Лабораторная работа по биологии утомление мышц. Выполнение работы

Цель: Выяснить различие между статической и динамической работой.

Данные исследования занесите в таблицу

Опыт 1

Опыт 2

Лабораторная работа Тема: Выявление нарушения осанки

Цель: Выявить возможное нарушение осанки

Лабораторная работа Тема: Выявление плоскостопия

Цель: Выявить возможное плоскостопие

Тема: Работа скелетных мышц и их регуляция

Цель: познакомить с условиями, необходимыми для функционирования мышц; раскрыть условия повышения работоспособности мышц.

Оборудование : таблица «Скелетные мышцы», презентация " Работа скелетных мышц и их регуляция ", учебник: Биология. Человек. 8 класс.

/Д. В. Колесов, Р. Д. Маш, И. Н. Беляев.

ХОД УРОКА

I. Организационный этап.
II. Изучение нового материала. III. Лабораторная работа (Приложение № 1).

1. Почему мышца способна сокращаться с различной силой?
2. Что такое тренировочный эффект и как он достигается?
3. Как работают мышцы-антагонисты в динамическом и статическом режиме?

Двигательная единица.

Мышечное волокно скелетной способно сократиться лишь после того, как получит нервные сигналы от исполнительного (моторного) нейрона из центральной нервной системы. Один моторный нейрон и связанные с ним мышечные волокна называются двигательной единицей. Если в действие включается небольшое количество двигательных единиц, сокращение слабое, если количество двигательных единиц увеличено, сокращение мышц становится более сильным. Однако при самом сильном сокращении хорошо тренированного человека единомоментно работает небольшой процент единиц. При длительном сокращении они работают поочередно сменяя друг друга: сначала одна группа, потом другая, потом третья и т. д.

Изменение мышцы при тренировках.

В начале тренировок успех нарастает довольно быстро за счет увеличения числа двигательных единиц, включающихся в действие одномоментно. Затем результаты нарастают медленнее, потому что начинают перестраиваться сами мышечные волокна. В них увеличивается число сократительных нитей и митохондрий, при этом число самих волокон и их ядер не меняется. Это явление называют тренировочным эффектом. Он возможен при напряжении, близком к максимальному, достаточном отдыхе и рациональном питании.

Энергетика мышечного сокращения.

Нервная система лишь дает импульс для начала и прекращения работы данной мышечной группы волокон. Энергия, за счет которой сокращается мышечное волокно, выделяется в результате биологического окисления органического вещества, содержащегося в самом волокне. Основным энергетическим веществом для работы мышц является глюкоза, но при интенсивной нагрузке окисляются и вещества, содержащиеся в клеточных мембранах. Однако при этом в образуется много веществ, способных компенсировать потери. Поэтому после работы во время отдыха восстанавливается много больше того, что было израсходовано. Возникает тренировочный эффект, при котором синтез обгоняет распад. Но это происходит лишь в том случае, если физическое напряжение близко к предельному, а отдых и рациональное питание достаточны. Изнуряющий труд без необходимого отдыха и питания к успеху не приводит, так же как и бездействие.

Недостаток подвижности - гиподинамия.

Малая подвижность снижает активность биологического окисления, перестают в достаточном количестве вырабатываться вещества, богатые энергией, за счет которых образуются клеточные структуры: митохондрии, сократительные нити, мембраны клетки. Мышцы становятся дряблыми, теряют былую силу. Из костей уходят соли кальция. Они поступают в кровь, связываются с содержащимся там органическим веществом холестерином и образуют наросты на внутренних стенках сосудов, нарушающие кровообращение. Это называется атеросклерозом. Человек становится слабым и вялым.

Регуляция работы мышц-антагонистов.

Чтобы лучше представить себе работу нервной системы, регулирующей мышечные сокращения, рассмотрим, как взаимодействуют нервные центры при сгибании и разгибании руки в локтевом суставе, а также при фиксации костей предплечья для удержания груза (рис. 37).

Если к двуглавой мышце приходят из нервного центра возбуждающие сигналы и она сокращается, то трехглавая мышца расслабляется - не мешает действию двуглавой мышцы. Если сокращается трехглавая мышца, то расслабляется двуглавая и не мешает разгибать руку. Такая координация движений происходит не в самих мышцах, а в нервных центрах, управляющих мышцами.

Но что произойдет, если требуется зафиксировать руку в нужном положении? Тогда возбудятся нервные центры всех мышц, участвующих в движении костей данного сустава. Двуглавая и трехглавая мышцы в этом случае сократятся одновременно. Кости предплечья прижмутся к плечевой кости, и движение в суставе прекратится. Кости станут неподвижными относительно друг друга. Бывшие мышцы-антагонисты станут работать как синергисты.

Динамическая и статическая работа.

В разных жизненных ситуациях одни и те же мышцы человека могут совершать разную работу. Работа, связанная с перемещением тела или груза, называется динамической. Работа, связанная с удержанием определенной позы или груза, называется статической.

Наиболее утомительна статическая работа, требующая сохранения однообразной позы или длительного удержания груза. Поэтому в конструкциях машин предусматриваются удобные кресла, снимающие хотя бы часть статических нагрузок. Наличие на сиденье спинки позволяет разгрузить мышцы спины, подлокотники снимают напряжение мышц рук и туловища.

Двигательная единица, исполнительный (моторный) нейрон, тренировочный эффект, биологическое окисление, динамическая и статическая работа, гиподинамия.

1. Почему в начале тренировок происходит значительное улучшение спортивных результатов, а потом они нарастают медленнее?
2. За счет чего при тренировках возрастает точность мышечных сокращений?
3. Поясните различие между динамической и статической работой.

Лабораторная работа № 4

Утомление при статической и динамической работе

Оборудование: секундомер, груз 1,5 кг, 3 кг (если взят портфель с книгами, то надо предварительно определить его массу).

Цель: Наблюдение признаков утомления при статической и динамической работе. Выясните, за какое время наступает предельное утомление.

Ход работы

1. Испытуемый становится лицом к классу, вытягивает руку в сторону строго горизонтально. Мелом на доске отмечается тот уровень, на котором находится рука. После приготовлений по команде включается секундомер, и испытуемый начинает удерживать груз на уровне отметки. Начальное время указывается в первой строчке таблицы. Затем определяются фазы утомления и также проставляется их время. Выясняется, за какое время наступает предельное утомление. Этот показатель записывается.

2. Испытуемый поднимает тот же груз(1,5 кг, 3 кг) до сделанной метки и опускает его. Наблюдайте, за какое время произойдет утомление.

3. Результаты опыта оформите в таблице.

Протокол опыта

Статическая работа Признаки утомления Время
Отсутствие утомления Рука с грузом неподвижна
Предельное утомление Рука с грузом опускается; опыт прекращается

Динамическая работа Признаки утомления Время

Отсутствие утомления Рука с грузом легко поднимается и опускается
Первая фаза утомления Рука опускается, затем рывком поднимается на прежнее место
Вторая фаза утомления Дрожание рук, потеря координации, пошатывание корпуса, покраснение лица, потоотделение
Предельное утомление Рука с грузом опускается-поднять груз не удается; опыт прекращается

Для достижения высокой производительности физической работы важны:......

Как лучше нести груз: без отдыха попеременно правой и левой рукой, или одной правой, а потом, отдохнув минуту, груз снова нести в этой же руке?

Почему при стирке белья спина устает больше, чем руки?

I V. Подведение итогов. Д/з: п 14.

Цель: показать, что статическая работа является более утомительной, чем динамическая.

Оборудование : секундомер, груз массой 1,5 или 3 кг.

Обучающийся должен:

Знать: фазы и виды утомления; особенности утомление при статической и динамической работе; факторы, влияющие на развитие утомления.

Уметь : определять утомление при статической и динамической работе.

Теоретические сведения

Любая физическая работа в крайних значениях может быть подразделена на динамическую и статическую. Чаще же статическая работа является временным элементом в одном из циклов динамической работы.

Динамическая работа – работа, при которой мышцы приводят в движение части тела человека, и тело перемещается в отношении опоры, земной или водной поверхности. Эта работа имеет физическое выражение, может быть определен коэффициент полезного действия. В ее основе лежит ауксотоническое сокращение мышц, где укорочение мышцы сочетается с развитием в ней напряжения.

Мышечные усилия (но не сокращения) могут быть подразделены на: 1) поддерживающие, преодолевающие и уступающие, 2) концентрические (укорочение мышц) и эксцентрические (удлинение мышц).

Статическая работа (статическое усилие) обеспечивает поддержание позы; для нее характерно более или менее длительное напряжение одних и тех же мышц, без видимого движения. В основе статической работы лежит изометрический режим сокращения, где нет укорочения мышцы (изменение длины) при развитии напряжения. В этих условиях нарушается кровообращение в мышцах в связи с тем, что напряженные мышечные волокна пережимают мелкие кровеносные сосуды. В результате этого в мышцах развивается гипоксимия, накапливаются продукты обмена, что и ведет к непроизвольному прекращению статического усилия. Кратковременность статического усилия, а также затруднение кровообращения, а иногда и дыхания при нем, ведет к тому, что усиление дыхания и кровообращения развивается после окончания статической работы (так называемый феномен статической работы).
Статическое усилие может сопровождаться натуживанием. Натуживание связано с резким повышением внутрибрюшного и внутригрудного давления (в связи с напряжением брюшных мышц и диафрагмы).
Длительная мышечная работа приводит к мышечному утомлению. Утомление - временное снижение работоспособности (клетки, органа или всего организма), наступающее в результате работы и исчезающее после отдыха.

Статическая нагрузка быстрее приводит к утомлению, чем динамическая. Динамическая нагрузка характеризуется быстрым изменением во времени ее значения и приводит к чередованию сокращения и расслабления мышц. При статической работе, например при удерживании груза, мышцы находятся в напряженном состоянии длительное время. При этом импульсы поступают к мышечным волокнам с большой частотой, поэтому каждый очередной нервный импульс приходит к мышце раньше, чем она успеет расслабиться после предыдущего импульса.

В развитии утомления, возникающего при мышечной работе, ведущую роль играет не усталость самих мышц (периферический механизм утомления), а особое состояние двигательных нервных центров (центральный механизм утомления). Отсюда становится ясно, почему физическая работоспособность так зависит от настроения. Если работа выполняется с интересом, утомление наступает не так скоро. Убедительным доказательством ведущей роли состояния нервных центров в развитии утомления (центральный механизм утомления) являются результаты описываемого эксперимента. Человек, находящийся под гипнозом, быстро устает и обливается потом, поднимая легкую корзинку, если ему внушили, что у него в руках тяжелая гиря. И, наоборот, легко и долго ритмично поднимает гирю, если, находясь под гипнозом, думает, что у него в руках легкая корзинка.
С состоянием двигательных нервных центров связано и другое явление. Когда одно и то же движение попеременно выполняется правой и левой рукой, усталость возникает не так скоро, как в случае, если то же движение и в том же ритме осуществляется только одной рукой. Поэтому для восстановления работоспособности какой-нибудь группы мышц более благоприятен не полный покой, а интенсивная работа другой мышечной группы.

Великий русский физиолог Иван Михайлович Сеченов называл такой отдых «активным отдыхом». Преимущество активного отдыха И. М. Сеченов рассматривал как доказательство преобладания центральных механизмов в развитии утомления над периферическими.
При динамической работе скорость утомления зависит от двух показателей - физической нагрузки, падающей на мышцу, и от ритма работы, т. е. от частоты мышечных сокращений.
При увеличении нагрузки или при учащении ритма мышечных сокращений утомление наступает быстрее. Влияние этих условий на объем выполненной работы изучал в начале нашего века И. М. Сеченов. Оказалось, что если увеличивать нагрузку, интенсивность выполняемой работы возрастает, но только до определенного уровня, а затем снижается. Мышечная работа достигает максимального объема при средних нагрузках и средних скоростях сокращения мышц. Таким образом, И. М. Сеченовым были заложены основы новой науки - гигиены труда.

Различают две фазы утомления:
1 компенсированную (когда нет явно выраженного снижения работоспособности из-за того, что включаются резервные возможности организма);
2 некомпенсированную (когда резервные мощности организма исчерпаны и работоспособность явно снижается).

Систематическое выполнение работы на фоне недовосстановления, непродуманная организация труда, чрезмерное нервно-психическое и физическое напряжение могут привести к переутомлению, а следовательно, к перенапряжению нервной системы, обострениям сердечно- сосудистых заболеваний, гипертонической и язвенным болезням, снижению защитных свойств организма. Физиологической основой всех этих явлений является нарушение баланса возбудительно- тормозных нервных процессов.
Умственное переутомление особенно опасно для психического здоровья человека, оно связано со способностью центральной нервной системы долго работать с перегрузками, а это в конечном итоге может привести к развитию запредельного торможения, к нарушению сна, разлаженности взаимодействия вегетативных функций.

Важным средством борьбы с переутомлением является рациональный режим труда и отдыха или организация в строго определенное время рабочего дня краткосрочных перерывов, которые устраиваются с учетом характера трудового процесса. Полноценный отдых заключается не в безделье, а должен чередоваться с двигательной активностью и сменой деятельности.
Одним из действенных средств длительного сохранения работоспособности в течение рабочего дня является четкий ритм трудовой деятельности.
Работа, выполняемая ритмично, примерно на 20% менее утомительна, чем неритмичная работа такой же тяжести.
При проведении мероприятий по предупреждению утомления важное место должно отводиться устранению лишних движений, рациональной организации рабочего места, позволяющей не только экономить движения, но и работать в нормальной позе, исключающей статические напряжения мышц.

Известно, что нервная клетка является источником двигательных импульсов и трофических влияний. В процессе мышечной деятельности, как в нервной клетке, так и в мышцах расходуются источники энергии и изменяются условия внутренней среды организма. Поэтому во время развивающегося утомления состояние нервной клетки зависит от процессов, происходящих как в самой нервной клетке, так и в работающих органах.
На развитие утомления влияет:
- ухудшение кровоснабжения мышц;
- угнетение активности ферментов;
- изменения рецепторов и сократительных структур мышцы;
- нарушение гормональной функции эндокринного аппарата;
- кислородное голодание тканей.
Снижение во время работы интенсивности деятельности вегетативных систем, и в частности желез внутренней секреции, во многих случаях является не результатом полного исчерпывания источников энергии, а имеет предупредительный характер, предохраняя организм от дальнейшего истощения.

Различают четыре основных вида утомления:
1) умственное (например, при игре в шахматы);
2) сенсорное (например, у спортсменов-стрелков при напряженной функции анализаторов);
3) эмоциональное (эмоции – неразлучные спутники спортивной деятельности);
4) физическое (в результате напряженной мышечной деятельности).

В зависимости от числа мышц, участвующих в работе, физическое утомление разделяют на три вида:
1) локальное;
2) региональное;
3) глобальное.

Помогите с лабораторной работой по биологии 8 класс "Утомление при физической работе" .

Ответ:

при динамической работе попеременно работают мышцы сгибатели и разгибатели поэтому утомление наступает медленнее, а при статической работе мышцы утомляются быстро, т.к. постоянно находятся в напряжении

Похожие вопросы

• Бабушка посадила на первой грядке а кустов клубники,на второй грядке на b кустов больше,чем на первой.а на третьей на c кустов меньше,чем на первой.Сколько всего кустов клубники высадили бабушка?Составить выражение
• В стеклянную банку наливают V0=540 мл воды, а затем её замораживают. Каким должен быть минимальный объём банки V, чтобы при превращении воды в лёд она не лопнула? Плотность воды 1 г/см3, а плотность льда 0,9 г/см3. Ответ выразить в мл, округлив до целых.
• 4. Раскройте скобки, употребляя глаголы в Present Continuous или в Present Simple. 1.What you (to do) here now? - We (to listen) to tape-recordings. 2. You (to want) to see my father? - Yes, I__3. Michael (to know) German rather well. He (to want) to know English, too, but he (to have) little time for it. 4. What magazine you (to read)? - It (to be) a French magazine. There (to be) good articles on sports here. You (to be) interested in sports? - Yes, I. ___But I (not to know) French. 5. We (to have) an English lesson now. 6. Lena usually (to prepare) her homework at the institute? - No, she___. As a rule, she (to work) at home. - And what she (to write) now? -Oh, she (to write) an article for our wall newspaper. 7. Who that man (to be) who (to stand) in the doorway? - You (not to recognize) him? It (to be) John, my cousin. 8. I (to have) no time now, I (to have) dinner. 9. Your family (to leave) St. Petersburg in summer? - Yes, we always (to go) to the sea-side. We all (to like) the sea. Mother (to stay) with us to the end of August, but father (to return) much earlier. 10. Where Tom and Nick (to be) now? - They (to have) a smoke in the garden.
• Вывести все правильные скобочные выражения длиной N, состоящие из круглых и квадратных скобок. Ввод В первой строке находится единственное число N. Вывод Каждое выражение выводится в отдельной строке. Ограничения 1 ≤ N ≤ 14, N - четное. Вывести все правильные скобочные выражения длиной N, состоящие из круглых и квадратных скобок. Ввод В первой строке находится единственное число N. Вывод Каждое выражение выводится в отдельной строке. Ограничения 1 ≤ N ≤ 14, N - четное.

Мышечная система. Работа №6 Сравните скорость утомления мышц при статической и динамической работе «помощник»: Возьмите в руку гантелю(1кг) и отведите руку в сторону до горизонтального положения. Отметьте время наступления утомления(рука с грузом начинает опускаться). Отдохните. Теперь поднимайте и опускайте груз. Когда наступает утомление в этом случае? Сделайте вывод о влиянии вида работы на утомление мышц. При снижении физических нагрузок мышцы уменьшаются в объёме и размерах. При этом сокращается поступление питательных веществ, кислорода к тканям, органам и вывод продукта обмена. В результате замедляется рост и развитие организма, снижаются иммунитет, выносливость и работо-способность, ускоряется процесс старения.

Биология 8 класс

«Строение спинного мозга» - Что находится в задних рогах спинного мозга. Оболочки мозга. Работа над понятиями. Работа с тетрадью. Спинномозговой канал. Работа в тетради. Какие две основные функции выполняет спинной мозг. Строение спинного мозга. Заполни таблицу. Особенности строения спинного мозга. Рассмотрите рисунок. Схема строения нервной системы. Спинной мозг. Верные суждения. Сокращения скелетной мускулатуры.

«Тест по анатомии» - Мышцы. Ткань, клетки которой плотно прилегают друг к другу. Ткань, в котрой имеется хорошо развитое межклеточное вещество. Совокупность клеток и межклеточного вещества. Главная часть клетки человеческого организма. Тестовые задания по биологии. Органоид клетки, выполняющий функцию разрушения. Назовите органы пищеварительной системы. Роговица глаза. Обмен веществ и энергии. Белки, углеводы, вода. Органоид клетки, выполняющий функцию транспорта веществ.

«Ферменты человека» - После добавления кристаллов соды. Пищеварение углеводов. Действие температуры. Ферментативная активность при высоких температурах. Теория индуцированного соответствия. Система свертывания крови. Продукты реакции. Температурный диапазон. Строение клетки человека. Ферменты. Роль ферментов в пищеварении. Лабораторная работа «Белки». Активаторы фермента. Строение фермента. Работа фермента. Классификация ферментов.

«Растительный мир России» - Тундра. Растительный и животный мир нашей страны. Растения степи. Степь. Растения тундры. Растения тайги. Пустыни. Смешанные леса. Растения смешанных лесов. Луга. Болота. Растительный мир России. Флора России. Растительный мир. Типы растительности. Тайга. Растения пустыни.

«Близорукость и дальнозоркость» - Операция по восстановлению зрения. Преломление лучей света. Роговица и хрусталик. Дальнозоркость. Симптомы близорукости. Преломление лучей света при дальнозоркости. Близорукость и дальнозоркость. Симптомы дальнозоркости. Близорукость. Фокус.

«Кровь как внутренняя среда организма» - Эритроциты. Плазма крови. Кровь как компонент внутренней среды организма. Внутренняя среда организма. Тромбоциты. Лейкоциты. Свертываемость крови. Внутренняя среда. Кровеносная система человека. Характеристика групп крови. Переливание крови.