阅读以下材料,回答(1)~(4)题。
肌肉收缩需类大量的能量,这些能量大部分用于肌动蛋白纤维和肌球蛋白纤维间产生的相互滑动。驱动肌肉收缩所需的能量来自ATP。骨骼肌细胞进行最大收缩时,ATP的水解速率比其在静止时的水解速率增加100多倍。据估计,一般人的骨骼肌细胞含有维持2-5s剧烈收缩时所需的足够ATP。即使在ATP发生水解的时候,额外的ATP的生成也是非常重要的;否则,ATP/ADP比值会下降,此时,肌肉细胞中储存有一定的磷酸肌酸(CrP),CrP的磷酸转移能力比ATP高,可用于产生ATP。
典型的骨骼肌细胞储存有充足的磷酸肌酸以维持高水平ATP浓度大约15s。鉴于肌肉细胞的ATP和磷酸肌酸的供应都是有限的,所以瞬时或持久的肌肉收缩都需要形成额外ATP,而额外ATP必须从氧化代谢中获得。
人类骨骼肌由两种肌纤维组成:快缩肌纤维能迅速收缩,慢缩肌纤维收缩较慢。在电镜下观察可见快缩肌纤维基本上没有线粒体存在;相反,慢缩肌纤维却含有大量的线粒体。这两种骨骼肌纤维适合于不同的运动。例如,举重或短跑主要依靠快缩肌纤维,因为快缩肌纤维比慢缩肌纤维产生更大的力。快缩肌纤维产生的所有ATP基本上都是无氧糖酵解的结果。虽然每分子葡萄糖在糖酵解中产生的ATP只有在有氧呼吸中每分子葡萄糖氧化生成的ATP的5%,但是糖酵解反应的发生比在线粒体的氧化分解反应快得多。这样,通过无氧呼吸产生ATP的速率实际上高于有氧呼吸产生ATP的速率。但糖酵解产生ATP的问题是肌纤维中可利用的葡萄糖(以糖原形式储存)很快被耗尽,同时产生人们所不希望得到的终产物乳酸。
糖酵解最终产生的乳酸大部分从活跃的肌细胞中扩散到血液,然后又通过血液带回肝,在肝中重新转化成葡萄糖。肝中生成的葡萄糖又被释放到血液,然后再回到活跃的肌细胞继续驱动高水平的糖酵解。然而,肌肉组织中乳酸的不断积累会导致pH降低(大约从7.00降到6.35)。
(1)人体持续20s剧烈活动过程消耗大量的ATP,这些ATP合成时所需的能量来源有哪些?
(2)快缩肌纤维和慢缩肌纤维产生ATP的场所分别是细胞质基质细胞质基质和细胞质基质和线粒体细胞质基质和线粒体。
(3)举重或短跑等剧烈运动后,可能产生肌肉酸痛感的原因是快缩肌纤维内糖酵解产生乳酸,肌肉组织中乳酸增多快缩肌纤维内糖酵解产生乳酸,肌肉组织中乳酸增多。
(4)从物质和能量角度解释乳酸在肝脏中重新转化成葡萄糖的意义是什么?
【考点】ATP与ADP相互转化的过程;无氧呼吸的概念与过程.
【答案】细胞质基质;细胞质基质和线粒体;快缩肌纤维内糖酵解产生乳酸,肌肉组织中乳酸增多
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:22引用:2难度:0.7