Биология в школе, 2020, № 4

4/2020

БИОЛОГИЯ

в школе

В НОМЕРЕ:

Учредитель: ООО «Школьная Пресса». Издается с 1927 г. Периодичность – 8 номеров в год

НАУКА

  3
Матвеев Ю.А.
Физиология мышечной деятельности и адаптация мышц  
к физическим нагрузкам

МЕТОДИКА ПРЕПОДАВАНИЯ

12
Суматохин С.В., Смелова В.Г., Кропова Ю.Г.
Компетентностный профиль учителя биологии как результат 
диагностики профессиональных компетенций

24
Арбузова Е.Н., Опарин Р.В., Сахаров А.В., Лошенко В.И.
Модель единых фондов оценочных материалов для диагностики 
предметных и методических компетенций учителей

36
Решетина Т.К., Марина А.В., Бусарова Н.В., Напалков С.В.
Создание и использование электронного образовательного  
портала при изучении биологии

Опыт, педагогические находки

40
Авдеева Е.В.
Мастер-класс «Выделение молекулы ДНК как один из методов 
биохимической экологии»

Биологическое образование за рубежом

45
Гайсина К.М., Чилдебаев Д.Ж.
Профессиональные качества будущих учителей биологии

52 В блокнот учителя

ВНЕУРОЧНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ

53
Сухова Т.С.
Развитие и воспитание личности в едином учебном процессе

61
Степанова Н.А., Павлова О.М.
Учебный информационно-прикладной проект «Стоматология»

В биологическом кружке 

73
Кулёв А.В.
Изучаем фауну России. Обыкновенный барсук

К  с в е д е н и ю  а в то р о в: рукописи, присланные в редакцию, не возвращаются.  
Редакция знакомится со всеми письмами читателей, но оставляет за собой право не вступать в переписку.
Издание охраняется Законом РФ об авторском праве. Любое воспроизведение материалов, размещенных в журнале, как на бумажном 
носителе, так и в виде ксерокопирования, сканирования, записи в память ЭВМ, и размещение в Интернете запрещается.

Главный редактор С.В. Суматохин
Зам. главного редактора Л.Ю. Ганич
Редактор отдела 
Е.Н. Огольцова
Ответственный секретарь 
Е.Н. Огольцова

Редакционная коллегия: 
Е.В. Алексеева, С.В. Алексеев, Н.Д. Андреева,  
М.М. Асланян, Т.В. Барсукова, К.А. Жумагулова, 
В.М. Захаров, А.А. Каменский, М.П. Кирпичников,  
А.В. Кулёв, А.Г. Кузнецова, Н.М. Кузнецова, В.В. Латюшин, 
Н.М. Мамедов, В.В. Пасечник, И.Н. Пономарёва, 
А.П. Пуговкин,  Е.Д. Станисавлъевич, С.В. Суматохин, 
А.В. Теремов, Е.В. Титов, Т.В. Уткина

Редакция не всегда разделяет мнения и оценки, 
содержащиеся в материалах.

Адрес редакции и издательства: 
корреспонденцию направлять по адресу: 
127254, г. Москва, а/я 62
тел.: 8 (495) 619-52-87, 619-83-80
E-mail: biologia@schoolpress.ru 
Сайт: http: // www.школьнаяпресса.рф
E-mail: marketing@schoolpress.ru

Журнал зарегистрирован Федеральной службой  
по надзору за соблюдением законодательства  
в сфере массовых коммуникаций и охране  
культурного наследия, свид. о рег. ПИ № ФС77-38549  
от 21 декабря 2009 г.

Формат 84108/16 
Усл. печ. л. 5.0. Изд. № 3425.  
Заказ 

Учредитель — ООО «Школьная Пресса»

Отпечатано в АО «ИПК «Чувашия», 
428019, г. Чебоксары, пр. И. Яковлева, д. 13

© ООО «Школьная Пресса»,  
© «Биология в школе», 2020, № 4

Следующий выпуск электронного издания выйдет вместе с № 8, 2020 г.

Пятилетний импакт-фактор журнала в РИНЦ 0,244
Двухлетний импакт-фактор журнала в РИНЦ 0,467

Журнал рекомендован Высшей аттестационной комиссией (ВАК) Министерства образования и науки Российской Федерации  
в перечне ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные  
результаты диссертаций на соискание учёной степени доктора и кандидата наук.
Журнал зарегистрирован в базе данных Российского индекса научного цитирования.

Ю.А. Матвеев, 
кандидат медицинских 
наук, доцент кафедры 
биологии и физиологии 
человека МГПУ, 
е-mail: umatveyev@mail.ru

Ключевые слова: 
динамический и 
статический режимы 
работы мышц,  реакциястресс, адаптационный 
синдром.
Keywords: 
dynamic and static muscle 
modes, reaction stress, 
adaptation syndrome.

В статье изложены современные представления о физиологии мышечной деятельности, динамическом и статическом режимах работы мышц, 
механизмах адаптации организма к физическим нагрузкам, признаках 
адаптационных изменений мышц, стрессовых реакциях организма на 
чрезмерные физические нагрузки, адаптационном синдроме. Материалы 
могут использоваться учителями биологии в качестве дополнительных 
сведений при проведении занятий по теме «Человек и его здоровье».
The article presents modern ideas about the physiology of muscle activity, dynamic and 
static modes of muscle work, mechanisms of adaptation of the body to physical activity, 
signs of adaptive changes in muscles, stressful reactions of the body to excessive physical 
activity, adaptation syndrome. Materials can be used by biology teachers as additional 
information when conducting classes on the topic «Human and his health».

ФИЗИОЛОГИЯ МЫШЕЧНОЙ 
ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И АДАПТАЦИЯ 
МЫШЦ К ФИЗИЧЕСКИМ 
НАГРУЗКАМ

ДИНАМИЧЕСКИЕ И СТАТИЧЕСКИЕ 
ДВИЖЕНИЯ МЫШЦ

Все движения человека по режиму работы мышц 
делятся на динамические и статические. Динамические движения производят перемещение тела в 
пространстве или частей тела относительно друг друга. Мышцы при этом находятся преимущественно в 
изотоническом режиме (укорачиваются без проявления напряжения). Статическая работа обеспечивает поддержание определённой позы тела, т.е. 
мышцы удерживают части тела в конкретном положении относительно друг друга. В этом случае 
мышцы пребывают в изотермическом режиме — 
напрягаются без укорочения. Статическое усилие 
часто сопровождается  натуживанием — остановкой дыхания, повышением внутригрудного давления, уменьшением притока крови к сердцу. Повышение в крови концентрации СО2 увеличивает 

НАУКА

Любое распространение материалов журнала, в т.ч. архивных номеров, возможно только с письменного согласия редакции.

4/2020
Биология в школе

функциональную деятельность сердечно-сосудистой и дыхательной систем в восстановительный период.
Динамическая и статическая работы 
обычно сосуществуют и дополняют друг 
друга. Статически работающие мышцы 
обеспечивают исходное положение тела, на 
базе которого выполняется динамиче ская 
работа. Переход от одного положения к другому также происходит посредством движений. Таким образом, в естественных условиях мышечная деятельность протекает в 
ауксотоническом режиме, т.е. развиваются 
обе формы механической реакции мышц — 
напряжение и укорочение.
По структурности движения физические 
упражнения подразделяются на три вида: 
циклические, ациклические, смешанные 
[3].
Циклические движения (ходьба, бег, бег 
на коньках, ходьба на лыжах, гребля, плавание, езда на велосипеде) имеют общие черты:
многократность повторения одного 
 


и того же цикла, состоящего из нескольких 
фаз;
все фазы движения одного цикла пос 


ледовательно повторяются в другом цикле;
последняя фаза одного цикла —  нача 


ло первой фазы движения следующего цикла;
в основе циклических движений лежит 
 


безусловный ритмический двигательный 
рефлекс, проявляющийся автоматически.
Ациклические движения характеризуются законченным однократным циклом, 
состоящим из одной или нескольких фаз 
движений. Они отличаются максимальной силой и скоростью сокращения мышц 
(прыжки, метание, поднимание тяжестей) 
или тонкой их дозировкой в прицельных 
действиях (стрельба, броски на меткость).
Смешанные движения состоят из циклических и ациклических движений (упраж
нений), таких как прыжок с разбега. В этом 
случае необходимо, затормозив, подавить 
ритмический двигательный рефлекс.
По мощности выполняемой работы динамические циклические упражнения делятся 
на четыре зоны: максимальная, субмаксимальная, большой и умеренной мощности.
Мощность — это количество работы, выполняемой в единицу времени. Она зависит 
от скорости передвижения и продолжительности работы. Чем больше скорость передвижения, тем меньше её продолжительность 
и короче дистанция. Наоборот, длительные 
дистанции проходят с меньшей скоростью, 
но за более продолжительное время.
Работа различной мощности предъявляет неодинаковые требования к организму, в 
связи с чем  реакция его различна.
1. Зону работы максимальной мощности 
характеризует максимальная скорость передвижения с затратой наименьшего времени. 
Примеры: спринтерский бег в течение первых 20 с, плавание длительностью до 25 с, 
велогонка на 200 м и в течение 12 с, работа 
на велоэргометре длительностью до 10–15 с. 
Отличительной чертой такой работы  являются:
высокие энергетические затраты орга 


низма;
анаэробные условия работы;
 


предельный ритм функционирования 
 


центральной нервной системы;
быстрая утомляемость.
 

Кислородный запрос при работе максимальной мощности достигает от 7 до 14 л, 
что при пересчёте на 1 мин составляет 40 л, 
а его потребление за 1 мин достигает лишь 
1–2 л. Таким образом, запрос кислорода 
удовлетворяется лишь по окончанию работы. 
Во время же самой работы, которая происходит в анаэробных условиях, вследствие незначительного усиления процессов дыхания 
и кровообращения возникает большой кислородный долг. Абсолютная величина кис

НАУКА

 Любое распространение материалов журнала, в т.ч. архивных номеров, возможно только с письменного согласия редакции.

лородного долга равна 7–8 л, что составляет 
20–28% от кислородного запроса.
Как известно, основа энергетики мышечного сокращения — распад аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ). Ресинтез АТФ 
происходит в основном за счёт энергии, освобождаемой в процессе расщепления креотинфосфата (КРФ). Из-за малых запасов КРФ 
этот механизм непродолжителен (7–8 с), но 
осуществляется  быстро. Использование кислорода мышцами для окислительного ресинтеза 
продуктов распада АТФ и КРФ получило название алактатного кислородного долга.
Ресинтез АТФ при работе максимальной 
мощности в конце дистанции может протекать частично и за счёт медленного анаэробного расщепления гликогена (гликогенолиз), 
что сопровождается накоплением молочной 
кислоты в мышцах.
Таким образом, спортивная работа максимальной мощности определяется  количественным уровнем КРФ и функциональной 
устойчивостью нервных центров к предельному ритму возбуждения.
2. Работа длительностью до 5 мин относится к зоне субмаксимальной мощности 
(бег на 800 м). Она характеризуется:
высокой анаэробной производитель 


ностью;
развёртыванием 
функционирования 
 


сердечно-сосудистой и дыхательной систем;
сдвигом кислотно-щелочного равнове 


сия крови в кислую сторону.
При работе субмаксимальной мощности кислородный запрос за 1 мин меньше 
(10–25 л), чем при работе максимальной 
мощности. Потребление кислорода увеличивается до 3–4 л в мин, поскольку бóльшая 
продолжительность работы способствует 
усилению дыхания и кровообращения. Однако этого недостаточно, вследствие чего 
образуется  кислородный долг (до 20 л).
Основной механизм ресинтеза АТФ при 
такой работе — анаэробное расщепление 

гликогена. Это приводит к образованию 
большого количества молочной кислоты в 
мышцах и крови (свыше 200 мг/%) и вызывает подкисление крови, рН которой может 
снизится до 7,11 (при норме 7,3).
Окислительный ресинтез продуктов распада гликогена осуществляется за счёт алактатного кислородного долга. Спортивная 
работоспособность в упражнениях субмаксимальной мощности определяется высокой 
анаэробной производительностью организма в условиях сдвига кислотно-щелочного 
равновесия.
3. Работа большой мощности длится 30–
50 мин (бег до 10 000 м) и характеризуется:
анаэробной и аэробной производи 


тельностью;
предельным потреблением кислорода 
 


и большим кислородным долгом;
значительными сдвигами в химизме 
 


крови и мочи.
Работа большой мощности совершается 
при максимально возможном потреблении 
кислорода (4–5 л). Однако высокое потребление кислорода лежит ниже кислородного 
запроса (6–10 л в мин). По этой причине 
происходит образование большого количества кислородного долга. Продолжительность 
такой работы обеспечивает усиление функциональной деятельности систем дыхания и 
кровообращения.
4. Работа умеренной мощности продолжается до 1–2 ч и более (сверхдлинные заплывы, ходьба на лыжах, превышающая 
10 000 м, марафонский бег и т.д.) и характеризуется:
равновесием анаэробных и аэробных 
 


процессов;
высокой функциональной устойчивос 


тью центральной нервной системы;
снижением содержания гликогена в 
 


мышцах и глюкозы крови.
При работе умеренной мощности биохимическая реакция —  окислительное фосфо

Любое распространение материалов журнала, в т.ч. архивных номеров, возможно только с письменного согласия редакции.

4/2020
Биология в школе

рилирование успевает обеспечить ресинтез 
АТФ. Спортивная работоспособность при 
этой работе определяется: величиной общего энергетического потенциала организма, 
экономным использованием энергетических ресурсов, функциональной устойчивостью организма в течение длительного периода времени.
По двигательным качествам, развиваемым под влиянием физических нагрузок, 
выделяют тренировки на силу, быстроту, выносливость и ловкость.
Мышечную силу измеряют в изометрических условиях. Она зависит от размера поперечного сечения мышц. Сила проявляется 
в изотонических и ауксотонических условиях, где при небольшом внешнем сопротивлении она мало зависит от поперечного сечения и во многом определяется скоростью 
мышечного сокращения.
Быстроту измеряют по трём показателям: 
латентному времени двигательной реакции, 
быстроте отдельного движения,  максимальной быстроте движений.
Выносливость — способность организма противостоять утомлению. Измеряется 
предельным временем выполнения работы 
данной мощности и определённого характера.
Ловкость оценивается по пространственным и временным показателям движений. 
Она может проявляться в двух различных 
формах: 
пространственная точность движения 
 


без учёта продолжительности его выполнения; 
пространственная точность выполне 


ния, но ограниченная продолжительностью 
во времени.
Обе указанные формы ловкости относятся к стандартным движениям. При нестандартных движениях ловкость определяется 
способностью правильно и быстро решать 
возникающие двигательные задачи. 

ОБ АДАПТАЦИЯХ ОРГАНИЗМА 
ЧЕЛОВЕКА

Адаптация — приспособление организма 
к изменяющимся условиям существования. 
Под термином «адаптация» понимается широкий круг явлений, среди которых можно 
выделить два основных:
генотипические приспособления (ви 


довая адаптация), — врождённые, отражают видовую приспособляемость;
фенотипические приспособления (ин 


дивидуальная адаптация) —  осуществляются в течение всей жизни индивидуума под 
влиянием изменяющихся факторов окружающей среды.
Адаптация к нарастающим физическим 
нагрузкам и к другим факторам внешней 
среды имеет как общие, так и специфические проявления. Наличие общих реакций 
позволяет одним факторам среды подготовить (преадаптировать) организм к действию других. Например, занятия одним 
видом спорта могут формировать предрасположенность к успехам в другом.
Различают две стадии адаптации:
I. Функциональная адаптация. Характеризуется развитием таких адаптационных 
реакций в системах организма, когда приспособление идёт на функциональном уровне, а морфологические изменения незначительные и носят полиморфный характер.
II. Морфофункциональная адаптация соответствует такому состоянию систем, когда 
наряду с изменением функции происходит 
выраженная морфологическая перестройка 
органов.

Зависимость адаптации  
от интенсивности воздействия

Физические нагрузки разной интенсивности оказывают разные воздействия на 
организм. Слабые не вызывают заметных 
изменений. Средние нагрузки стимулируют 

НАУКА

 Любое распространение материалов журнала, в т.ч. архивных номеров, возможно только с письменного согласия редакции.

рост за счёт морфофункциональной перестройки организма. Сильные нагрузки тормозят морфофункциональную перестройку 
организма и вызывают первые признаки 
несоответствия между тем, что может организм и тем, что он должен выполнить. 
Сверхсильные нагрузки вызывают функциональные и структурные нарушения, при 
этом несоответствия между возможностями 
организма и требованиями, предъявляемыми к нему, становятся чрезмерно большими. 
Это является причиной скрытых и явных 
повреждений, травм, различных заболеваний спортсмена. Следует помнить, что 
восприимчивость организма к действию 
любого внешнего воздействия строго индивидуальная. Ответная реакция организма 
зависит от его реактивности, т.е. нормы реакции организма на внешние воздействия. 

Реакция-стресс
При сильных воздействиях внешней среды организм нуждается в защите. И этой 
самозащитой является реакция-стресс. Реакция-стресс, или так называемый общий 
адаптационный синдром, представляет собой перестройку нейроэндокринной реакции организма, которая проходит три фазы: 
тревога,  сопротивление, истощение [1, 2].
В фазе тревоги усиливается выработка 
мозговым веществом надпочечников гормона адреналина. Происходит сужение просвета сосудов, что приводит к  отклонениям от 
нормы, например, образованию изъявлений 
на поверхности слизистой оболочки органов 
желудочно-кишечного тракта и т. д.
В следующей фазе (сопротивление) активизируется деятельность коркового вещества надпочечников, вырабатывающего гормоны-кортикоиды. Они обладают 
защитным действием и стимулируют рост. 
Поэтому в этой фазе усиливается жизнедеятельность организма и ростовые процессы. Длительность фазы сопротивления за
висит от врождённой приспособляемости 
организма, от его нормы реакции и силы 
внешнего воздействия. Однако возможности организма к приспособлению не беспредельны. В ответ на очень сильное или длительное воздействие может наступить фаза 
истощения и срыва адаптации. При этом 
снижается активность надпочечников, атрофируются органы иммунологической защиты — вилочковая железа и лимфатические 
узлы. В результате защитный эффект организма пропадает.
Поэтому адаптация организма к неблагоприятным факторам окружающей среды 
представляет собой защитную реакцию и 
приводит к тому, что они перестают вызывать реакцию-стресс. Выработка гормонов 
корковым веществом надпочечников снижается, тормозятся негативные проявления, 
вызываемые стрессом.

Адаптация мышечной системы  
к физическим нагрузкам

Изучение изменений, происходящих в 
мышцах под влиянием разных двигательных 
режимов на макроскопическом, микроскопическом и субмикроскопическом уровнях, 
имеет большое теоретическое и практическое значения, так как изменение в строении 
мышц отражается и на их функциональных 
возможностях.
Целенаправленные тренировки увеличивают силу и другие функциональные свойства мышц. Однако при максимальных нагрузках и недостаточном времени отдыха 
сила мышц начинает снижаться и спортсмен 
не может повторить достигнутые им раньше 
высокие результаты. Вот почему необходимо знать, какие изменения происходят в 
мышцах и каким должен быть в дальнейшем 
двигательный режим спортсмена: полный 
покой (адинамия), минимальный объём 
движений (гиподинамия) или постепенное 
снижение объёма нагрузки.

Любое распространение материалов журнала, в т.ч. архивных номеров, возможно только с письменного согласия редакции.

4/2020
Биология в школе

Характеристика мышечного волокна
По морфологическим и функциональным 
признакам скелетные мышечные волокна 
неоднородны. Выделяются два их типа:  первого (I) типа, или красные, и волокна (II) 
типа, или белые.
Волокна I типа (красные) имеют небольшой диаметр. Они характеризуются высокой активностью окислительных ферментов 
из-за преобладания аэробных окислительных процессов, высоким содержанием белка-миоглобина. Эти волокна окружены 2–3 
кровеносными капиллярами — уровень 
кровоснабжения высокий. Красные волокна 
относятся к медленным, тоническим.
Волокна II типа (белые) более толстые по 
диаметру. Они содержат в большом количестве фермент фосфорилазу и аденозинтрифосфат (АТФ), обеспечивающие анаэробные 
процессы энергообеспечения. Основной источник энергии — гликоген. Уровень кровоснабжения низкий (на одно мышечное 
волокно приходится в среднем один кровеносный капилляр). Белые волокна относятся к быстрым, тетоническим.
Таким образом, для красных волокон характерна небольшая сила сокращения, медленная скорость сокращения и длительная 
выносливость. В то время, как белые волокна отличаются большой силой и скоростью 
сокращения, но обладают низкой выносливостью и быстрой утомляемостью.

Рабочая гипертрофия мышечной 
ткани
При двигательной активности человека в 
организме происходят приспособительные 
реакции, одна из которых — гиперфункция 
мышечной системы.
В процессе спортивных тренировок на 
фоне гиперфункции происходят  соответствующие структурные перестройки мышц. 
Этот процесс получил название рабочая 
гипертрофия мышечной ткани. Гипертро
фию мышц характеризуют  такие морфологические признаки: увеличение объёма и 
веса мышц и увеличение объёма (длины и 
толщины) клеточных элементов — миоцитов и мышечных волокон (миофибрилл). 
Гипертрофия мышц при повышенных физических нагрузках развивается как следствие 
их гиперфункции. В процессе приспособительных реакций происходят морфологические преобразования на различных уровнях 
структурной организации скелетных мышц: 
органном, клеточном, субклеточном. Следствием этих преобразований является метаболическая перестройка в мышцах, а при 
определённых условиях — и изменения 
пластических свойств, их энергообразующих и сократительных структур. Поэтому 
необходимо систематически следить за показателями развития мышечной системы с 
тем, чтобы предотвратить нежелательные 
её изменения.
Увеличение интенсивности сокращения 
мышц  влечёт за собой активизацию процессов энергообразования и синтеза белка.
Активное энергообразование характеризуется повышением потребления кислорода 
на единицу массы мышечной ткани, а также 
ростом окислительного фосфорилирования, 
т.е. аэробного ресинтеза АТФ. Поскольку 
энергия используется не только для интенсификации мышц, но и для возросшего синтеза сократительного белка, происходит 
мобилизация и анаэробного пути ресинтеза 
АТФ за счёт распада гликогена и креатинфосфата, содержащихся в миоцитах. Все эти 
изменения —   показатели динамики функциональной активности скелетных мышц. 
За активизацией синтеза энергообразующих клеточных органелл (митохондрий) 
возрастает синтез белка и увеличивается 
масса функционирующих миофибрилл. Увеличение мышечной массы ведёт к тому, что 
в соответствии с их структурой повышается 
функциональная активность мышц. Морфо

НАУКА

 Любое распространение материалов журнала, в т.ч. архивных номеров, возможно только с письменного согласия редакции.

логически это выражается в увеличении размеров мышечных волокон.
Также наблюдаются общие реакции 
сосудов кровеносного русла скелетных 
мышц, следствием которых является рабочая гиперемия. Она создаёт необходимые 
условия для интенсивного притока крови к 
мышцам за счёт раскрытия резервных капилляров.
Увеличение функциональной активности 
и сокращение скелетных мышц происходит 
при обязательном усилении тканевого метаболизма. Так как анаэробные процессы 
не могут на длительный период обеспечить 
функционирование тканей, то ускорение 
окислительного метаболизма невозможно 
без увеличения доставки крови к работающим органам, а вместе с ней и кислорода.

Адаптационные изменения мышц 
при действии статических и 
динамических нагрузок

Физические нагрузки статического и 
динамического характера вызывают неоднозначные изменения в мышцах. При 
действии статических нагрузок увеличивается объём мышц и площадь их прикрепления к костным образованиям. Удлиняется 
сухожильная часть, усиленно развиваются 
внутримышечные 
соединительнотканные 
прослойки эндометрия. Увеличивается трофический аппарат мышечного волокна (саркоплазма, ядра, митохондрии и т.д.). В связи с увеличением количества саркоплазмы 
каждое отдельное мышечное волокно утолщается, многочисленные ядра принимают 
округлую форму. Однако сократительный 
аппарат мышечного волокна (миофибриллы) развит слабо.
Длительное сокращение мышечных волокон и интенсификация метаболических 
процессов приводит к увеличению количества кровеносных капилляров, образующих 
густую узкопетлистую сеть. Двигательные 

бляшки на поперечно-полосатых волокнах 
увеличиваются в поперечных размерах.
Содержание миоглобина в мышечных волокнах увеличивается, а гликогена уменьшается. Скорость сокращения медленная. 
При статических нагрузках в мышцах увеличивается количество красных мышечных 
волокон I типа.
При нагрузках преимущественно динамического характера вес и объём мышц 
также увеличивается, но в меньшей мере, 
чем при статических нагрузках. Происходит 
удлинение мышечной части и укорочение 
сухожильной. Мышечные волокна располагаются почти параллельно продольной оси 
мышц. Уменьшается площадь прикрепления 
мышц к костным элементам скелета.
Сократительный аппарат (миофибриллы) 
мышечного волокна увеличивается. Ядра 
имеют продолговатую форму. Двигательные 
бляшки вытягиваются вдоль мышечного волокна. Количество нервных окончаний, подходящих к мышечному волокну, увеличивается в 4–5 раз по сравнению с выполнением 
статической работы.
Количество миоглобина снижается, а гликогена — увеличивается. Скорость сокращения мышечных волокон увеличивается. При 
динамических нагрузках в мышцах повышается количество белых мышечных волокон 
II типа. Основные признаки адаптационных 
изменений мышц при статических и динамических нагрузках приводятся в таблице.

Адаптация к физическим нагрузкам 
систем обеспечения движений
Сердечно-сосудистая система выполняет 
транспортную функцию, доставляя к органам и тканям кислород, питательные и биологически активные вещества. Повышенные 
физические нагрузки вызывают изменения 
во всех звеньях этой системы. Увеличиваются размеры сердца при активизации двигательного режима. При этом отмечается 

Любое распространение материалов журнала, в т.ч. архивных номеров, возможно только с письменного согласия редакции.

4/2020
Биология в школе

гипертрофия миокарда и расширение (дилятация) камер сердца.
Гипертрофия миокарда —  неотъемлемая 
особенность сердца спортсмена. Однако у 
тренирующихся на силу и ловкость (тяжелоатлеты, акробаты, гимнасты) она выражена 
незначительно, а у тренирующихся на выносливость (бегуны-стайеры, велосипедисты) достигает больших показателей. Развивается так называемое спортивное сердце.
Если масса сердца у здоровых, не занимающихся спортом людей, составляет в среднем 270–285 г, то у спортсменов 310–500 г. 
Увеличение массы сердца сопровождается 
гипертрофией мышечных клеток — кардиомиоцитов: их поперечник достигает 25–

35 мкм. Это ухудшает их функциональные 
возможности,  нарушается отношение объёма клетки к площади её поверхности. В 
других тканях, при несоответствии объёма 
и поверхности, клетки делятся, что приводит к восстановлению нарушенного равновесия. Сердечная мышечная клетка лишена 
способности делиться.
Абсолютный объём работы сердца с гипертрофированным миокардом выше, чем 
с негипертрофированным. Но если сделать 
перерасчёт на единицу массы миокарда, 
удельный объём работы будет такой же или 
даже меньше, чем без гипертрофии.
Выраженная гипертрофия миокарда у 
спортсменов нежелательное явление. Су
Основные признаки адаптационных изменений мышц при статических и динамических 
нагрузках

Статические нагрузки
Динамические нагрузки

1. Резкое увеличение массы и объёма мышц
1. Умеренное увеличение массы и объёма мышц

2. Укорочение мышечного брюшка и удлинение сухожильной части
2. Относительное удлинение мышечного брюшка и 
укорочение сухожильной части

3. Увеличение площади прикрепления мышц к костным элементам
3. Небольшая площадь прикрепления мышц к костным 
элементам

4. Форма мышц перистая
4. Форма мышц веретенообразная

5. Ограничение размаха движений
5. Увеличение размаха движений

6. Повышенное развитие внутримышечной плотной 
соединительной ткани
6. Умеренное развитие внутримышечной рыхлой соединительной ткани

7. Уменьшение эластичности мышц
7. Увеличение эластичности мышц

8. Увеличение развития трофического аппарата мышечного волокна (саркоплазмы, ядер, митохондрий)
8. Умеренное развитие трофического аппарата мышечного волокна (саркоплазмы, ядер, митохондрий)

9. Умеренное развитие сократительного аппарата мышечного волокна.
9. Увеличение сократительного аппарата мышечного 
волокна (миофибрилл).

10. Миофибриллы расположены рыхло
10. Миофибриллы располагаются компактно

11. Ядра мышечных волокон округлой формы
11. Ядра мышечных волокон овальной формы

12. Уровень кровоснабжения очень высокий
12. Уровень кровоснабжения низкий

13. Несоответствие увеличения моторных бляшек с 
увеличением мышечных волокон
13. Увеличивается соотношение моторных бляшек с 
мышечным волокном

14. Относительное уменьшение количества поступающих нервных импульсов
14. Увеличение количества поступающих нервных 
импульсов в 3–4 раза

15. Преобладание красных мышечных волокон
15. Преобладание белых мышечных волокон

НАУКА

 Любое распространение материалов журнала, в т.ч. архивных номеров, возможно только с письменного согласия редакции.

ществует возможность удовлетворения повышенных функциональных запросов при 
небольшой гипертрофии миокарда в сочетании с гипертрофией сосочковых мышц, ускорением обновления ультраструктур кардиомиоцитов (митохондрий, миофибрилл), 
расширением (дилятацией) полостей сердца 
при повышении тонуса стенок, перестройке 
гемодинамики (увеличение сердечного выброса) и улучшении капилляризации миокарда.
Изменение ультраструктур и обменных 
процессов в миокарде наблюдается при одноразовой высокой физической нагрузке. 
Это приводит к истощению запасов гликогена и гликолитических ферментов в клетках 
сердечной мышцы при активизации работы 
митохондрий. При хронических нагрузках, 
приводящих к состоянию перетренированности, уменьшается активность окислительных митохондриальных ферментов и более 
экономное расходование гидролитических 
ферментов.
Повышение выброса крови в артериальную систему адаптированной к физическим 
нагрузкам сердечной мышцы приводит к перестройке артерий с утолщением их стенок 
и повышением эластичности.
При нарастании физических нагрузок 
происходит перестройка всех компонентов 
микроциркуляторного русла крови: раскрываются резервные капилляры, увеличивается 
извилистость артериального звена, умеренно 
расширяется венозный отдел и формируются 
артериоло-венулярные анастомозы. В результате повышается вместимость микроциркуляторного русла и улучшается его пропускная способность. Если физические нагрузки 
столь велики, что приводят к состоянию 
утомления, то изменяется и лимфокапиллярное звено. Диаметр лимфатических капилляров увеличивается более чем в 3 раза.
Характер и объём адаптивных изменений микроциркуляторного русла зависит от 

возраста, спортивной специализации, стажа и квалификации, а также от особенностей тренировочного цикла. В мышцах при 
физических нагрузках перестройка звеньев 
микроциркуляторного русла имеет фазный 
характер: капилляры и артериоло-венулярные анастомозы при умеренных нагрузках 
расширяются. В процессе увеличения физических нагрузок до чрезмерных наступает 
резкое сужение одних звеньев микроциркуляторного русла при сохранившихся местами расширениях в других его отделах.
Обеспечение возросших энергетических 
и пластических потребностей тканей организма при физических нагрузках достигается и за счёт изменения состава крови. Роль 
крови во время физических нагрузок разнообразна. Она  обеспечивает работающие органы кислородом и питательными веществами —  поставщиками энергии, удаляя при 
этом углекислоту и шлаки.
Эритроциты благодаря гемо глобину являются переносчиками кислорода. При однократных физических нагрузках содержание 
эритроцитов в крови и уровень гемоглобина 
повышаются, хотя у спортсменов может наблюдаться и их понижение в виде анемии.
Продукция эритроцитов при физических 
нагрузках снижается, а их жизненный цикл 
увеличивается. Если выработка этих клеток 
крови снижается  значительно и организм 
не может его компенсировать продлением 
жизненного цикла, то содержание эритроцитов в крови падает. Содержание красных 
кровяных телец в крови после нагрузки зависит от степени тренированности спортсменов. 

Литература
1. Ганс Селье. От мечты к открытию: Как 
стать ученым. Пер. с англ. – М., 1987. – 368 с. 
2. Коц Я.М. Спортивная физиология. Учебник для институтов физической культуры. – М., 
1998. – 200 с.

Ключевые слова: 
компетентностный 
профиль учителя, 
профессиональная 
диагностика.
Keywords: 
teacher's competence profile, 
professional diagnostics.

КОМПЕТЕНТНОСТНЫЙ ПРОФИЛЬ 
УЧИТЕЛЯ БИОЛОГИИ КАК 
РЕЗУЛЬТАТ ДИАГНОСТИКИ 
ПРОФЕССИОНАЛЬНЫХ 
КОМПЕТЕНЦИЙ

С.В. Суматохин, 
доктор педагогических 
наук, профессор,

В.Г. Смелова, 
кандидат педагогических 
наук, доцент,

Ю.Г. Кропова, 
кандидат биологических 
наук, доцент, 
МГПУ, 
е-mail:  
ssumatohin@yandex.ru

В Указе Президента России от 7 мая 2018 г. № 204 
поставлена задача разработки и внедрения национальной системы профессионального роста педагогических работников. Для решения этой задачи 
реализуется федеральный проект «Учитель будущего». В рамках проекта проводятся комплексные исследования профессиональных компетенций учителей, разрабатываются модели единых оценочных 
требований и стандартов для профессиональной 
диагностики компетенций педагогов. Использование результатов исследований позволит сформировать универсальный компетентностный профиль 
учителя-предметника. На его  основе каждый учитель сможет выстраивать персонифицированную 
траекторию профессионального роста.

ДИАГНОСТИКА ПРОФЕССИОНАЛЬНЫХ 
КОМПЕТЕНЦИЙ УЧИТЕЛЯПРЕДМЕТНИКА

Для формирования универсального компетентностного профиля учителя-предметника специа
В статье изложены теоретические основы формирования универсального компетентностного профиля учителя биологии на основе диагностики 
профессиональных компетенций. Представлены методический и предметный модули диагностики профессиональных компетенций учителя.
The article presents the theoretical basis for the formation of a universal competence 
profile of a biology teacher based on the diagnosis of professional competencies. The 
methodological and subject modules of diagnostics of professional competences of the 
teacher are presented.

МЕТОДИКА ПРЕПОДАВАНИЯ