人體運動時，能量消耗明顯增加，增加的情況決定於運動強度和持續的時間。人體活動的直接能源**於三磷酸腺苷（atp）的分解，如神經傳導興奮時的離子轉運、腺體的分泌活動、消化道的消化吸收、腎小管的重吸收、肌肉收縮等。而最終的能量**於糖、脂肪和蛋白質的氧化分解，氧化分解釋放的能量供atp的重新合成。
一、知識歸納
人體內的供能系統分為三個：
①高能磷酸化物系統（atp-cp）；atp-cp供能系統單獨供能的話，大概能維持7.5秒的時間，不需要氧氣，也不產生乳酸，時間比較短的劇烈運動如舉重、投擲等一般就是動用這個系統供能的；
②乳酸系統（無氧酵解系統）；乳酸系統是糖原或葡萄糖在細胞內無氧分解生成乳酸的過程中，再合成生成atp的能量系統。如果單獨供能的話，大概能持續33秒的時間。其最終產物是乳酸，所以稱乳酸能系統。
1 mol的葡萄糖或糖原無氧酵解產生乳酸，可淨生成2－3molatp。其過程也是不需要氧的，生成的乳酸可導致疲勞。該系統是1 min以內要求高功率輸出的運動的物質基礎。
如200 m跑、100 m游泳等。
③有氧系統：有氧氧化系統是糖、脂肪、蛋白質在細胞內徹底氧化生成二氧化碳和水的過程中，再合成atp的能量系統。其產物當然就是二氧化碳、水和atp了。
根據肌體的供氧情況，糖的氧化分解有兩種方式：
①當氧**充足時，來自糖（或脂肪）的有氧氧化。
②當氧**不足時，即來自糖的酵解，生成乳酸。乳酸在最後供氧充足時，一部分繼續氧化，釋放的能量使其餘部分再合成肝醣元。所以肌肉收縮的最終能量來自物質（糖、脂肪）的有氧氧化。
運動時，人體以何種方式供能，取決於需氧量和攝氧量的相互關係，當攝氧量能滿足需要時，肌體即以有氧代謝供能，當攝氧量不能滿足需氧量時，其不足部分即依靠無氧氧化供能，這樣將造成體內的氧虧負，稱為氧債。運動時的需氧量取決於運動強度，強度越大，需氧量越大，無氧代謝供能的比例也越大。
二、例題講解
1、（2023年全國高考題）運動員在進行不同運動專案時，機體供能方式不同，對三種運動專案的機體總需氧量、實際攝入氧量和血液中乳酸增加量進行測定，結果如下：
根據以上資料分析，馬拉松跑、400m跑、100m跑過程中機體的主要供能方式分別是
a．有氧呼吸、無氧呼吸、磷酸肌酸分解
b．無氧呼吸、有氧呼吸、磷酸肌酸分解
c．有氧呼吸、有氧呼吸、無氧呼吸
d．有氧呼吸、磷酸肌酸分解、無氧呼吸
【解析】根據所給資料分析，馬拉松跑中需氧量很大，且乳酸的含量增加不多，因而判定該項運動主要是通過有氧呼吸供能，因為能量物質借助氧氣可以徹底分解成co2 和h2o；400m跑專案攝入氧量顯然不能滿足身體需氧量，血液乳酸增加顯著，說明此項運動主要採取的是無氧呼吸（會產生乳酸）供能；100m跑沒有攝入氧，血液乳酸也未見增加，可見有氧呼吸、無氧呼吸都不是此時的主要供能方式，而是由磷酸肌酸分解提供能量。磷酸肌酸是人體內儲備的高能化合物，在100m跑大量耗能、atp過分減少時，磷酸肌酸可以分解供能。
【答案】a
【評點與**】解答此題首先要明確供能的方式有哪幾種，且每種供能方式的條件和產物怎樣。同時要善於從所給的資料中分析差別，以從中獲得突破口，培養學生的分析判斷推理能力。
【總結】 ①本題考查磷酸肌酸水解、無氧呼吸以及有氧呼吸三種方式形成atp。要理解atp是能量代謝的「通貨」。②馬拉松跑總需氧量與實際攝氧量差值相對較小，血液中乳酸略有增加，其主要供能方式為有氧呼吸；400公尺跑兩者的差值較大且血液中乳酸量顯著增加，可推知主要供能方式為無氧呼吸；100m跑機體未攝入氧，且乳酸又未增加，說明機體未進行有氧呼吸和無氧呼吸，其供能只靠磷酸肌酸水解。
2、登山運動員，隨著海拔的公升高，血液中含量顯著公升高的物質的
a．尿素 b．血糖 c．乳酸 d．氧氣
【解析】隨著海拔的公升高，空氣越來越稀薄，氧氣的量減少，有氧呼吸強度降低，產生的能量不能滿足運動員登山所需，這時骨骼肌細胞進行無氧呼吸提供部分能量來補充。人體無氧呼吸的產物是乳酸。
【答案】c
3、（2005·上海生物·31）下列關於新陳代謝的敘述正確的是 （ ）
a．醣類在生物體內氧化和體外燃燒都生成co2 和h2o，釋放的能量也相等
b．運動員在100m賽跑時，腿部肌肉的能量**主要來自此時所進行的有氧呼吸
c．澱粉是貯存能量的化合物，可以為植物細胞直接供能
d．在夏季晴朗的白天，溫度適宜的條件下，綠色植物光合速率等於呼吸速率
【命題意圖】本題考查的知識點是新陳代謝的有關知識。
【解析】運動員在進行100m 賽跑時，能量消耗較大，肌肉所需能量部分通過無氧呼吸提供，也可由磷酸肌酸轉化提供給atp；為植物直接功能的物質是atp；在白天，絕大多數時間光合速率應大於呼吸速率，但當光照強度減弱到一定條件時，光合速率會等於呼吸速率。同質量的醣類在生物體內氧化和體外燃燒都生成co2 和h2o，醣類中所貯存能量相同，最後全部釋放的能量也相等。
【答案】a
4、問題：運動員在劇烈運動時，肌肉細胞中的肌糖原氧化分解的產物是什麼？
【答案】乳酸和少量atp
【解析】題目中問的是肌糖原分解產物，那就是第二種乳酸能供能系統在起作用了。所以產物就是乳酸和atp。當然這並不代表我們體內沒有有氧代謝過程，只是肌細胞內當時動用是乳酸能供能系統，是沒有進行有氧代謝的，所以，肌細胞內產物是沒有二氧化碳和水的。
時間稍長的劇烈運動通常會動用atp-cp和乳酸能兩個系統，不過其產物也同樣只是乳酸和atp了。
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