丙酮酸激酶果糖果糖-1,6-二磷酸二磷酸激活激活ATP丙氨酸丙氨酸抑制抑制ATP的生成數量的生成數量反應反應 ATPG G-6-PF-6-P F-1,6-BP甘油酸甘油酸-1,3-二磷酸二磷酸 丙酮酸丙酮酸烯醇丙酮酸磷酸烯醇丙酮酸磷酸丙酮酸丙酮酸1分子葡萄糖凈生成分子葡萄糖凈生成ATP數數-1-1+12+12+2（二）糖酵解生理意義

11、（二）糖酵解生理意義 是機體相對缺氧時補充能量的一種有效方式是機體相對缺氧時補充能量的一種有效方式 某些組織在有氧時也通過糖酵解供能：某些組織在有氧時也通過糖酵解供能：二、糖的有氧氧化二、糖的有氧氧化 概念：概念：有氧，葡萄糖（糖原）有氧，葡萄糖（糖原） CO CO2 2 + H + H2 2O + ATPO + ATP 反應部位：反應部位：細胞液、線粒體細胞液、線粒體cytoplasmmitochondria有氧氧化的概況有氧氧化的概況 第一階段：第一階段：葡萄糖葡萄糖 丙酮酸丙酮酸（胞液）（胞液） 第二階段：第二階段：丙酮酸丙酮酸 乙酰乙酰CoA CoA （線粒體）（線粒體） 第三階段：第

12、三階段：乙酰乙酰CoA COCoA CO2 2 + H + H2 2O + ATPO + ATP （三羧酸循環）（線粒體）（三羧酸循環）（線粒體）（一）有氧氧化的反應過程（一）有氧氧化的反應過程Glc2CH3COCOOH2NADH + 2H+呼吸鏈呼吸鏈(respiratory chain)H2O + 2 3ATP（ 2 2ATP）1. 1. 葡萄糖氧化分解為丙酮酸葡萄糖氧化分解為丙酮酸同糖酵解途徑，反應在細胞液進行同糖酵解途徑，反應在細胞液進行2.2.丙酮酸氧化脫羧生成乙酰丙酮酸氧化脫羧生成乙酰CoACoA反應不可逆反應不可逆丙酮酸脫氫酶丙酮酸脫氫酶二氫硫辛酸乙酰轉移酶二氫硫辛酸乙酰轉移酶二

13、氫硫辛酸脫氫酶二氫硫辛酸脫氫酶TPPTPP（Vit BVit B1 1）HSCoAHSCoA（泛酸）（泛酸）硫辛酸硫辛酸FADFAD（Vit BVit B2 2 ）NADNAD+ + （Vit PPVit PP）酶酶輔酶（維生素）輔酶（維生素）丙酮酸脫氫酶系的組成丙酮酸脫氫酶系的組成丙酮酸氧化脫羧反應過程丙酮酸氧化脫羧反應過程三羧酸循環三羧酸循環(Tricarboxylic acid Cycle, TAC)(Tricarboxylic acid Cycle, TAC) 指乙酰指乙酰CoACoA和草酰乙酸縮合生成含三個羧基的檸檬酸，和草酰乙酸縮合生成含三個羧基的檸檬酸，反復進行脫氫脫羧，又生成草

14、酰乙酸的重復循環反反復進行脫氫脫羧，又生成草酰乙酸的重復循環反應的過程。應的過程。檸檬酸循環檸檬酸循環Krebs循環循環所有的反應均在所有的反應均在線粒體線粒體中進行中進行 TACTACCH3COSCOA （C2）草酰乙酸草酰乙酸 （C4）檸檬酸檸檬酸（C6）-酮戊二酸酮戊二酸 （C5）HSCoA（1）反應過程）反應過程:反應不可逆反應不可逆 反應不可逆反應不可逆反應不可逆反應不可逆底物水平磷酸化生成底物水平磷酸化生成ATP三羧酸循環的總反應式：三羧酸循環的總反應式： H2O + ATP電子傳遞鏈電子傳遞鏈（二）葡萄糖有氧氧化生成的（二）葡萄糖有氧氧化生成的ATPATP 葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄

15、糖- - -磷酸磷酸 -1-1 第一階段：葡萄糖第一階段：葡萄糖丙酮酸丙酮酸果糖果糖- - -磷酸磷酸果糖果糖-1,6-1,6-二磷酸二磷酸 -1-1 2甘油醛甘油醛-3-磷酸磷酸2 甘油酸甘油酸-1,3-二磷酸二磷酸 NAD+ 2 3或或2 22 甘油酸甘油酸-1,3-二磷酸二磷酸2 甘油酸甘油酸-3-磷酸磷酸 2 12 烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸2 丙酮酸丙酮酸 2 1輔酶輔酶 ATP6或或8ATP第二階段：第二階段：2 2丙酮酸丙酮酸 2 2乙酰乙酰CoA CoA NADNAD+ + 2 2 3 3輔酶輔酶 ATP6 ATP（二）葡萄糖有氧氧化生成的（二）葡萄糖有氧氧化生成的ATP

16、ATP 第三階段：三羧酸循環第三階段：三羧酸循環2 2異檸檬酸異檸檬酸22 -酮戊二酸酮戊二酸 NADNAD+ + 2 2 3 32 2 -酮戊二酸酮戊二酸 22琥珀酰琥珀酰CoA CoA NADNAD+ + 2 2 3 32 2琥珀酰琥珀酰CoA 2CoA 2琥珀酸琥珀酸 2 2 1 12 2琥珀酸琥珀酸22延胡索酸延胡索酸 FADFAD 2 2 2 22 2蘋果酸蘋果酸22草酰乙酸草酰乙酸 NADNAD+ + 2 2 3 3輔酶輔酶 ATP24ATP（二）葡萄糖有氧氧化生成的（二）葡萄糖有氧氧化生成的ATPATP 總總ATP數：數：第一階段第一階段6或或8第二階段第二階段6 36 或或 3

17、8ATP第三階段第三階段24葡萄糖有氧氧化生成的葡萄糖有氧氧化生成的ATP（三）（三） 有氧氧化的生理意義有氧氧化的生理意義 有氧氧化有氧氧化是機體獲得能量的主要方式是機體獲得能量的主要方式 三羧酸循環三羧酸循環是體是體內糖、脂肪和蛋白質三大營養內糖、脂肪和蛋白質三大營養物質分解代謝的最終代謝通路；物質分解代謝的最終代謝通路；是三大物質代謝聯是三大物質代謝聯系的樞紐系的樞紐糖原糖原 脂肪脂肪 蛋白質蛋白質葡萄糖葡萄糖 脂肪酸脂肪酸 氨基酸氨基酸 甘油甘油乙酰輔酶乙酰輔酶ATCA2H1/2O2ADPPiATPH2O營養物質氧化分解的共同通路營養物質氧化分解的共同通路磷酸戊糖途徑磷酸戊糖途徑第一階

18、段第一階段第二階段第二階段6第三節第三節 糖原合成和糖異生作用糖原合成和糖異生作用一、糖原的合成一、糖原的合成概念：由葡萄糖、果糖或半乳糖等單糖在體內合成糖概念：由葡萄糖、果糖或半乳糖等單糖在體內合成糖原的過程稱為糖原合成。原的過程稱為糖原合成。肌肉：肌肉：肌糖原，肌糖原，180 180 300g300g，主要供肌肉收縮所，主要供肌肉收縮所肝臟：肝臟：肝糖原，肝糖原，70 70 100g100g，維持血糖水平，維持血糖水平 Gn G G-6-P G-1-P UDPG Gn+1 關鍵酶：關鍵酶： 糖原合酶糖原合酶 葡萄糖的供體：葡萄糖的供體： UDPG ， 需小分子糖原作引物需小分子糖原作引物消

19、耗的能量：消耗的能量： 2分子分子ATP基本代謝過程基本代謝過程糖原和成在運動中的意義糖原和成在運動中的意義1）運動補糖的生化基礎2）運動后糖原合成增加的機制* * 部位部位* * 原料原料* * 概念概念 主要在肝、腎細胞的胞漿及線粒體主要在肝、腎細胞的胞漿及線粒體 主要有乳酸、甘油、生糖氨基酸等主要有乳酸、甘油、生糖氨基酸等從非糖化合物轉變為葡萄糖或糖原的過程從非糖化合物轉變為葡萄糖或糖原的過程 （二）（二） 糖糖 異異 生生 Gluconeogenesis 一、糖異生的基本過程一、糖異生的基本過程1.1.丙酮酸轉變成磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸轉變成磷酸烯醇式丙酮酸(PEP) (PEP) -丙

20、酮酸羧化支路丙酮酸羧化支路2.果糖果糖 -1,6-二磷酸轉變為果糖二磷酸轉變為果糖-6-磷酸磷酸3.葡糖葡糖-6-磷酸水解為葡萄糖磷酸水解為葡萄糖葡萄糖葡萄糖 葡萄糖葡萄糖-6-磷酸磷酸 葡萄糖葡萄糖-1-磷酸磷酸 糖原糖原果糖果糖-6-磷酸磷酸果糖果糖-1，6-二磷酸二磷酸甘油醛甘油醛-3-磷酸磷酸磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮甘油甘油-3-磷酸磷酸甘油甘油甘油酸甘油酸-1，3-二磷酸二磷酸甘油酸甘油酸-3-磷酸磷酸甘油酸甘油酸-2-磷酸磷酸磷酸烯醇式磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸草酰草酰乙酸乙酸蘋果酸蘋果酸丙酮酸丙酮酸乳酸乳酸丙酮酸丙酮酸草酰乙酸草酰乙酸蘋果酸蘋果酸磷酸烯醇式磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸線粒體

21、線粒體甘油和乳酸的糖異生途徑甘油和乳酸的糖異生途徑（二）糖異生的生理意義（二）糖異生的生理意義1 1、保證饑餓情況下血糖濃度的相對恒定、保證饑餓情況下血糖濃度的相對恒定2 2、糖異生作用有利于乳酸的回收利用、糖異生作用有利于乳酸的回收利用3 3、協助氨基酸的分解代謝、協助氨基酸的分解代謝4 4、有助于維持酸堿平衡、有助于維持酸堿平衡第四節第四節 糖代謝對人體運動能力糖代謝對人體運動能力 的影響的影響一、糖原與運動能力一、糖原與運動能力（一）肌糖元（一）肌糖元1 1、肌糖原與無氧代謝運動能力：肌糖原儲量過低，可抑制、肌糖原與無氧代謝運動能力：肌糖原儲量過低，可抑制 乳酸的生成，乳酸的生成， 從而

22、降低無氧代謝能力。從而降低無氧代謝能力。2 2、肌糖原與有氧代謝能力：在長時間、大強度運動中、肌糖原與有氧代謝能力：在長時間、大強度運動中 （45-20045-200分鐘），運動前肌糖原儲量決定了運動員達到運動分鐘），運動前肌糖原儲量決定了運動員達到運動 力竭的時間；肌糖原儲量與人體的有氧運動能力密切相關，力竭的時間；肌糖原儲量與人體的有氧運動能力密切相關， 在長時間運動的最后階段，肌糖原水平的高低可能是決定勝負在長時間運動的最后階段，肌糖原水平的高低可能是決定勝負 的關鍵因素。的關鍵因素。（二）肝糖元1 1、運動時肝葡萄糖的生成、運動時肝葡萄糖的生成（1 1）肝糖原的分解）肝糖原的分解（2

23、2）糖異生作用）糖異生作用2 2、運動時肝葡萄糖的釋放：運動時肝葡萄、運動時肝葡萄糖的釋放：運動時肝葡萄糖釋放速率是隨運動強度增大而加快的。糖釋放速率是隨運動強度增大而加快的。二、血糖與運動能力二、血糖與運動能力血糖血糖3.893.896.11mmol/L6.11mmol/L食物食物肝糖原肝糖原糖異生糖異生H H2 2O O、COCO2 2、能能糖原糖原脂肪、脂肪、氨基酸、氨基酸、核糖等核糖等隨尿排出隨尿排出8.89mmol/L8.89mmol/L消化吸收消化吸收分解分解非糖物質非糖物質合成合成氧化氧化轉變轉變血糖的來源和去路血糖的來源和去路（一）運動時血糖的變化：進行進行1-2min的短時間

24、大強度運動，骨骼肌主要依賴肌糖原的短時間大強度運動，骨骼肌主要依賴肌糖原 酵解供能，由于運動時間短，血糖濃度變化不大。酵解供能，由于運動時間短，血糖濃度變化不大。進行進行4-10min的全力運動時，骨骼肌依賴糖的有氧和無氧代的全力運動時，骨骼肌依賴糖的有氧和無氧代 謝供能，攝取血糖速率增加。但是由于肝臟輸出葡萄糖的速率謝供能，攝取血糖速率增加。但是由于肝臟輸出葡萄糖的速率 也增加，因此，血糖濃度明顯上升。也增加，因此，血糖濃度明顯上升。進行進行5-30min的全力運動時，骨骼肌依賴糖的有氧氧化供能，的全力運動時，骨骼肌依賴糖的有氧氧化供能， 消耗血糖的速率超過肝臟釋放葡萄糖的速率，血糖濃度開始回落消耗血糖的速率超過肝臟釋放葡萄糖的速率，血糖濃度開始回落 但仍高于安靜水平。但仍高于安靜水平。4. 進行進行1-2小時長時間運動之疲勞時，肌糖原大量排空，骨骼肌利小時長時間運動之疲勞時，肌糖原大量排空，骨骼肌利 用血糖速率顯著增加，肝糖原也大量排空，血糖水平即使處在正用血糖速率顯著增加，肝糖原也大量排空，血糖水平即使處在正 常范圍，也屬于低限區。常范圍，也屬于低限區。5. 進行進行2-3小時長時間運動之疲勞時，如果沒有外源性葡萄糖補充小時長時間運動之疲勞時，如果沒有外源性葡萄糖補充 ，會出現低血糖。，會出現低血糖。（二）血糖的調節（二）血糖的調節 組織器官調節組織器官調節 神經