6 Bewegungsapparat Aufgaben zum Biobuch

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1 6 Bewegungsapparat 6.1 Das Skelett Aufgabe 6.1 1: a) Nenne die Gewebe, die am Aufbau eines Röhrenknochens beteiligt sind. b) Erläutere mit zwei bis drei Sätzen Bau und Funktion der Spongiosa. Aufgabe 6.1 2: Ergänze die rechte Seite des Skeletts ordne jedem Teil seinen Buchstaben zu! a) Schädel b) Schlüsselbein c) Schulterblatt d) Rippen e) Oberarmknochen f) Elle g) Speiche h) Handwurzelknochen i) Mittelhandknochen j) Fingerknochen k) Oberschenkelknochen l) Kniescheibe m) Schienbein n) Wadenbein o) Fusswurzelknochen p) Mittelfussknochen q) Zehenknochen r) Becken s) Kreuzbein t) Brustbein u) Wirbelsäule Ws/Sy/Zö 15. Dezember

2 6.2 Das Knochengewebe und das Knorpelgewebe Aufgabe 6.2 1: Ergänze die folgende Tabelle über Knochen und Knorpelgewebe. Knorpelgewebe Knochengewebe Struktur Stützgewebe, in denen die Zellen von viel. umgeben sind. Zellverbindungen Fasern... oder Grundsubstanz Nicht regelmässig strukturiert Interzellularmasse bildet. Zusammensetzung der Grundsubstanz 65 % 32%. 3% 25 %. 25 %. 50%.. Blutgefässe / Nerven Aufgabe 6.2 2: a) Nenne Argumente für die Behauptung, ein Knochen sei ein lebendes Organ. b) Woraus besteht die Knochensubstanz? c) Beschreibe mithilfe einer Skizze den Bau eines Osteons. d) Wie kann sich die Bälkchenstruktur ändern? e) Warum soll man einen Knochen, der über Wochen eingegipst war, etwas schonen? f) Warum hilft die Einnahme von Calciumsalzen gegen Knochenentkalkung nicht immer? Aufgabe 6.2 3: Die Röhrenknochen in unseren Armen und Beinen sind stark und können sowohl hohen Kompressions als auch Biegekräften widerstehen, weil... a) sie massive Stäbe aus kompakter Knochensubstanz sind. b) ihre extrazelluläre Matrix Calciumcarbonatkristalle enthält. c) ihre extrazelluläre Matrix vorwiegend Kollagen und Polysaccharide enthält. d) sie eine sehr hohe Osteoklastendichte aufweisen. e) sie aus leichter spongiöser Knochensubstanz mit einem inneren Gerüst aus Stützelementen bestehen. 6.3 Die Knochenbildung und das Knochenwachstum Aufgabe 6.3 1: Warum wirkt sich ein zu hoher Spiegel des Wachstumshormons bei Jugendlichen anders aus als bei Personen über 20? 6.4 Die Knochenverbindungen, Gelenke Aufgabe 6.4 1: Beschreibe mit Stichworten die Aufgabe von Ws/Sy/Zö 15. Dezember

3 a) Sehnen. b) Gelenkknorpel. c) Gelenkkapsel. Aufgabe 6.4 2: Was für eine Verbindung besteht zwischen den Epiphysen und der Diaphyse eines Röhrenknochens während des Wachstums? Aufgabe 6.4 3: Wenn Du das Kiefergelenk als Hebelsystem mit dem Kniegelenk vergleichst,... a) kann das Kiefergelenk grössere Kompressionskräfte entwickeln. b) ist in beiden Gelenken das Verhältnis von Kraftarm zu Lastarm in etwa gleich. c) weist das Kniegelenk eine grössere Fähigkeit zur Rotation auf. d) ist beim Kniegelenk das Verhältnis von Kraftarm zu Lastarm grösser. e) ist nur das Kiefergelenk ein Scharniergelenk. 6.5 Die Muskulatur Aufgabe 6.5 1: Zeichne ein Muskelmännchen und benenne daran alle Muskeln aus dem Skript. Ws/Sy/Zö 15. Dezember

4 6.6 Das Muskelgewebe Aufgabe 6.6 1: Muskelaufbau Untersuchungen zum Feinbau: a) Ordne den Ziffern die entsprechenden Fachtermini zu! b) Nimm kritisch zu folgender Aussage Stellung: Bei der Muskelkontraktion verkürzen sich die Myofibrillen bzw. die Actinfilamente und die Myosinfilamente! Aufgabe 6.6 2: Ordne folgende Strukturen eines Skelettmuskels nach ihrer Dicke: a) Actinfilament Ws/Sy/Zö 15. Dezember

5 b) Faserbündel c) Muskelfibrille d) Muskelfaser e) Myosinfilament f) Sarkomer Aufgabe 6.6 3: Wodurch sind folgende Strukturen begrenzt? a) Muskel b) Muskelfaserbündel c) Muskelfaser Aufgabe 6.6 4: Nenne die drei Muskeltypen und ordne jedem die zutreffenden Eigenschaften aus der folgenden Liste zu, indem Du die entsprechenden Buchstaben notierst: a) einkernig b) quergestreift c) willkürlich d) Muskelfibrillen parallel gebündelt e) Muskelfibrillen vorhanden f) vom veg. NS reguliert g) mit Blutgefässen h) verzweigt i) Kerne direkt unter der Membran Aufgabe 6.6 5: Glatte Muskelzellen unterscheiden sich von Skelett und Herzmuskelzellen dadurch, dass... a) sie als Schrittmacher für rhythmische Kontraktionen wirken können. b) Kontraktionen von glatter Muskulatur nicht auf Wechselwirkungen zwischen benachbarten Actinfilamenten zurückgehen. c) benachbarte Zellen elektrisch durch Gap Junctions verbunden sind. d) benachbarte Zellen eng durch Glanzstreifen verbunden sind. e) die Membranen von glatten Muskelzellen durch Dehnung depolarisiert werden. Aufgabe 6.6 6: Schnelle Muskelfasern unterscheiden sich dadurch von langsamen Muskelfasern, dass... a) sie häufiger in der Beinmuskulatur von Spitzensprintern zu finden sind. b) sie mehr Mitochondrien enthalten. c) sie nicht so leicht ermüden. d) ihre Zahl stärker von Training als von genetischer Vererbung abhängt. e) sie häufiger in der Beinmuskulatur von Schilangläufern zu finden sind. Aufgabe 6.6 7: Welche Aussage über die Struktur von Skelettmuskeln ist richtig? a) Die hellen Banden des Sarkomers sind die Regionen, wo Actin und Myosinfilamente überlappen. b) Wenn sich ein Muskel kontrahiert, verlängert sich die A Bande des Sarkomers. Ws/Sy/Zö 15. Dezember

6 c) Die Myosinfilamente sind in den Z Scheiben verankert. d) Wenn sich ein Muskel kontrahiert, verkürzt sich die H Zone des Sarkomers. e) Das Cytosol der Muskelzelle ist im sarkoplasmatischen Reticulum enthalten. 6.7 Die Muskelkontraktion Aufgabe 6.7 1: Gleitfilamentmodell der Muskelkontraktion a) Ordne den Ziffern 1 bis 4 die entsprechenden Begriffe zu. b) Beschreibe mithilfe der Abbildungen die Gleitfilamenthypothese der Muskelkontraktion! c) Welche Aspekte der Muskelkontraktion werden durch die abgebildete Modellvorstellung nicht erfasst bzw. erklärt? Aufgabe 6.7 2: a) Warum verändert sich das Streifenmuster einer Muskelfaser bei der Kontraktion? d) Um wie viel verkürzt sich eine 10 cm lange Muskelfaser, wenn sich die Actinfilamente der 2.5 µm langen Sarkomere um 0.25.µm verschieben? Aufgabe 6.7 3: Beschreibe mit wenigen Sätzen die Wirkung und das Schicksal eines ATP Moleküls in der Muskelfibrille. Aufgabe 6.7 4: Erkläre mithilfe Deiner Kenntnisse über den Mechanismus der Muskelkontraktion, warum die Kraft einer sehr stark gedehnten Muskelfaser weniger gross ist. Aufgabe 6.7 5: Beschreibe die Arbeit eines Myosinkopfs bei der Muskelkontraktion mit den folgenden Textbausteinen durch sechs Sätze. Beginne jeden Satz mit Der Myosinkopf und verwende die Bausteine nötigenfalls mehrfach. Beginne die Beschreibung, nachdem der Myosinkopf gespannt wurde. Ws/Sy/Zö 15. Dezember

7 Der Myosinkopf ATP ADP+P (das) Actinfilament wird gespalten in wird gespannt bindet löst sich vom entspannt sich und bewegt bindet sich an. Aufgabe 6.7 6: Die Rolle von Ca 2+ bei der Kontrolle der Muskelkontraktion besteht darin,... a) eine Depolarisation des T Systems zu bewirken. b) die Konformation von Troponin zu verändern, um die Myosinbindungsstellen freizulegen. c) die Konformation der Myosinköpfe so zu verändern, dass die Filamente aneinander vorbeigleiten. d) an Tropomyosin zu binden und die Actin Myosin Querbrücken zu lösen. e) die ATP Bindungstellen auf den Myosinköpfen zu blockieren, sodass der Muskel erschlaffen kann. Aufgabe 6.7 7: Welche Aussage über Muskelkontraktion trifft nicht zu? a) Ein einzelnes Aktionspotenzial an der motorischen Endplatte reicht aus, um eine Muskelzuckung auszulösen. b) Sobald maximale Muskelspannung erreicht ist, wird kein ATP benötigt, um dieses Spannungsniveau zu halten. c) Ein Aktionspotenzial in der Muskelzelle führt zur Kontraktion, weil es die Ausschüttung von Ca 2+ ins Cytosol bewirkt. d) Eine Summation von Einzelzuckungen führt zu einer graduierten Zunahme der Spannung, die von einer einzelnen Muskelfaser generiert werden kann. e) Die Spannung, die ein Muskel erzeugt, lässt sich variieren, indem kontrolliert wird, wie viele seiner motorischen Einheiten aktiv sind. 6.8 Die Energiebereitstellung Aufgabe 6.8 1: Nenne mit Stichworten die Vor und Nachteile a) der Milchsäuregärung b) der Fette als Brennstoff für die Muskeln. Aufgabe 6.8 2: Wie weit müsste ein Sprinter nach einem 100 m Sprint auslaufen, um die angehäufte Milchsäure vollständig zu Kohlendioxid und Wasser zu oxidieren? Nimm an, dass er beim langsamen Auslaufen pro Meter 5 mal weniger ATP verbraucht als beim Sprint. Aufgabe 6.8 3: Welches ist die Hauptenergiequelle für die Beinmuskulatur auf einem 10 km Lauf nach 15 Minuten? a) gespeichertes ATP b) Glykolyse c) oxidativer Stoffwechsel d) Pyruvat und Lactat e) ein mit Proteinen hoch angereichertes Getränk, direkt vor Beginn des Laufs getrunken Ws/Sy/Zö 15. Dezember

8 6.9 Training Aufgabe 6.9 1: Was kann sich als Folge von Krafttraining in einem Muskel verändern? Aufgabe 6.9 2: Warum hat ein Ausdauersportler einen tieferen Ruhepuls als ein Nichtsportler? Ws/Sy/Zö 15. Dezember