有氧运动和健身可以与无氧运动进行对比,其中力量训练和重量训练是最突出的例子。这两种运动的不同在于肌肉收缩的持续时间和强度,以及肌肉如何产生能量。

最初,在有氧运动中,糖原被分解产生葡萄糖,葡萄糖又被氧气分解产生能量。相比之下,无氧运动指的是运动的初始阶段,或任何短时间的剧烈运动,在此过程中糖原或糖在没有氧气的情况下消耗,效率要低得多。

这就是为什么人们在举重时被教导要不断地呼吸,否则,我们就可以以同样的速度或同样的强度进行锻炼。

目的

比较有氧运动和无氧运动的能量以及运动消耗了多少葡萄糖?

假设:一组人预测有氧运动会消耗更多的葡萄糖,因为氧化磷酸化会产生更多的ATP。因此,在这种情况下会有更多的重复。

换句话说,第一阶段的实验比第二阶段有更多的重复次数因为有更多的能量可用。在有氧呼吸过程中,糖的持续分解将允许更多的活动进行,而无氧呼吸只能够使用它目前拥有的能量,它将不能创造更多的能量。

材料:-哑铃或重量(2.5公斤或最大重量的80%)

米棒

过程

  • 把哑铃放在一个平面上,比如桌子上
  • 用手臂握住哑铃,把它平放在桌子上。这样哑铃就放在桌子上了。
  • 在桌子边上放一根米尺。让你的搭档把米尺举直。
  • 通过弯曲你的手臂肘部1次来举起哑铃,这样你的搭档就可以测量哑铃到达最高点时的垂直距离。
  • 当你执行步骤6,你的伴侣应该记录时间第一阶段结束时(这是有氧运动当你感到任何疼痛或不适举起哑铃)和第2阶段(这是无氧运动的肌肉感觉不适)和计算电梯的数量在每一个阶段。每次升力都必须是全升力,也就是说每次都达到相同的垂直距离。
  • 记住,你必须坚持做第一阶段,直到你开始感到疼痛,告诉你的伙伴在这一点上记录升降机。在第二阶段,一直数电梯,直到你不能再做了。

观察

c)哑铃质量= 9.1kg(20磅)

D)哑铃移动的垂直距离= 0.35米(35厘米)

E)阶段1结束时所消耗的时间= 115秒

f)第1阶段电梯数量= 42个

G)阶段2结束所消耗的总时间= 418秒/阶段2时间303秒

h)第2阶段的升降机数= 108 ->总升降机数= 150

计算

1)i)力=质量X加速度

= 9.1kg X 9.81m/s^2

= 89.271 kgm / s ^ 2

2 j)能量引力=质量X加速度X高度(距离)

= 9.1kg X 9.81m/s^2 X 0.35m

j = 31.24485

例如

= 31.24485J / lift

4)第一阶段

W(总)= W J/电梯x n电梯

W (total) = 31.24485 x 42

W (total) = 1,312.2837 J

第二阶段

W(总)= W J/电梯x n电梯

W (total) = 31.24485 x 108

W (total) = 3,374.4438

5) n)阶段1的功率= 1,312.283J/ 115秒

P = 11.4 W

读:
动量守恒定律实验室答案

0)阶段2的功率= 3,374.4438 J/ 303秒

P = 11.14 W

运动时使用的ATP摩尔数(第1和第2阶段)

= 13390.65 J x (1kJ/1000J) x (1 mol ATP/2870 KJ)

= 4.46 x 10^-3 mol ATP

q)使用的葡萄糖的摩尔数

= 4.46 x 10^-3 mol ATP x 1 mol葡萄糖/30 mol ATP

= 1.48 x 10^-4 mol葡萄糖

8) r) 1.4866 x 10^-4 mol glucose used x (1 mol蔗糖/ 2 mol葡萄糖)

= 7.43 x 10^-5 mol蔗糖

9) (s) 7.43 × 10^-5 mol蔗糖用量× 342g/mol

= 2.54 x 10^-2克蔗糖

10) (t) 2.54 × 10^-2克蔗糖x(1茶匙糖/ 4克蔗糖)

= 6.35 x 10^-3茶匙食糖

分析

在做了这个实验之后,有几件事是显而易见的。首先,我们有机会观察有氧和无氧运动。在我们的假设中我们预测会产生更多的ATP因为氧化磷酸化会产生更多的ATP比在没有氧气的情况下产生的对应底物水平的磷酸化要多。

我们预测阶段1(有氧呼吸)会比阶段2(无氧呼吸)做更多的重复。因为我们之前学过,氧是电子传递链的重要组成部分,是带负电的元素使那些关键的电子通过细胞膜。没有氧气的存在,就不会有氢离子被泵送过细胞膜也不会产生足够的电化学梯度最终会产生ATP合酶,简而言之,产生ATP的过程。

因此,唯一合理的假设是预测在阶段1中将执行更多的销售,因为;在这个阶段氧气仍然存在。对于无氧呼吸,我们只做糖酵解。ATP是通过底物磷酸化产生的,记住只有2个ATP。与氧化磷酸化不同的是,在电子传递链中,氧化磷酸化的理论产量为32 ATP。

为什么要用这么长的篇幅来解释底物水平和氧化磷酸化呢?在剧烈运动中,肌肉细胞对葡萄糖的需求比氧气供应的速度要快。这是很重要的,因为我们知道在运动时,氧气是用来帮助肌肉做举哑铃的工作的。在这样的条件下,氧化呼吸减慢,乳酸发酵开始。

当在做实验时感到疼痛或不适时,这一点就会被明显地注意到,这个实验被称为第二阶段。在乳酸发酵中,最终发生的是糖酵解产生的NADH将其氢原子转移到细胞质中的丙酮酸,再一次产生NAD+,糖酵解继续进行。如前所述,糖酵解只产生2个ATP。这意味着,如果糖酵解持续发生,ATP产量低于氧化磷酸化,

当剧烈运动停止时,肌肉细胞中的乳酸分子通过血液输送到肝脏。一旦乳酸通过氧化还原反应被氧化成丙酮酸丙酮酸会进入克雷布循环氧化磷酸化也会再次发生。

所以当我们观察这个实验室时我们首先注意到参与者经历的不适是乳酸发酵。然后我们看了结果,发现有区别。据我们所知和进一步的研究我们预计电力会在第二阶段下降。

(再一次,因为没有足够的ATP产生,糖酵解一直以来发生的收益率,再一次重复这听起来,只有2 ATP,这远低于氧化磷酸化是会议参与者时发生分解葡萄糖和氧气的需求)。

读:
物理学:能量守恒实验室答案

然而,根据我们的结果,参与者的工作水平提高了!他在第二阶段用哑铃做了比第一阶段更多的卷发(代表)。因此,经过一些讨论后,参与者承认,他曾漫不经心地说:“我感觉燃烧”,但他真的没有,因为他周围的人认为他在炫耀,是一个大人物,说他在42次电梯没有燃烧。

因此,这就是为什么他继续在第二阶段表演了108次升降机。在试着回忆他什么时候真正感觉到燃烧(现在我们知道这种燃烧实际上是乳酸的积累)之后,他估计大约是125次,因此,这将他在第二阶段的重复次数加起来只有25次。

根据我们所有的研究和本单元关于底物水平和氧化水平磷酸化的先验知识,这些结果将更有意义。因此,在实验室中有一些人为错误必须考虑在内!

课本上写着:当你举起哑铃时,你觉得热吗?我们得出的结论是,这是由于这是一个驱魔反应,在某种程度上能量以热的形式释放。

结论

我们预测,由于氧化磷酸化作用,有氧组会产生更多的ATP,因此,由于ATP水平较高,与第二阶段(厌氧)相比,第一阶段(有氧)会产生更多的重复,我们是正确的。这一点通过第一阶段和第二阶段所做的功(举起哑铃的次数)的力量差异很明显。如果有更多的ATP产生,能量就会更大,这样能量就会更大。更多的重复做在第一阶段的氧气存在,这有助于氧化呼吸和创造更多的ATP!更多的atp =更多的代表!

参考:

http://www.purchon.com/biology/aerobic.htm

http://biology.clc.uc.edu/Courses/Bio104/cellresp.htm

引用这篇文章:William Anderson (Schoolworkhelper编辑团队),“Energy Consumption during Exercise Lab Answers”,在SchoolWorkHelper, 2019,//www.chadjarvis.com/energy-consumption-during-exercise-lab-answers/

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珍
3年前

运动时使用的ATP摩尔数(第1和第2阶段)

= 13390.65 J x (1kJ/1000J) x (1 mol ATP/2870 KJ)

= 4.46 x 10^-3 mol ATP

我真的不明白13390.65J是从哪里来的。
如果有人能解释,谢谢!

总结
总结
6年前

也许有人能解释一下这一步:
例如

= 31.24485J / lift

4)第一阶段

W(总)= W J/电梯x n电梯

W(总数)= 89.271 x 42

W (total) = 3749.382

为什么J/lift从31.24485变到89 ?271年?