Biologia

Wiązka zadań

Włókna mięśniowe biegaczy

Drukuj

Sugerowane przeznaczenie Praca na lekcji

Zadanie

W mięśniach szkieletowych występują trzy rodzaje włókien mięśniowych: typu I (czerwone, „wytrzymałościowe”), typu IIA (białe pośrednie) oraz typu IIX (białe „szybkościowe” lub „siłowe”). Ich udział w budowie mięśnia może być zmienny. Proporcja włókien typu I i II ma w dużej mierze podłoże genetyczne. Jednak w wyniku treningu wytrzymałościowego udział włókien typu IIX może się zmniejszyć na korzyść włókien IIA. Wykazano, że 70% Jamajczyków, których przodkowie pochodzą z zachodnich krańców Afryki, ma wariant określonego genu, który sprawia, że w ich mięśniach dominują włókna typu II. Natomiast wśród mieszkańców Afryki Wschodniej, np. Kenijczyków, ten allel nie występuje, co sprawia, że w ich mięśniach dominują włókna typu I.

Czy na podstawie powyższych informacji można wyciągnąć następujące wnioski?

  Wniosek Czy jest prawdziwy?
1. Sukces biegaczy w biegach maratońskich zależy przede wszystkim od uwarunkowań genetycznych. `square` Tak / `square` Nie
2. Jamajczycy mają przeciętnie większe predyspozycje do biegów sprinterskich niż Kenijczycy. `square` Tak / `square` Nie
3. Genetyka wyjaśnia, czemu najszybszy człowiek świata, Usain Bolt, jest Jamajczykiem. `square` Tak / `square` Nie

Odpowiedź, podstawa programowa i omówienie zadania

Poprawna odpowiedź

1 - NIE,

2 - TAK,

3 - NIE

Wymaganie ogólne

1.2 Znajomość różnorodności biologicznej i podstawowych procesów biologicznych. Uczeń wyjaśnia zjawiska i procesy biologiczne zachodzące w wybranych organizmach i w środowisku.
3.2 Poszukiwanie, wykorzystanie i tworzenie informacji. Uczeń odczytuje, analizuje, interpretuje i przetwarza informacje tekstowe, graficzne, liczbowe.
4.1 Rozumowanie i argumentacja. Uczeń interpretuje informacje i wyjaśnia zależności przyczynowo-skutkowe między faktami, formułuje wnioski.

Wymaganie szczegółowe

7.4. Stan zdrowia i choroby. Uczeń przedstawia czynniki sprzyjające rozwojowi choroby nowotworowej (np. niewłaściwa dieta, tryb życia, substancje psychoaktywne, promieniowanie UV) oraz podaje przykłady takich chorób.

Komentarz

Zadanie sprawdza zrozumienie zależności między genotypem a fenotypem, wykorzystując do tego oryginalny kontekst, który może się okazać ciekawy dla uczniów. Z dość zawiłego tekstu wprowadzającego dowiadujemy się, że w mięśniach Kenijczyków dominują włókna mięśniowe typu I („wytrzymałościowe”), natomiast u większości Jamajczyków przeważają włókna typu II (pośrednie i „szybkościowe”). We wstępie pojawia się również informacja, że trening wytrzymałościowy może skutkować zmianą proporcji poszczególnych typów włókien w mięśniach sportowca.

Aby właściwie ocenić zasadność wszystkich trzech wymienionych w tabeli wniosków, uczeń powinien odczytać z tekstu przytoczone powyżej informacje oraz rozumieć, że cechy organizmu nie są zdeterminowane wyłącznie przez jego genotyp, lecz podlegają również kształtowaniu przez środowisko. Pamiętając o tym, wniosek pierwszy należy uznać za nieprawdziwy. Z tekstu wprowadzającego dowiadujemy się co prawda, w jaki sposób uwarunkowania genetyczne mogą sprzyjać osiągnięciu sukcesu sportowego, jednak nie można na tej podstawie jednoznacznie określić, że wpływ genów ma w tym wypadku znaczenie decydujące. W sporcie, podobnie jak niemal we wszystkich innych dziedzinach życia, o wynikach decydują predyspozycje wrodzone (w tym genetyczne), wpływ środowiska (np. trening, odżywianie) oraz, w pewnej mierze, szczęście. Nie sposób wskazać czynnika najważniejszego, a już na pewno nie da się tego zrobić wyłącznie na podstawie przytoczonego tekstu. Co więcej, zawarta w nim informacja, że zawartość poszczególnych włókien mięśniowych może zmieniać się w efekcie treningu, dodatkowo wskazuje na znaczenie czynników środowiskowych.  Mimo to, prawidłowej odpowiedzi w tym punkcie udzieliło zaledwie 44% uczestniczących w badaniu absolwentów gimnazjum.

Uprawniony jest natomiast wniosek 2, mówiący o predyspozycjach przeciętnie występujących u przedstawicieli dwóch grup etnicznych. W tekście wprowadzającym pojawia się informacja o wysokim udziale włókien typu II (w tym „szybkościowych” włókien IIX) wśród Jamajczyków i niskim u Kenijczyków. Należy zatem przypuszczać, że ci pierwsi mają wyższe predyspozycje do biegów sprinterskich, w których siła i szybkość jest znacznie ważniejsza niż wytrzymałość (choć oczywiście o ostatecznym sukcesie decydują też inne, wspomniane wcześniej, czynniki). Punkt 2 okazał się dla uczniów najłatwiejszy do oceny – prawidłową odpowiedź zaznaczyło 76% badanych.

Wniosek 3 stanowi, podobnie jak wniosek 1, wyraźną nadinterpretację informacji dotyczących predyspozycji sportowych. Samą genetyką ani przynależnością etniczną nie sposób wyjaśnić imponujących wyników Usaina Bolta. Jednak, podobnie jak w przypadku punktu 1, odsetek prawidłowych odpowiedzi udzielonych przez uczniów był zbliżony do prawdopodobieństwa losowego trafienia i wynosił 51%.

Całe zadanie zostało rozwiązane przez zaledwie 18% badanych. Na tak słabym wyniku zaważyły przede wszystkim odpowiedzi udzielane w punktach 1 i 3. Wygląda zatem na to, że większość uczniów pojmuje wpływ genów na fenotyp sposób zbyt deterministyczny, nie uwzględniając znaczenia czynników środowiskowych.

Słowa kluczowe

fenotyp | genetyka | genotyp | mięśnie

Utwór powstał w ramach projektu "Badanie jakości i efektywności oraz instytucjonalizacja zaplecza badawczego” współfinansowanego przez Unię Europejską ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego

"Masz uwagi do treści? Uważasz, że zawiera błąd? Napisz na bnd@ibe.edu.pl