ДВИЖЕНИЕ МЫШЦ
Скелетная мышца состоит из волокон, а волокно — из последовательно соединённых структурных единиц — саркомеров. В саркомере расположены тонкие нити белка актина и толстые нити белка миозина. При сокращении головки миозина прикрепляются к актину и подтягивают тонкие нити между толстыми; длина самих нитей при этом не меняется. После каждого «гребка» для отсоединения головки миозина от актина необходима молекула АТФ. Сигналом к сокращению служит выход ионов кальция в цитоплазму волокна. Длина покоящегося саркомера — 2,4 мкм, при сокращении — 1,8 мкм. Рассмотрим одну цепочку из 10 000 последовательно соединённых саркомеров (1 мм = 1000 мкм).
Мышцы действуют на кости как на рычаги. Сухожилие двуглавой мышцы (бицепса) прикреплено к лучевой кости на расстоянии 4 см от локтевого сустава (оси вращения). В кисти, на расстоянии 32 см от сустава, неподвижно удерживают груз массой 2 кг. Примите g = 10 Н/кг, массу предплечья не учитывайте, предплечье считайте рычагом, находящимся в равновесии.
При работе мышцы только около 25% химической энергии, высвободившейся при расщеплении АТФ, переходит в механическую работу, остальная часть превращается в тепло. За время упражнения мышца израсходовала 480 кДж химической энергии.
На сколько миллиметров укорачивается при сокращении цепочка из 10 000 последовательно соединённых саркомеров?
Показать ответ и разборСкрыть ответ и разбор
Верный ответ
- D6 мм
Разбор
Длина цепочки в покое: 10 000 · 2,4 мкм = 24 000 мкм = 24 мм. После сокращения: 10 000 · 1,8 мкм = 18 000 мкм = 18 мм. Укорочение равно 24 − 18 = 6 мм. Значения «24 мм» и «18 мм» — это длины цепочки до и после сокращения, а «0,6 мм» получается при ошибке в переводе единиц.