Биология задача мышцы ног

МБОУ «Карагайская СОШ № 2»

с. Карагай, Пермский край

Биология: подготовка к ЕГЭ

Задание 27

(часть 2)

Подготовила:

Трефилова Раиса Поликарповна,

учитель биологии,

МБОУ «Карагайская СОШ № 2»

Карагай — 2018

Пояснительная записка

В КИМах ЕГЭ по биологии в линии 27 проверяется умение обучающихся выполнять задания по цитологии. Во второй части методического ресурса предлагаю вопросы и биологические задачи по теме: «Энергетический обмен». В материале даны сведения о требованиях к выполнению и оценке заданий линии 27 по биологии. Представлено 6 задач с анализом ответов и 5 задач для самостоятельного решения. Даны критерии оценки задачи. 

Ресурс можно использовать в 10 классе при изучении соответствующих тем

Цель: Знакомство с правилами выполнения и заданиями линии 27 при подготовке к ЕГЭ.

Задачи:

1. Информировать учащихся 11 класса о требованиях к выполнению заданий линии 27 по биологии по теме «Энергетический обмен».

2. Познакомить с кодификатором, спецификацией и образцами заданий.

3. Мотивировать учащихся к успешной подготовке к выполнению заданий по процессам катаболизма.

Обращаем внимание учащихся на оценку задания!

Теоретическое обоснование темы

Этапы энергетического обмена:

1. Подготовительный (в пищеварительном канале, лизосомах ферментами):

крахмал → глюкоза (Е рассеивается); белки→ аминокислоты; жиры→ глицерин и жирные кислоты;

2. Бескислородный «гликолиз» (в цитоплазме): глюкоза → 2 ПВК (или 2 молочной к-ты) + 2 АТФ

3. Кислородный этап, «дыхание», «энергетический этап» или «гидролиз» (в митохондриях): ПВК → СО2 + Н 2О + 36 АТФ

Эффективность: Полное окисление: 1 молекула глюкозы = 38 АТФ;

Бескислородное окисление, «гликолиз»: 1 глюкоза = 2 АТФ

(Неполное окисление при недостатке кислорода: 1 глюкоза = 2 АТФ);

Кислородный этап, «дыхание», «аэробное окисление», «энергетический этап» или «гидролиз» = 36 АТФ.

В том числе: а) цикл Кребса = 2 АТФ

б) окислительное фосфорилирование (дыхательная цепь) = 34 АТФ;

Уравнения: Реакция полного расщепления глюкозы:

С6Н12О6 + 38 АДФ + 38 Н3РО4 + 6 О2 ––> 6 СО2 + 38 АТФ + 44 Н2О + 2880 кДж

(сокращенное уравнение: C6H12O6 + 6О2 → 6СО2 + 6Н2О + 38 АТФ)

Гликолиз (сокращенно): C6H12O6 →2 C3H6O3 (ПВК) + 2АТФ

Реакция неполного расщепления глюкозы (при недостатке кислорода):

С6Н12О6 + 2 АДФ + 2 Н3РО4 → 2 С3Н6О3 + 2 АТФ + 2 Н2О + 200 кДж

(молочная к-та)

Сокращённо: C6H12O6 → 2C3H6O3 +2АТФ

Спиртовое брожение: С6Н12О6 → 2СО2+2С2Н5ОН +2 АТФ (сокращенно)

Количество энергии, запасенной в одной молекуле АТФ: 40кДЖ

Примеры заданий ЕГЭ по линии 27 (часть 2)

1. В процессе гидролиза образовалось 1620 молекул АТФ. Определите, какое количество глюкозы подверглось расщеплению и сколько молекул АТФ образовалось в результате бескислородного и полного этапов катаболизма. Ответ поясните.

2. В цикл Кребса вступило 56 молекул пировиноградной кислоты (ПВК). Определите, какое количество молекул глюкозы подверглось расщеплению? Сколько молекул АТФ образовалось при гликолизе и аэробном этапе? Каков суммарный энергетический эффект?

3. Сколько молекул АТФ образуется в клетках эукариот при полном окислении фрагмента молекулы крахмала, состоящего из 100 остатков глюкозы?

4. В процессе гликолиза образовалось 400 молекул пирувата (ПВК или пировиноградная кислота). Сколько молекул глюкозы подверглось расщеплению и сколько молекул АТФ образуется в процессе клеточного дыхания?

5. Человек при беге со средней скоростью расходует за 1 минуту 24 кДж энергии. Определите, сколько граммов глюкозы расходуется за 25 минут бега, если кислород доставляется кровью к мышцам в достаточном количестве.

6. В процессе диссимиляции произошло расщепление 4 молей глюкозы, из которых полному расщеплению подверглись только 3 моля. Определите: А) Сколько молей молочной кислоты образовалось? Б) Сколько при этом образовалось АТФ? В) Какое количество энергии в них аккумулировано? Г) Сколько молей СО2 образовалось?
Д) Сколько молей О2 израсходовано?

Ответы

Задача1.

Оформление задачи.

Дано: n (АТФ)= 1620

Найти:

n (глюкозы)-?

n (АТФ общ.) -?

n (АТФ бескисл. этапа)-?

Решение:

1. При гидролизе (бескислородном этапе) из одной молекулы глюкозы образуется 36 молекул АТФ . Определяем количество молекул глюкозы, которое образовало 1620 молекул АТФ:

n (глюкозы) =1620 : 36 = 45 молекул глюкозы.

2. При гликолизе одна молекула глюкозы расщепляется до двух молекул пировиноградной кислоты (ПВК) с образованием двух молекул АТФ, следовательно, из 45 молекул глюкозы образовалось:

n (АТФ бескисл. этапа) = 45 х2 = 90 молекул АТФ.

3. При полном расщеплении одной молекулы глюкозы образуется 38 молекул АТФ.

Находим кол-во АТФ, образующееся при разложении 45 молекул АТФ:

n (АТФ общ.) = 45 х 38 = 1710 молекул АТФ.

Ответ: 1) Число молекул глюкозы = 45.

2) При гликолизе образуется 90 молекул АТФ.

3) Полный энергетический эффект = 1710 молекул АТФ.

Задача 2.Оформляется по образцу первой задачи.

Краткий ответ.

1. Если при разложении одной молекулы глюкозы образуется 2 ПВК, то при образовании 56 молекулы ПВК разложилось 28 молекул глюкозы: 56 : 2 = 28.

2. При гликолизе 1 молекулы глюкозы выделяется 2 молекулы АТФ,

При гликолизе 28 молекул глюкозы образуется 56 молекул АТФ.

3. При клеточном дыхании (аэробном этапе) из одной молекулы глюкозы образуется 36 молекул АТФ, из 28 молекул глюкозы образуется: 36 х28 = 1008 молекул АТФ.

4. Общий энергетический эффект = 56 + 1008 = 1064 (молекул АТФ).

Задача 3.

Краткий ответ.

1. Из фрагмента молекулы крахмала, состоящего из 100 остатков глюкозы, образуется 100 молекул глюкозы.

2. При полном окислении 1 молекулы глюкозы в клетках эукариот образуется 38 молекул АТФ.

3. При окислении 100 молекул глюкозы образуется: 38 х100 = 3800 (молекулы АТФ)

Задача 4.

Краткий ответ.

1. При гликолизе (бескислородный этап катаболизма) 1 молекула глюкозы образует 2 молекулы пирувата, следовательно, гликолизу подверглось: 400 : 2 = 200 (молекул глюкозы).

2. Кислородное дыхание – третий этап энергетического обмена, в результате которого из 1 молекулы глюкозы образуется 36 молекул АТФ.

3. Из 200 молекул глюкозы образуется : 36 х 200 = 7200 (молекул АТФ).

Задача 5.

Краткое решение.

1. Определяем сколько энергии необходимо мышцам для работы: 24 кДж × 25 мин = 600 кДж

2. Энергия может быть только в виде АТФ, узнаем сколько необходимо моль АТФ: 600 кДж : 40 кДж = 15 моль

3. По уравнению С6Н12О6 + 38 АДФ + 38 Н3РО4 + 6 О2 ––> 6 СО2 + 38 АТФ + 44 Н2О + 2880 кДж

определяем, сколько глюкозы при расщеплении образует это количество АТФ:

1 моль (C6H12O6) — 38 моль (АТФ) x = 0,4 моль (C6H12O6)

x моль (C6H12O6) — 15 моль (АТФ)

4. Переведѐм количество глюкозы в граммы:

1 моль (C6H12O6) — 180 г x = 72 г (C6H12O6)

0,4 моль (C6H12O6) — x г

Ответ: мышцы ног за 25 мин бега израсходуют 72 г глюкозы.

Задача 6.

Краткое решение.

Реакция неполного расщепления глюкозы:

С6Н12О6 + 2 АДФ + 2 Н3РО4 ––> 2 С3Н6О3 + 2 АТФ + 2 Н2О + 200 кДж
молочная к-та

А) молочной кислоты – 2 моля;
Б) АТФ – 2 моля;
В) 1 моль АТФ – 40 кДЖ, следовательно 40 х 2 = 80 кДж.

Реакция полного расщепления глюкозы:

С6Н12О6 + 38 АДФ + 38 Н3РО4 + 6 О2 ––> 6 СО2 + 38 АТФ + 44 Н2О + 2880 кДж

Поскольку полному расщеплению подверглись 3 моля глюкозы, то:

3 С6Н12О6 + 3 х 38 АДФ + 3 х 38 Н3РО4 + 3 х 6 О2 ––> 3 х 6 СО2 + 3 х 38 АТФ + 3 х 42 Н2О

или:

Б) АТФ = 3 х 38 = 114 молей;
В) 3 х 38 х 40 = 4560 кДж;
Г) СО2 = 6 х 3 = 18 молей;
Д) О2 = 6 х 3 = 18 молей.

Теперь сложим данные:

А) молочной кислоты образовалось 2 моля;
Б) АТФ синтезировано 114 + 2 = 116 молей;
В) энергии 4560 кДж + 80 кДж = 4640 кДж;
Г) СО2 – 18 молей;
Д) О2 – 18 молей.

Решите самостоятельно

1. В диссимиляцию вступило 32 молекулы глюкозы. Определите количество АТФ после гликолиза, после энергетического этапа и суммарный эффект диссимиляции.

2. В цикл Кребса вступило 6 молекул ПВК. Определите количество АТФ после энергетического этапа, суммарный эффект диссимиляции и количество молекул глюкозы, вступившей в диссимиляцию.

3.В процессе диссимиляции произошло расщепление 13 молей глюкозы, из которых полному расщеплению подверглись только 5 молей. Определите: А) Сколько молей молочной кислоты образовалось? Б) Сколько при этом образовалось АТФ? В) Какое количество энергии в них аккумулировано?

4. При выполнении упражнений мышцы обеих рук за 1 мин расходуют 20 кДж энергии. Определите: А) Сколько всего граммов глюкозы израсходуют мышцы за 15 мин при условии, что кислород в мышцы доставляется кровью в достаточном количестве? Б) Накапливается ли молочная кислота в мышцах?

5. Сколько молекул АТФ будет синтезироваться в клетках эукариот при полном окислении фрагмента молекулы крахмала, состоящего из 70 остатков глюкозы? Ответ поясните.

Источники информации:

1. Калинова Г.С. Биология.Типовые тестовые задания. – М.: издательство «Экзамен», 2017.

2. Кириленко А.А., Колесников С.И. Биология. Подготовка к ЕГЭ-2013: учебно-методическое пособие/А.А.Кириленко, С.И.Колесников. – Ростов-на-Дону: Легион, 2012.

3. Кириленко А.А., Колесников С.И. Биология. Подготовка к ЕГЭ-2014: учебно-методическое пособие/А.А.Кириленко, С.И.Колесников. – Ростов-на-Дону: Легион, 2013.

4. https://studopedia.ru/7_107246_tema-energeticheskiy-obmen-i-fotosintez.html — энергетический обмен и фотосинтез

5. Решение задач по цитологии. Для учащихся 10 -11 классов / МБОУ СОШ №3 с УИОП им. Г. Панфилова; сост. И.Г. Фунтова. – Анжеро-Судженск, 2016.

6. Учебник по биологии, УМК любой.

Поднимите руку. Теперь сожмите кулак. Сделайте шаг. Правда, легко? Человек выполняет привычные действия практически не задумываясь. Около 700 мышц (от 639 до 850, согласно различным способам подсчета) позволяют человеку покорять Эверест, спускаться на морские глубины, рисовать, строить дома, петь и наблюдать за облаками.

16 сентября 2019

Но скелетная мускулатура — далеко не все мускулы человеческого тела. Благодаря работе гладкой мускулатуры внутренних органов, по кишечнику идет перистальтическая волна, совершается вдох, сокращается, обеспечивая жизнь, самая важная мышца человеческого тела — сердце.

Определение мышц

Мышца (лат. muskulus) — орган тела человека и животных, образованный мышечной тканью. Мышечная ткань имеет сложное строение: клетки-миоциты и покрывающая их оболочка — эндомизий образуют отдельные мышечные пучки, которые, соединяясь вместе, образуют непосредственно мышцу, одетую для защиты в плащ из соединительной ткани или фасцию.

Мышцы тела человека можно поделить на:

• скелетные,
• гладкие,
• сердечную.

Как видно из названия, скелетный тип мускулатуры крепится к костям скелета. Второе название — поперечно-полосатая (за счет поперечной исчерченности), которая видна при микроскопии.К этой группе относятся мышцы головы, конечностей и туловища. Движения их произвольные, т.е. человек может ими управлять. Эта группа мышц человека обеспечивает передвижение в пространстве, именно их с помощью тренировок можно развить или «накачать».

Гладкая мускулатура входит в состав внутренних органов — кишечника, мочевого пузыря, стенки сосудов, сердца. Благодаря ее сокращению повышается артериальное давление при стрессе или передвигается пищевой комок по желудочно-кишечному тракту.

Сердечная — характерна только для сердца, обеспечивает непрерывную циркуляцию крови в организме.

Интересно узнать, что первое мышечное сокращение происходит уже на четвертой неделе жизни эмбриона – это первый удар сердца. С этого момента и до самой смерти человека сердце не останавливается ни на минуту. Единственная причина остановки сердца в течение жизни — операция на открытом сердце, но тогда за этот важный орган работает АИК (аппарат искусственного кровообращения).

Строение мышц человека

Единицей строения мышечной ткани является мышечное волокно. Даже отдельное мышечное волокно способно сокращаться, что свидетельствует о том, что мышечное волокно – это не только отдельная клетка, но и функционирующая физиологическая единица, способная выполнять определенное действие.

Отдельная мышечная клетка покрыта сарколеммой – прочной эластичной мембраной, которую обеспечивают белки коллаген и эластин. Эластичность сарколеммы позволяет мышечному волокну растягиваться, а некоторым людям проявлять чудеса гибкости – садиться на шпагат и выполнять другие трюки.

В сарколемме, как прутья в венике, плотно уложены нити миофибрилл, составленные из отдельных саркомеров. Толстые нити миозина и тонкие нити актина формируют многоядерную клетку, причем диаметр мышечного волокна – не строго фиксированная величина и может варьироваться в довольно большом диапазоне от 10 до 100 мкм. Актин, входящий в состав миоцита, — составная часть структуры цитоскелета и обладает способностью сокращаться. В состав актина входит 375 аминокислотных остатка, что составляет около 15% миоцита. Остальные 65 % мышечного белка представлены миозином. Две полипептидные цепочки из 2000 аминокислот формируют молекулу миозина. При взаимодействии актина и миозина формируется белковый комплекс — актомиозин.

Описание мышц человека сложно, и для наглядного представления можно обратиться к учебнику «Биология 8 класс» под редакцией В.И.Сивоглазова, где на странице 117 на иллюстрации показано, каким образом выглядит миоцит под микроскопом.

Название мышц человека

Когда анатомы в Средние века начали темными ночами выкапывать трупы, чтобы изучить строение человеческого тела, встал вопрос о названиях мускулов. Ведь нужно было объяснить зевакам, которые собрались в анатомическом театре, что же ученый в данный момент кромсает остро заточенным ножом.

Ученые решили их называть либо по костям, к которым они крепятся (например, грудинно-ключично-сосцевидная мышца), либо по внешнему виду (например, широчайшая мышца спины или трапециевидная), либо по функции, которую они выполняют (длинный разгибатель пальцев). Некоторые мышцы имеют исторические названия. Например, портняжная названа так потому, что приводила в движение педаль швейной машины. Кстати, эта мышца — самая длинная в человеческом теле.

Классификация мышц

• головы; в свою очередь делятся на:
• – мимические
• – жевательные
• шеи
• туловища
• живота
• конечностей

По направлению волокон:

• прямые
• поперечные
• круговые
• косые
• одноперистые
• двуперистые
• многоперистые
• полусухожильные
• полуперепончатые

Мускулы крепятся к костям, перекидываясь через суставы, чтобы осуществлять движение. 
В зависимости от количества суставов, через которое перекидывается мускул:

• односуставные
• двусуставные
• многосуставные

По типу выполняемого движения:

• сгибание- разгибание
• отведение, приведение
• супинация, пронация (супинация – вращение кнаружи, пронация – вращение кнутри)
• сжатие, расслабление
• поднятие, опускание
• выпрямление

Для обеспечения движений тела и перемещения с места на место, мускулы работают слаженно и группами. Причем по своей работе делятся на:

• агонисты – берут на себя основную нагрузку при выполнении определенного действи (например, бицепс при сгибании руки в локте)
• антагонисты – работают в разных направления (трехглавая мышца, участвующая в разгибании конечности в локтевом суставе, будет антагонистом трицепсу); агонисты и антагонисты в зависимости от того действия, что мы хотим совершить, могут меняться местами
• синергисты – помощники при выполнении действия, либо стабилизаторы

Функции мышц человека

Кости скелета и скелетная мускулатура, объединившись, составляют опорно-двигательный аппарат.

Гладкая мускулатура входит в состав стенок различных полых органов — мочевого пузыря, стенок сосудов и сердца, которое сокращается под влиянием вегетативной нервной системы, т.е. не зависит от желания и воли человека. Хотя рассказывают, что некоторые йоги могут силой мысли замедлить частоту сердечных сокращений практически до нуля. Но это йоги, а обычный человек работой гладкой мускулатуры управлять ни силой воли, ни силой мысли не может. Однако может косвенно влиять с помощью гормонов.

Наверняка, вы все замечали, что при интенсивной и длительной пробежке сердце начинает биться быстрее. А у некоторых, даже хорошо подготовленных учеников, перед сложным экзаменом начинается медвежья болезнь и они то и дело бегают в туалет. Все это обусловлено гормональными всплесками, которые влияют на работу организма.

К основным функциям скелетной мускулатуры относят:

• двигательную
• опорную или статическую — поддержание положения тела в пространстве

Иногда эти две функции объединяют в одну стато-кинетическую функцию.

Также мышечная система участвует в дыхании, пищеварении, мочеиспускании и термогенезе.
Более подробно о функции каждой группы скелетной мускулатуры написано в учебнике «Биология 8 класс» под редакцией В.И.Сивоглазова.

#ADVERTISING_INSERT#