Esplorare la contrazione muscolare

Terza e ultima “puntata” sul sistema scheletrico e muscolare.  Ancora una volta ho approfittato del metodo Pogil per esplorare l’anatomia di un sarcomero e fare anche un accenno alla fisiologia della contrazione che poi ho spiegato in classe in modo più tradizionale. Come vi ho già detto altre volte credo che questo sistema sia davvero efficace, soprattutto quando l’esplorazione diretta in laboratorio è difficile o, come in questo caso, impossibile. Questo metodo, infatti, costringe gli studenti a “vedere” cose che la semplice osservazione di una figura, anche se accompagnata dalla spiegazione dell’insegnante, non riesce a mostrare.

L’attività in questione è tradotta e adattata dal libro “Fifteen POGIL Activities for Introductory Anatomy and Physiology Courses” Di Murray Jensen, Anne Loyle e Allison Mattheis, che ho acquistato tempo fa direttamente dal sito del POGIL. Come per tutte le attività inquiry-based i ragazzi hanno lavorato utilizzando solo le loro preconoscenze e il ragionamento. Non hanno ricevuto alcuna spiegazione precedente nè potevano utilizzare il libro di testo o internet. L’attività è stata fatta in classe per garantire queste condizioni.

ANATOMIA DI UN SARCOMERO

Al microscopio, un muscolo scheletrico appare formato da migliaia di fibre muscolari disposte parallelamente tra loro. Una singola fibra muscolare è una cellula allungata, dotata di molti nuclei. Ciascuna fibra muscolare contiene al suo interno un fascio di miofibrille (myofibrils) formate da varie unità funzionali chiamate sarcomeri (sarcomere), costituiti da proteine contrattili, tra cui actina e miosina. Ciascun sarcomero è lungo approssimativamente 2m.

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I ragazzi hanno analizzato questa immagine e risposto ad alcune domande:

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  1. Nel disegno, indica lo spesso filamento orizzontale con il nome “filamento spesso”.
  2. Indica il filamento orizzontale più sottile con il nome “filamento sottile”.
  3. Quanti sarcomeri sono rappresentati in questo modello?
  4. Basandoti sulle tue osservazioni sulla posizione dei filamenti spessi e sottili, descrivi ciascuno dei seguenti:
  • banda A
  • banda I
  • zona H
  • linea Z
  • Linea M
  1. Descrivi in che cosa differiscono la zona H e la banda A.
  1. Secondo te, quanti sarcomeri ci sono in una cellula muscolare del tuo quadricipite?
  1. In un muscolo dell’occhio pensi che ce ne siano di più o di meno?

 

CONFRONTO TRA SARCOMERI RILASSATI E CONTRATTI

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  1. Nelle Figure 1 e 2, indica le bande A, le bande I e le zone H. Misura e annota in tabella la lunghezza (in mm) di queste strutture e lo spessore dei filamenti spessi e dei filamenti sottili:

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  1. In gruppo discutete i dati inseriti nella tabella della domanda 8 e descrivete cosa accade ai filamenti spessi e sottili quando il muscolo si contrae.
  2. In gruppo, osservate le Figure 1 e 2 del Modello 2. Secondo voi perchè c’è un limite nella quantità di accorciamento che può verificarsi in un sarcomero durante la contrazione muscolare?

 

SEZIONE TRASVERSALE DI UN SARCOMERO

I disegni della figura sono sezioni trasversali di un sarcomero che mostrano i filamenti in posizioni diverse al suo interno.

1.png

Figura A                                       Figura B                                      Figura C

  1. Indica i filamenti spessi e sottili nelle Figure A, B e C.

 

  1. Nel diagramma sottoriportato ci sono tre sarcomeri.

1a. Nel primo sarcomero sulla sinistra, identifica la posizione della sezione trasversale della Figura A del Modello 3, disegna una linea verticale e indicala con una A.

b. Nel sarcomero centrale, identifica la posizione della sezione trasversale indicata dalla Figura B del Modello 3, disegna una linea verticale e indicala con una B.

c. Nel terzo sarcomero, a destra, identifica la posizione della sezione trasversale indicata dalla Figura C del Modello 3, disegna una linea verticale e indicala con una C.

  1. Quale delle figure (A, B o C) rappresenta una sezione trasversale della zona H?
  1. Quale delle figure (A, B o C) rappresenta una sezione trasversale della banda I?
  1. Quale delle figure (A, B o C) rappresenta una sezione trasversale della banda A?
  1. Nella figura sottoriportata, ombreggia con la matita l’area della banda A e identifica la posizione della banda I.

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  1. Quando si osserva al microscopio un muscolo scheletrico, si possono vedere facilmente le striature chiare e scure della fibra muscolare. Sulla base delle ombreggiature nella figura soprariportata e in quella sotto, ipotizza da cosa sono formate le bande scure e chiare nella fibra muscolare osservata al microscopio.

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  1. Nella figura sopra indica la banda A, la banda I, la linea Z e un sarcomero.
  2.  Per spiegare la fisiologia della contrazione muscolare viene utilizzata la teoria dello scorrimento dei filamenti. Sulla base di quanto avete imparato in questa attività scrivete una descrizione di ciò che afferma la teoria dello scorrimento dei filamenti relativamente ai filamenti spessi e sottili.
  1. Secondo voi, come fanno i muscoli ad aumentare dimensioni?

 

A CASA

Ho dato da guardare il video di Jeffrey Siegel “What makes muscles grow? sul canale TED-ED e in classe, la lezione successiva, abbiamo messo a confronto le risposte date in classe alla domanda n.20 con quanto avevano appreso nel video.

Quindi, ho approfondito la spiegazione della fisiologia della contrazione muscolare. Nell’attività originale non è presente la versione per il docente con le risposte alla domande per cui se siete interessati a riproporre questa attività con le vostre classi scrivetemi e vi invierò la scheda. 🙂

LINK UTILI per animazioni e video:

Un pensiero su “Esplorare la contrazione muscolare

  1. Pingback: Il potenziale d’azione dei muscoli | IBSE e dintorni

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