Урок на тему "Т-система мышечного волокна"

Урок 3.  «Т-система мышечного волокна».

Учитель химии и биологии: Жалгасбаева Венера Аскаровна

КГУ «Средняя школа № 26», город Актобе

Класс: 10

Слайд 1.Здравствуйте, ребята.

Слайд 2.Тема нашего урока: Механизм сокращения мышечного волокна. Т-система мышечного волокна. Сегодня на уроке вы узнаете механизм сокращения мышечного волокна., Т- систему мышечного волокна. Вы научитесь объяснять механизм мышечного сокращения.

Слайд 3.Сокращение мышечного волокна. Мышечное сокращение является жизненно важной функцией организма, связанной с оборонительными, дыхательными, пищевыми,  выделительными и другими физиологическими процессами. Все виды произвольных движений – ходьба, мимика, движения глазных яблок, глотание, дыхание и т. п. осуществляются за счет скелетных мышц. Непроизвольные движения (кроме сокращения сердца) – перистальтика желудка и кишечника, изменение тонуса кровеносных сосудов, поддержание тонуса мочевого пузыря – обусловлены сокращением гладких мышц. Работа сердца обеспечивается сокращением сердечной мускулатуры.

Слайд 4.

1. «Закон всё или ничего»  .Зависимость величины ответной реакции от силы раздражителя характеризуется несколькими законами раздражения: Мы остановимся на одном." Закон "все или ничего"Согласно этому закону, подпороговые( макс) раздражения не вызывают возбуждения ("ничего"), при пороговых и надпороговых стимулах возбуждение сразу приобретает максимальную величину ("все") и уже не увеличивается при дальнейшем усилении раздражения. По этому закону функционируют структурные единицы – мышечное волокно, нервное волокно.

Эта закономерность первоначально была открыта Г. Боудичем в 1876 году при исследовании сердца, а в дальнейшем подтверждена и на других возбудимых тканях.

Слайд5.Различают 3 типа сокращения мышечного волокна. Изотоническое — сокращение, при котором мышца укорачивается без формирования напряжения. Такое сокращение возможно при пересечении или разрыве сухожилия или в эксперименте на изолированной (удаленной из организма) мышце. Изометрическое — сокращение, при котором напряжение мышцы возрастает, а длина практически не уменьшается. Такое сокращение наблюдается при попытке поднять непосильный груз. Ауксотоническое- сокращение, при котором длина мышцы изменяется по мере увеличения ее напряжения. Такой режим сокращений наблюдается при осуществлении трудовой деятельности человека

Слайд 6. Мышечное сокращение можно изучать с помощью кимографа. Кимограф  прибор для графической регистрации физиологических процессов (например, сердцебиений, дыхания, мышечных сокращений .

Слайд 7. Миограмма — запись электрических сигналов, полученных в результате регистрации мышечных сокращений.

Слайд 8.  Теория скольжения нитей

Способ сокращения волокон скелетной мышцы был определен в результате двух различных исследований, проведенных в начале 1950-х годов при участии ученых Эндрю и Хью Хаксли. В то время, когда Хью Хаксли проводил свои исследования при помощи электронного микроскопа, Эндрю Хаксли использовал интерференционный микроскоп для изучения характеристик мышечных волокон лягушки во время сокращения и расслабления. Он обнаружил, что во время сокращения светлый диск становился короче, тогда как длина темного диска не изменялась; в то же время бледная Н-зона в темном диске сужалась и могла вообще исчезнуть. Оба ученых независимо друг от друга выдвинули предположение, что полученные ими результаты можно объяснить скользящим движением филаментов актина и миозина относительно друг друга.

. Слайд 8 Теория скольжения филаментов сегодня является общепризнанной.

  Кратко ее сущность состоит в том, что. Раздвижная теория нити объясняет механизм мышечного сокращения на основе мышечных белков , которые скользят мимо друг друга , чтобы произвести движение. Согласно теории скольжения нитей, миозин (толстые нити) мышечных волокон скользят мимо актиновых (тонких) нитей во время сокращения мышц, в то время как две группы нитей , остаются на относительно постоянной длине.. До 1950 - х годов было несколько конкурирующих теорий о сокращении мышц, в том числе электрического притяжения, сворачивания белка и модификации белков. Новая теория непосредственно вводить новую концепцию , называемая кросс-мост теория, которая  объясняет молекулярный механизм скольжения нити. Кросс-мост теория утверждает , что актин и миозин образуют белковый комплекс путем присоединения миозина головы на нити актина, образуя таким образом своего рода поперечный мост между двумя нитями. Эти две взаимодополняющие гипотезы оказалась правильными, и теперь это общепринятое объяснением механизма движения.

Слайд.9.Давайте,еще раз вспомним как выглядит молекула миозина. Головка миозина присоединяется к актину и обладает ферментативной способностью.

Слайд10. Миозиновые филаменты образованы повторяющимися молеку­лами белка миозина . Каждая молекула миозина имеет головку и хвост . Головка миозина может связываться с молекулой актина, образуя так называемый поперечный мостик .

Слайд 11.Форма отдельной молекулы миозина напоминает клюшку для гольфа с двумя головками. Головка  молекулы миозина способна двигаться вперед и назад, обеспечивая мышечное сокращение. На головке миозина имеется два связывающих участка .Один из них связывается с АТФ .Второй участок связывается с актином. Возникла теория ,что головки миозиновых нитей ,служат крючками и прикрепляются к F-актину, образуя поперечные мостики.

Слайд 12. Актиновый филламент внешне напоминает две нитки бус, закрученные в двойную спираль, где каждая бусина – молекула белка актина .

Слайд 13. В углублениях актиновых спиралей на равном расстоянии друг от друга лежат молекулы белка тропонина , соединенные с нитевидными молекулами белка тропомиозина.

Слайд 14.Согласно теории скольжения нитей, мышечное сокращение происходит благодаря скользящему движению актиновых и миозиновых филаментов друг относительно друга. Механизм скольжения нитей включает несколько последовательных событий.

•  Головки миозина присоединяются к центрам связывания актинового филламента ).

•  Взаимодействие миозина с актином приводит к перестройкам молекулы миозина. Головки приобретают АТФазную активность и поворачиваются на 120 ° . За счет поворота головок нити актина и миозина передвигаются на «один шаг» друг относительно друга (рис. 2, Б).

•  Рассоединение актина и миозина и восстановление конформации головки происходит в результате присоединения к головке миозина молекулы АТФ и ее гидролиза в присутствии  иона Са+.

•  Цикл «связывание – изменение конформации – рассоединение – восстановление конформации» происходит много раз, в результате чего актиновые и миозиновые филаменты смещаются друг относительно друга, Z -диски саркомеров сближаются и миофибрилла укорачивается .

В состоянии покоя скольжения нитей в миофибрилле не происходит, так как центры связывания на поверхности актина закрыты молекулами белка тропомиозина (рис. 3, А, Б). Возбуждение (деполяризация) миофибриллы и собственно мышечное сокращение связаны с процессом электромеханического сопряжения, который включает ряд последовательных событий.

Подведя итог мы можем сказать ,что  мышечное сокращение – это энергозависимое и регулируемое ионами кальция скольжения сократительных белков миозина и актина.

Скачано с www.znanio.ru