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人体运动需要的化学能主要靠哪些物质转换

发布时间:2022-10-16 06:50:25

⑴ 人体的化学能是如何转换为机械能或动能的 换句换说就是人的动作是如何产生的

化学分析数据得出的结论: 人体所产生的所有力量都是化学能,这种化学能是从食物中摄取了食物之后将储存在人的脂肪或肌肉中备用,当需要调节体温的时候它会以热的形式放出来,当需要力量的时候它会以机械能的形式表现出来,人体还有其他能量表现形式,以什么形式在什么时间完全由大脑控制,大脑发出一种微电信号到肌肉细胞内的线粒体将它的ATP(三磷酸腺苷)转化为ADP(二磷酸腺苷)这个转化的过程肌肉就会收缩,人的手脚及其他部分就会产生运动了,这个转化的过程中需要消耗体内储存的化学能,当转化需要的化学能太多,体内储存的化学能供应不上的时候肌肉反过来给大脑信号,大脑就会感觉到那部分肌肉累了,需要暂停一下它们的工作,这时大脑会调动体内其他地方储存的能量流向那部分肌肉,这也是为什么休息一会儿之后又能再次做相同的运动的道理。如果全身储存的能量都将耗尽了,身体会给出需要补充能量的信号:饿了需要吃东西才能补充。

⑵ 物质中的化学能怎样转换成我们身体所需的能量呢

食物中的大分子物质首先经过消化转化成小分子物质被吸收,一部分被合成成储能物质储藏在人体,另一部分进入相应细胞进行能量代谢。这些小分子物质包括单糖,脂肪酸,氨基酸等。已葡萄糖为例,正常情况下在人体细胞中经有氧呼吸转化为水和二氧化碳,同时每mol葡萄糖产生38molATP,其中的能量大部分转入ATP中,少部分以热的形式散失;再如1mol软脂酸代谢,产生106molATP。ATP中的能量就可以直接用于人的保暖(热能),思考(电能),运输(渗透能),运动(机械能)。

总的来说,能量流动的途径就是食物(储能物质)中的化学能→小分子物质中的稳定化学能→ATP中活跃化学能→人所需的各种各样的能量。

⑶ 人体在运动过程中也有能量的转化,是什么能转化成什么能

化学能转化成动能。如有帮助请采纳,手机则点击右上角的满意,谢谢!!

⑷ 人体在运动时,身体是怎样提供能量的

  我们人体在运动时中需要的能量主要是由三个不同的能源系统提供的。

  分别是磷酸原系统、糖酵解系统、有氧氧化系统。至于人体在运动时主要是由哪个系统供能,则要取决于运动时间、运动强度和运动项目了。

  在肌肉活动中,ATP 是机体内唯一能够直接提供能源的物质,但是在肌肉中ATP的储存量非常的少,如果要利用的话,只能持续1至2秒的时间。所以为了使肌肉持续的收缩,就需要肌肉中的ATP在消耗的同时又要不断的合成新的ATP。

  我们体内有三种能源物质,分别是糖、脂肪和蛋白质。但这三种能源物质不能直接参与肌肉的供能,而是需要先转化为ATP,然后由ATP给肌肉活动提供能量。

  这三种能源物质在转化为ATP的过程中,只有40%的能量以化学能的形式转移到ATP中储存起来了,而另外的60%则以热能的形式释放出来了,这部分释放的热能就是用来维持人们的体温。

那么这三大能源系统是什么呢?

磷酸原系统:是指机体利用CP分解释放能量合成ATP的过程,CP是指磷酸肌酸,CP的能量其实是来源于ATP,ATP分子内的高能磷酸基团可以转移给肌酸,以磷酸肌酸的形式储存起来。所以磷酸原系统又可称之为ATP-CP系统。

糖酵解系统:是指机体利用肌糖原或者葡萄糖所释放的能力合成ATP的过程。肌糖原和葡萄糖是有人体中的糖转化而来,不同的是,肌糖原存在于肌肉中,而葡萄糖是存在于血液中。糖酵解首先动用的是肌糖原。

有氧氧化系统:是指机体利用糖、脂肪、蛋白质氧化分解释放能量合成ATP的过程。

  这三大能源系统有什么区别,他们之间的供能特点是什么呢?

其主要可以从这几个方面来回答:供能的底物、供能持续的时间、供能的代谢产物、合成ATP的速率、需不需要氧气的参与、它们对应的运动项目。

  首先是供能的底物:磷酸原系统是CP、糖酵解系统是肌糖原或者葡萄糖、有氧氧化系统是糖、脂肪、和蛋白质。

  供能持续的时间和合成速率及适合的运动项目:磷酸原系统因为是ATP供能,其特点就是ATP在合成的时候速度非常快,但是也因此ATP在持续供能的时间就非常短,一般只有7到10秒钟,与此对应的运动项目就是100米跑、举重、跳跃、投掷等项目,就是需要在短时间内用最大的力气来完成;

  糖酵解系统合成ATP的速率大概是磷酸原系统的一半,但是其持续的时间就比较长,在1-3分钟之间。与之对应的运动项目是400米跑、100米游泳等。这些运动项目的持续时间也一般是在这个区间;

  有氧氧化系统合成ATP的速率最慢,但持续的时间也最长,一般是在3分钟以上。运动项目主要是长时间的,比如马拉松、50公里的竞走、公路自行车等。

  供能的代谢产物:在三个系统中,最值得一说的是糖酵解系统,它的代谢产物是乳酸,乳酸存在于肌肉中,如果不加清除,就容易导致肌肉酸痛,肌肉酸痛实际上就是乳酸导致肌肉的收缩能力下降的结果;有氧氧化系统的代谢产物是水和二氧化碳;磷酸原的代谢产物是肌酸。

  氧气的参与:只有有氧氧化系统需要氧气的参与。

  在运动过程中,这三个能源系统相互作用,处于混合供能的状态,根据人体在运动中参与的项目,运动强度和持续时间来分配各个系统供能的比例。

  根据这三个能源系统,我们就能知道,在参加体育锻炼时,参加的运动项目主要是哪个供能系统占主导。对于大部分人来说,在参加体育锻炼时,并不是为了获得一个好成绩或者取得比赛的名次,而是想要通过锻炼来改变自己的精神状态,增强自己的健康和体质。

  如果以大多数人的慢跑或游泳来看的话,其主要的供能系统就是有氧氧化系统,然后我们就能知道其供能的能量来源是糖、脂肪和蛋白质。在长时间的运动过程中,消耗的主要是脂肪,所以想要减肥的人一般有经验的老师会告诉他去长时间的跑步。除此之外,糖也是能量的一个重要来源,而蛋白质则一般情况下基本上不参与供能。 

希望对你有帮助。

⑸ 人体是如何把外界能量转换为我们所需要的能量的

我们每天都进食大量的食物维持生命体能,那么食物究竟是如何转化成人体所需的能量呢?我们都知道每天吃的食物都具有一定的营养,基本上是经过咀嚼,磨碎了,吃进肚子消化的,然而距离转成人体能量还有很多过程的,每餐吃的食物都含有一定的营养物质。这些物质被进食后通过人体的消化系统分解成微小元素,在人体易于吸收通过肠壁进入血液中。人体消化系统开启物质代谢的程序,新陈代谢过程中人体会从营养物质中获取所需要的能量和微量元素。这些能量供给人体内的各项生理机能,例如体温调节、运动消耗、消化、心脏跳动、思考等等这些日常的行为。

消化酶是人体的能量食物,化学成分为碳水化合物,也是能量转换中的主要帮手。主要含在植物性食物里边,摄入食物后主要在小肠内消化吸收,靠胰分泌的胰淀粉酶,把各种复合醣,分解成单醣,主要是葡萄糖,消化吸收,转化成能量,主要是热能。

⑹ 人体运动时,能量的供应主要来源于那三大系统

人体内的供能系统分为三个:
①高能磷酸化物系统(ATP-CP);ATP-CP供能系统单独供能的话,大概能维持7.5秒的时间,不需要氧气,也不产生乳酸,时间比较短的剧烈运动如举重、投掷等一般就是动用这个系统供能的;
②乳酸系统(无氧酵解系统);乳酸系统是糖原或葡萄糖在细胞内无氧分解生成乳酸的过程中,再合成生成ATP的能量系统。如果单独供能的话,大概能持续33秒的时间。其最终产物是乳酸,所以称乳酸能系统。1 mol的葡萄糖或糖原无氧酵解产生乳酸,可净生成2-3molATP。其过程也是不需要氧的,生成的乳酸可导致疲劳。该系统是1 min以内要求高功率输出的运动的物质基础。如200 m跑、100 m游泳等。
③有氧系统:有氧氧化系统是糖、脂肪、蛋白质在细胞内彻底氧化生成二氧化碳和水的过程中,再合成ATP的能量系统。其产物当然就是二氧化碳、水和ATP了。

⑺ 人运动是把什么能转化为什么能/

化学能(糖类氧化放热)→内能→机械能
原因详见以下:
人体各种形式的运动,主要是靠一些肌细胞的收缩活动来完成的。例如,躯体的各种运动和呼吸动作由骨骼肌的收缩来完成;心脏的射血活动由心肌的收缩来完成;一些中空器官如胃肠、膀胱、子宫、血管等器官的运动,则由平滑肌的收缩来完成。不同肌肉组织在功能和结构上各有特点,但从分子水平来看,各种收缩活动都与细胞内所含的收缩蛋白质,主要与肌凝蛋白和肌纤蛋白的相互作用有关;收缩和舒张过程的控制,也有某些相似之处。本节以研究最充分的骨骼肌为重点,说明肌细胞的收缩机制。

骨骼肌是体内最多的组织,约占体重的40%。在骨和关节的配合下,通过骨骼肌的收缩和舒张,完成人和高等动物的各种躯体运动。骨骼肌由大量成束的肌纤维组成,每条肌纤维就是一个肌细胞。成人肌纤维呈细长圆柱形,直径约60 μm,长可达数毫米乃至数十厘米。在大多数肌肉中,肌束和肌纤维都呈平行排列,它们两端都和由结缔组织构成的腱相融合,后者附着在骨上,通常四肢的骨骼肌在附着点之间至少要跨过一个关节,通过肌肉的收缩和舒张,就可能引起肢体的屈曲和伸直。我们的生产劳动、各种体力活动等,都是许多骨骼肌相互配合的活动的结果。每个骨骼肌纤维都是一个独立的功能和结构单位,它们至少接受一个运动神经末梢的支配,并且在体骨骼肌纤维只有在支配它们的神经纤维有神经冲动传来时,才能进行收缩。因此,人体所有的骨骼肌活动,是在中枢神经系统的控制下完成的。

一、神经-骨骼肌接头处的兴奋传递

运动神经纤维在到达神经末梢处时先失去髓鞘,以裸露的轴突末梢嵌入到肌细胞膜上称作终板的膜凹陷中,但轴突末梢的膜和终板膜并不直接接触,而是被充满了细胞外液的接头间隙隔开,其中尚含有成分不明的基质;有时神经末梢下方的终板膜还有规则地再向细胞内凹入,形成许多皱褶,其意义可能在于增加接头后膜的面积,使它可以容纳较多数目的蛋白质分子,它们最初被称为N-型乙酰胆碱受体,现已证明它们是一些化学门控通道,具有能与ACh特异性结合的亚单位。在轴突末梢的轴浆中,除了有许多线粒体外还含有大量直径约50nm的无特殊构造的囊泡(图2-19)。用组织化学的方法可以证明,囊泡内含有ACh;此ACh首先在轴浆中合成,然后贮存在囊泡内。据测定,每个囊泡中贮存的ACh量通常是相当恒定的,且当它们被释放时,也是通过出胞作用,以囊泡为单位“倾囊”释放,被称为量子式释放。在神经末梢处于安静状态时,一般只有少数囊泡随机地进行释放,不能对肌细胞产生显着影响。但当神经末梢处有神经冲动传来时,在动作电位造成的局部膜去极化的影响下,大量囊泡向轴突膜的内侧面靠近,通过囊泡膜与轴突膜的融合,并在融合处出现裂口,使囊泡中的ACh全部进入接头间隙。据推算,一次动作电位的到达,能使大约200~300个囊泡的内容排放,使近107个ACh分子被释放。轴突末梢处的电位变化引起囊泡排放的过程十分复杂,但首先是轴突末梢膜的去极化,引起了该处特有的电压门控式Ca2+通道开放,引起细胞间隙液中的Ca2+进入轴突末梢,触发了囊泡移动以至排放的过程。Ca2+的进入量似乎决定着囊泡释放的数目;细胞外液中低Ca2+或(和)高Mg2+,都可阻碍ACh的释放而影响神经-肌接头的正常功能。已故冯德培院士在30年代对神经-肌接头的化学性质传递进行过重要的研究。

当ACh分子通过接头间隙到达终板膜表面时,立即同集中存在于该处的特殊通道蛋白质的两个α-亚单位结合,每分子的通道将结合两个分子的ACh,由此引起的蛋白质分子内部构象的变化会导致它的通道结构的开放。这种通道开放时,孔道的横截面比前面提到的Na+通道的面积为大,可允许Na+、K+甚至少量Ca2+同时通过;由于这几种离子正常时在膜内处的分布特点,实际出现的是Na+的内流和K+的外流,其总的结果是使终板膜处原有静息电位减小,向零值靠近,亦即出现膜的去极化;这一电变化,称为终板电位,它的出现约较神经冲动到达接头前膜处晚0.5~1.0ms。有人曾在运动神经无冲动到达末梢时,记录到由于个别囊泡的自发释放在终板膜上引起的微小的电变化,称为微终板电位。终板电位与前述的局部兴奋电反应有类似的性质:不表现“全或无”特性,其大小与接头前膜释放的ACh的量成比例;无不应期,可表现总和现象等,如我们一般记录到的终板电位就是多数微终板电位总和的结果。终板电位产生时,它将以电紧张性扩布的形式影响终板膜周围一般肌细胞膜。一般的肌细胞膜与神经轴突的膜性质类似,其中主要含电压门控式Na+通道和K+通道;因而当同终板膜邻接的肌细胞膜的静息电位由于终板电位的影响而去极化到该处膜的阈电位水平时,就会引发一次向整个肌细胞膜作“全或无”式传导的动作电位,后者再通过所谓“兴奋-收缩耦联”,引起肌细胞出现一次机械收缩。

正常情况下,一次神经冲动所释放的ACh以及它所引起的终板电位的大小,大约超过引起肌细胞膜动作电位所需阈值的3~4倍,因此神经肌接头处的兴奋传递通常是1对1的,亦即运动纤维每有一次神经冲动到达末梢,都能“可靠地”使肌细胞兴奋一次,诱发一次收缩;这一点与将来要讲的神经元之间的兴奋传递有明显不同(见第十章)。接头传递能保持1对1的关系,还要靠每一次神经冲动所释放的ACh能够在它引起一次肌肉兴奋后被迅速清除,否则它将持续作用于终板而使终板膜持续去极化,并影响下次到来的神经冲动的效应。已知,ACh的清除主要靠胆硷酯酶的降解作用来完成,此酶主要分布在接头间隙中和接头后膜上,它们大约可以在2.0ms的时间内将一次神经冲动所释放的ACh清除掉。许多药物可以作用于接头传递过程中的不同阶段,影响正常的接头功能。例如,美洲箭毒和α-银环蛇毒可以同ACh竞争终板膜的ACh受体亚单位,因而可以阻断接头传递而使肌肉失去收缩能力;有类似作用的药物称为肌肉松弛剂;有机磷农药和新斯的明对胆碱酯酶有选择性的抑制作用,可造成ACh在接头和其他部位的大量积聚,引起种种中毒症状。重症肌无力是由于体内骨骼肌终板处的ACh门控通道数量不足或功能障碍所引起。

⑻ 人体生命活动所需要的能量直接来自于什么

人体生命活动所需要的能量直接来源于:ATP(三磷酸腺苷)中远离腺苷的高能磷酸键(也就是下图中最后那个波浪符号)的水解所释放的能量。看下面的图解:
ATP的分子简式是:A—P~P~P(板书),A:代表腺苷(腺苷是由腺瞟吟和核糖组成的,有关腺膘吟的知识将在以后的学习中再研究);P:代表磷酸基团;~:代表高能磷酸键,是一种特殊的化学键。 ATP的水解实际上是指ATP分子中高能磷酸键的水解,高能磷酸键水解时释放的能量是一般磷酸键水解时释放能量的两倍以上
在一定的条件下, ATP分子中远离A的那个高能磷酸键很容易水解,远离A的那个磷酸基团脱离开,形成磷酸(Pi),同时,将储存在这个高能磷酸键中的能量释放出来,三磷酸腺苷也就转化成了二磷酸腺苷(ADP)

A—P~P~P→A—P~P+Pi

⑼ 人的身体能量是由什么转化而来的

人体的能量是怎么来的

能量简称为能。在物理学中认为能是一种可使物体做功的本领,例如将一物体从地面举向高处,或使车轮转动的本领就是能。生理学中氢能也看成是做功的能力。人体内许多生理活动如神经冲动的传导、肌肉收缩、葡萄糖的主动吸收、组织蛋白质的合成等等都是做功的过程。称为生物功。要使这引起过程发生,必须有能量的支持。这种能量在生物体内产生和利用的,故称为生物能。生物能有许多形式;如化学能、电能、热能、机械能等。且能量可由一种形式化为电能、骨骼肌收缩由化学能转化为机械能与热。人体内在物质代谢过程中,所伴随的化学潜能的储存、转移、释放与利用的过程,称为能量代谢。

机体能量的来源,是来自食物中六大营养素中的三大营养物质,即糖、脂肪、蛋白质,人食入的演粉类食物在体内最终消化成葡萄糖而被吸收,一部分葡萄糖在细胞内被利用,另一部分合成糖元(1个糖元可由多达300-500个葡萄糖分子经脱水缩合而成)储存备用。脂肪类消化成甘油与脂肪酸而被吸收,一部分被细胞利用,一部分合成体脂储存。瘦肉、鱼等蛋白质类食物最终消化成氨基酸而被吸收,一部分在细胞中被合成组织蛋白,多余部分被氧化,细胞的物质合成代谢中,除构成自向组织成分,以组织细胞生长更新外,同时也是能量转移与储存的过程。三种营养物质中都包含一定的化学潜能,在物质转变过程中必然同时伴随能量转移而储存。营养物质蕴藏的化学能主要是通过生物氧化释放能量,其中50%左右的能量,以热能形式变为体热维持体温,并少数民族以热能的形式向体外散发,还有约45%的能量转移到三磷酸腺甘(ATP)的化学物质中储存起来,供机体各种生理活动利用。这部分化学能,除肌肉收缩可完成一定量的机械功外,被机体组织利用时,基本上并不转化为机械功,处用的最终结果,都是转化为热能而发散于体外。

例如,心脏博动所人帮的功,在整体内是用来克服血流阴力的,在克服阻力的过程中,心脏的机械功便转化为热能。又如胃腺分泌盐酸时也作了一定的功。但当盐酸遇碱性溶液而被中和时,也就转化为热能了。只有骨骼肌收缩时所消耗的能量,在一般情况下,有15-25%可转化为机械功,其余也都转化为热能而发散于体外。

⑽ 人体在运动过程中是什么能量的转换

人体内的化学能转化为机械能,热能,动能

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