肌糖原酵解

第四节 乳酸与运动
• 一、运动时肌乳酸的生成机理 • 糖酵解是生物体内普遍存在的一种代谢方 式，正常条件下也有乳酸生成。 • 安静状态下，肌肉代谢率低，以氧化脂肪 酸为主，亦有低速乳酸生成。
运动时乳酸的生成
乳酸生成的多少取决于丙酮酸和NADH+H+ 的生成量和氧化量。
葡萄糖 细胞质 +
糖原 [ATP] [ADP]
• 在低强度运动中，降低肌糖原储量并不 一定伴随运动能力的下降。
• （二）无氧运动能力与肌糖原储量 短时间或间歇性极量运动时，一般 不会引起糖原耗竭或低血糖。但肌糖原 储量过低时，会抑制乳酸生成和降低无 氧代谢的能力。 对于无氧代谢供能为主的运动项目，比 赛前足够的肌糖原储量是必要的。
第二节血糖与运动能力
2）糖酵解系统
ADP ATP CP Pi C AMP + 糖原 分解 糖酵解 乳酸
(二)亚极量运动时乳酸的生成
• 1、在运动开始时，由于局部性缺血引起 的暂旺供氧不足，导致乳酸生成量增加。 • 2、通过整体调节提高肌肉血液供应，需 花费数分钟时间。大约在运动5-10分钟获 得稳态氧耗速率后，糖酵解供能相应减 少，乳酸生成速率下降。
• 二、影响运动肌摄取和利用血糖的因素 （一）运动强度和持续时间 在15％－90％最大摄氧量强度、持 续40分钟的运动中，随运动强度的增大， 肌肉吸收血糖量增多，肌肉血流量增加 促进肌肉摄取和利用血糖。
在60％、30％最大摄氧量强度、持续3－ 4小时的运动中肌肉吸收血糖的高峰时间 之后，吸收血糖的速率逐渐下降。
• 长时间运动中，糖异生基质的成分和相对作 用不断变化： • (1)40分钟以内的运动，动用基质主要是乳酸 • (2)运动40分钟左右，生糖氨基酸的糖异生作 用可达最大值，其中以丙氨酸最为重要。葡 萄糖—丙氨酸循环成为肌肉-肝脏糖代谢的重 要桥梁； • (3)长时间运动后期，甘油异生作用的重要性 随脂肪供能的增强而加大，利用量可以增大 10倍。

实验十二 肌糖原的酵解作用一、目的：1、学习检定糖酵解作用的原理和方法。

2、了解酵解作用在糖代谢过程中的地位及生理意义。

二、原理在动物、植物、微生物等许多生物机体内，糖的无氧分解几乎都按完全相同的过程进行。

动物肌肉组织中肌糖原在缺氧的条件下，经过一系列的酶促反应，最后转变成乳酸的过程。

肌肉组织中的肌糖原首先磷酸化，经过己糖磷酸酯、丙糖磷酸酯、甘油酸磷酸酯、丙酮酸等一系列中间产物，最后生成乳酸。

肌糖原的酵解作用是糖类供给组织能量的一种方式。

当机体突然需要大量的能量而又供氧不足时(如剧烈运动时)，则糖原的酵解作用可暂时满足能量消耗的需要。

在有氧条件下，组织内糖原的酵解作用受到抑制，而有氧氧化则为糖代谢的主要途径。

糖原酵解作用的实验，一般使用肌肉糜或肌肉提取液。

在用肌肉糜时，必须在无氧条件下进行；而用肌肉提取液，则可在有氧条件下进行。

因为催化酵解作用的酶系统全部存在于肌肉提取液中，而催化呼吸作用(即三羧酸循环和氧化呼吸链)的酶系统，则集中在线粒体中。

糖原或淀粉的酵解作用，可由乳酸的生成来观测。

在除去糖和蛋白质后，乳酸可以与硫酸共热变成乙醛，后者再与对羟基联苯反应产生紫红色物质，根据颜色的显现而加以鉴定。

紫红色物质沸水浴对羟基联苯蛋白糖浓⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯→⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯→⎯→+⋅−⋅CHO CH CHOHCOOH CH O H O H C nSO H n 3.325106422)(1 三、仪器与材料试管及试管架、移液管、量筒、恒温水浴锅、天秤、解剖器具、漏斗、橡皮塞、表面皿。

兔腿肉、0.5%淀粉溶液、液体石蜡、10%三氯乙酸、氢氧化钙(粉末)、浓硫酸、饱和硫酸铜溶液。

0.067mol/L 磷酸缓冲液(pH74)、1.5%对羧基联苯。

四、操作1、肌肉糜制备用剪刀割取动物（兔或鼠）背部或腿部肌肉，在将肌肉块放在表面皿上，表面皿则放在盛有冰水的研钵上，低温条件下用剪刀尽量把肌肉剪碎即成肌肉糜。

2、肌肉糜的糖酵解取试管2支，按下表操作： 试验管1 对照管2pH7.4磷酸缓冲液（m1） 33 0.5%淀粉（m1） 1 1 10%三氯乙酸（m1） —— 2 混匀肌肉糜（g ） 0.5 0.5用玻璃棒将肌肉碎块打散、搅匀液体石蜡（ml ） 1 137℃水浴保温lh10%三氯乙酸（m1） 2 ——混匀、过滤（除变性蛋白质、杂质） 滤液（4m1），不足4ml 可用磷酸缓冲液冲洗滤纸收集饱和CuSO 4溶液（ml ）、混匀 1 1Ca(OH)2粉末（g ） 0.4 0.4加塞，放置30min ，期间每隔2~3min 振荡1次，过滤（除糖）滤液（无色透明或稍混浊）ml 0.2 0.2注：用CuSO4与Ca(OH)2作用生成的CaSO4和Cu(OH)2胶状沉淀可吸附糖类而去除干扰。

浅议糖原的分布及肌糖原的利用和转变作者：陈国庆来源：《中学生物学》2009年第01期关于糖原的分布及肌糖原的利用和转变，学生常有误解或疑问，以下谈几点认识。

1糖原不只存在于人和动物细胞中原人教版高中《生物》(必修第一册)上说，“动物细胞和人体细胞中最重要的多糖是糖原”。

糖原只存在于人和动物细胞中吗?不是。

糖原又叫动物淀粉，它以颗粒形式存在于人和动物细胞的细胞质中，每个颗粒含有的葡萄糖单元可高达12万个。

颗粒内除糖原外，还含有调节蛋白和催化糖原合成与降解的酶类，使糖原颗粒可随时被动用或合成，从两方面确保生命活动所需的能量。

人和动物体内糖原的主要存在场所是肝脏和肌肉(尤其是骨骼肌)，是人和动物细胞在两餐之间及肌肉剧烈运动时最易动用的葡萄糖贮存库。

此外，糖原还存在于细菌细胞质和个别植物如甜玉米中。

2动物和人体内的肌糖原能用于有氧呼吸吗原人教版高中《生物》(必修第一册)在以“小资料”的形式解释肌糖原的利用时说，“肌糖原不能直接变成葡萄糖，必须先经过分解产生乳酸，乳酸通过血液循环到达肝脏，在肝脏内转变成肝糖原或葡萄糖，以便补充血糖或被组织利用”。

据此，有人理解为，肌糖原只能用于无氧呼吸，实际情况如何呢?其实，不论是肝糖原还是肌糖原，基本组成单位都是α-D-葡萄糖，结构与支链淀粉很相似，在线形链段以α-1，4-糖苷键连接，在分支点处以α-1，6-糖苷键连接。

所不同的只是糖原的分支程度更高，分支链更短。

糖原的降解过程也是相同的：先是糖原在糖原磷酸化酶的作用下得到葡萄糖-1-磷酸，后者在磷酸葡萄糖变位酶的作用下转变成葡萄糖-6-磷酸，然后是葡萄糖-6-磷酸参加糖酵解，糖酵解形成的丙酮酸在有氧条件下进入线粒体变成乙酰-CoA，参加三羧酸循环，最后氧化成CO2和H2；在无氧条件下则形成乳酸。

人和动物在劳动或剧烈运动时耗能大大增加，使得耗氧量最多可达安静时的10-20倍，同时血液中的乳酸(主要来自骨骼肌)也大量增加，如何解释这种现象?原来，人体内有三大供能系统：ATP-磷酸肌酸供能系统、无氧呼吸供能系统和有氧呼吸供能系统。

一、实验目的1. 了解肌糖原的结构和性质；2. 掌握肌糖原降解实验的基本原理和方法；3. 观察肌糖原降解过程中的现象，验证肌糖原在特定条件下的分解过程。

二、实验原理肌糖原是一种动物体内储存的多糖，主要由葡萄糖分子聚合而成。

在机体需要能量时，肌糖原可以分解为葡萄糖，进而参与糖酵解过程，为肌肉提供能量。

本实验通过观察肌糖原在特定条件下的降解过程，了解其分解机制。

三、实验材料与仪器1. 实验材料：新鲜肌肉组织、无水乙醇、蒸馏水、碘液、斐林试剂、淀粉酶、pH试纸等。

2. 实验仪器：电子天平、显微镜、恒温水浴锅、试管、烧杯、滴管等。

四、实验步骤1. 肌糖原提取：取新鲜肌肉组织，用蒸馏水洗净，剪碎，加入适量无水乙醇，搅拌，使肌糖原溶解。

2. 肌糖原鉴定：取少量提取液，加入碘液，观察颜色变化，以确定肌糖原的存在。

3. 肌糖原降解实验：a. 取适量肌糖原提取液，加入适量淀粉酶，在恒温水浴锅中保温，控制温度为37℃；b. 定时取样，用pH试纸检测降解液pH值，观察pH值变化；c. 取样，加入斐林试剂，观察颜色变化，以确定葡萄糖的产生；d. 取样，用显微镜观察肌糖原降解过程中肌肉组织的形态变化。

五、实验结果与分析1. 肌糖原鉴定：加入碘液后，提取液呈现蓝色，说明肌糖原存在。

2. 肌糖原降解实验：a. 随着时间的推移，降解液pH值逐渐降低，说明肌糖原在降解过程中产生酸性物质；b. 加入斐林试剂后，溶液颜色逐渐变为红色，说明肌糖原在降解过程中产生葡萄糖；c. 显微镜观察结果显示，随着降解时间的延长，肌肉组织逐渐变薄，肌纤维断裂，说明肌糖原降解过程中肌肉组织受到破坏。

六、实验结论1. 肌糖原在特定条件下可以降解为葡萄糖，为肌肉提供能量；2. 肌糖原降解过程中，pH值逐渐降低，产生酸性物质；3. 肌糖原降解过程中，肌肉组织受到破坏，肌纤维断裂。

七、实验讨论1. 本实验通过观察肌糖原降解过程中的现象，验证了肌糖原在特定条件下的分解过程；2. 在实际应用中，了解肌糖原降解机制对于运动员的饮食和训练具有重要意义；3. 本实验中，肌糖原降解过程中pH值的变化可能与酸性物质产生有关，进一步研究可探讨其具体作用。