B.3.3 · กล้ามเนื้อและการเคลื่อนที่

International Baccalaureate · IB Diploma · Biology · HL · หัวข้อ 17

17.1

ขอบเขตและเงื่อนไขก่อนเข้าเรียน

จุดเน้นที่รองรับระดับ HL การประเมินผลครั้งแรก 2025; ข้อกำหนดรายวิชาปัจจุบันได้รับแล้ว; คู่มือชีววิทยาทั้งเล่มยังไม่ได้รับ requirement ที่เหลืออยู่ในคู่มือ การประเมินผล และปฏิบัติยังคงมีเครื่องหมายรอตามบันทึกไว้

สิ่งจำเป็น: อ่านปริมาณและหน่วยที่กำหนด ใช้เลขคณิตและเงื่อนไขโมเดลด้านล่าง บทเรียนแต่ละบทพัฒนาวิธีการของตนเองก่อนการถ่ายโอนแบบอิสระ

นี่คือตัวอย่างการสอนดั้งเดิมหรือที่ระบุว่าเป็นเรื่องfictional อย่างชัดเจน ไม่ใช่การวัดค่าจริงหรือการสืบสวนผู้เรียนที่ได้รับการประเมินเสร็จสมบูรณ์

17.2

การหดตัวของกล้ามเนื้อ:FILAMENT SLIDE

อะไรจะเป็นคำอธิบายสำหรับการสังเกตนี้?

Sarcomere จะสั้นลงระหว่างการหดตัว แม้ว่าจะมี thick และ thin filaments คงยาวประมาณเดิม
เริ่มต้นด้วยการทำนาย ระบุปริมาณหรือลักษณะที่คุณจะเปรียบเทียบ แล้วตัดสินใจว่าหลักฐานอะไรที่จะแยกแยะคำอธิบายสองแบบได้

สร้างโมเดล

Actin และ myosin มีปฏิสัมพันธ์กันผ่านกลไก sliding-filament Calcium อนุญาตให้เกิดปฏิสัมพันธ์ผ่าน regulatory proteins; การจับและการไฮโดรไลซ์ของ ATP รองรับ cross-bridge cycle กล้ามเนื้อแบบ skeletal ดึงผ่านเอ็นและทำงานเป็นกลุ่มที่มีประสานงานกัน
ซาร์โคเมียร์ (Sarcomere): หน่วยหดตัวซ้ำกันระหว่างเส้น Z ทั้งสอง; ครอสบริดจ์ (Cross-bridge): ปฏิสัมพันธ์ระหว่างไมโอซินและแอคตินในช่วงรอบการหดตัว

Muscle contraction: filaments slide: original worked-case diagram

เลือกหลักฐานที่นำมาทดสอบได้

ระหว่างการหดตัว ความทับซ้อนจะเพิ่มขึ้น ความยาวของ A-band คงที่ประมาณเดิม ในขณะที่ I bands และ H zone เล็กลง การเคลื่อนไหวที่ข้อต่อขึ้นอยู่กับ tendon insertion, lever geometry และกิจกรรมของกล้ามเนื้อตรงข้ามด้วย
AnnotationSarcomere diagrams ที่ความยาวต่างกันสองแผนภาพโดยใช้สเกลเดียวกัน ติดตามความกว้างของ band แยกจากความยาวของ filament ใช้โมเดลสำเร็จรูปหรือภาพที่มีอยู่ ไม่ใช้ภาระที่ทำให้เจ็บปวดหรือ maximal-exertion tasks

เริ่มจากปริมาณที่ทราบแล้ว

ระบุค่าที่ทราบและหน่วยของมัน เลือกความสัมพันธ์โดยพิจารณาว่าข้อสมมติฐานสอดคล้องกับเคสนี้ แล้วจัดรูปสมการก่อนแทนค่า
ที่รู้: ความยาวของ sarcomere เปลี่ยนจาก 2.5 เป็น 2.0 ไมโครเมตร Percentage shortening = (2.5 − 2.0)/2.5 × 100 = 20% ซึ่งไม่หมายความว่าทั้ง filament สั้นลง 20%

ตัวอย่าง:

Sarcomere หดตัวจาก 3.0 เป็น 2.4 ไมโครเมตร คำนวณ percentage shortening ใช้ลำดับขั้นตอนเดียวกัน: ค่า Known → model → relation → substitution → unit และ interpretation

ตรวจสอบข้อสรุปและขอบเขต

ATP จำเป็นสำหรับการ detached ของ myosin รวมถึงรอบการทำงานต่อเนื่อง กล้ามเนื้อที่ดึงแรงขึ้นไม่แปลว่าทุก fibre จะสั้นลงภายใต้ภาระทุกประเภท
กลับไปที่การสังเกตเดิม อธิบายว่าผลลัพธ์นี้สนับสนุนสิ่งใด มีเงื่อนไขใดบ้าง และเป็นอย่างไรในการทดสอบคำอธิบายอื่นที่ขัดแย้งกัน

เตือน:

กล้ามเนื้อหดตัวโดยการสั้นลงด้วยการหดตัวของ filament ของแอกตินทุกเส้น ข้อความนี้ไม่ถูกต้อง: ATP จำเป็น不仅需要สำหรับ detachment ของไมโอซิน แต่ยังจำเป็นสำหรับวงจรที่ต่อเนื่องด้วย การที่กล้ามเนื้อดึงแรงขึ้นไม่ได้หมายความว่าใยกล้ามเนื้อทั้งหมดจะสั้นลงภายใต้ภาระงานทุกชนิด

จุดสำคัญ:

การหดตัวของกล้ามเนื้อ: Filament ลื่นไหล: ระหว่างการสั้นลง ความทับซ้อนจะเพิ่มขึ้น ความยาวของ A-band คงที่ประมาณเดิม ในขณะที่ I-band และ H-zone จะเล็กลง การเคลื่อนไหวตามข้อต่อขึ้นอยู่กับตำแหน่งยึดติดของเอ็น hìnhทรงของคาน และกิจกรรมของกล้ามเนื้อตรงข้ามด้วย

คำศัพท์ ฝึกฝน