Строение и рост костей
Цель: выяснить роль ОДС человека, раскрыть особенности строения и химического состава костей. Познакомить учащихся с классификацией костей и выяснить, за счет чего происходит рост костей.
Ход урока:
I. Организационный момент
II. Проверка знаний учащихся о рефлекторной регуляции
- Что такое рефлекс?
- Какие рефлексы характерны для человека?
- Каково значение рефлексов?
- Что такое рефлекторная дуга?
- Из чего состоит рефлекторная дуга?
- Какова роль рецепторов?
- Какую функцию выполняют чувствительные нейроны?
- Какую функцию выполняют вставочные нейроны?
- Какую функцию выполняют двигательные нейроны?
- Может ли рефлекторная дуга контролировать работу исполнительных органов?
III. Изучение новой темы
1. Актуализация опорных знаний
На уроках зоологии вы познакомились со строением и значением ОДС животных.
В: Какие органы образуют ОДС животных?
Скелет и мышцы.
В: Какие функции выполняет ОДС животных?
Опора – сохранение формы тела, движение, защита.
ОДС человека также образована скелетом и мышцами, поэтому её называют
скелетно-мышечная система, т.к. скелет и мышцы функционируют
совместно.
2. Значение ОДС человека
ОДС человека определяет форму тела человека, выполняет опорную, двигательную и защитную функции.
В: В чём заключается опорная функция ?
Кости скелета и мышц образуют прочный каркас.
В: В чём заключается защитная функция ?
ОДС ограничивает внутреннюю полость, в которой находятся внутренние органы. Сердце и лёгкие защищены грудной клеткой. Органы брюшной полости – нижним отделом позвоночника и тазовыми костями, мышцами спины и живота. Головной мозг костями черепа. Спинной мозг находится в позвоночном канале.
В: В чём заключается двигательная функция ?
Двигательная функция осуществляется благодаря взаимодействию костей и мышц, которые прочно прикрепляются к костям. Движение мышц приводит к движению костей.
3. Микроскопическое строение костей
Каждая кость – сложный орган, образованный костной тканью – разновидностью соединительной. Костная ткань представлена костными клетками и костными пластинкам.
Костные клетки – имеют отростки, при помощи которых они контактируют друг с другом. Вокруг клеток располагаются мельчайшие канальцы, заполненные межклеточной жидкостью. Через неё происходит питание и дыхание клеток.
Вокруг костных клеток располагаются костные пластинки – это межклеточное вещество. Оно образуется костными клетками и составляет 2/3 костной ткани. Оно очень твёрдое и прочное. По своим свойствам напоминает камень. Костные пластинки, в зависимости от расположения, образуют компактное (плотное) и губчатое вещество кости.
Компактное вещество имеет пластинчатое строение и напоминает систему вставленных друг в друга цилиндров. Стенки цилиндров выложены рядами радиально расположенных костных пластинок. Такое строение обеспечивает лёгкость и прочность. В центре цилиндров расположены каналы, по которым проходят кровеносные сосуды и нервы. По наружному периметру цилиндров располагаются костные клетки.
В губчатом веществе очень тонкие костные пластинки перекрещиваются в тех направлениях, по которым кости испытывают наибольшее растяжение или сжатие. Такое строение позволяет выдерживать большие нагрузки. Промежутки между костными пластинками заполнены красным костным мозгом – кроветворным органом.
Сверху кости покрыты надкостницей – плотной соединительной тканью. Надкостница богата кровеносными сосудами и нервами. Надкостница примыкает к компактному веществу. Компактное вещество переходит в губчатое.
4. Макроскопическое строение костей
В организме человека насчитывают около 200 костей. Все они различаются по форме, длине и выполняемой роли. В зависимости от всего вышесказанного различают кости длинные (трубчатые), короткие (губчатые), широкие (плоские) и смешанные.
А) трубчатая кость состоит из тела (диафиз) и двух концов (эпифиз). Сверху кость покрыта надкостницей, за исключением концевых участков. Под надкостницей располагается слой компактного вещества. На концевых участках компактное вещество переходит в губчатое. В средней части кости имеется полость, заполненная жёлтым костным мозгом. В ячейках губчатого вещества находится красный костный мозг.
В: Какова его роль?
Это кроветворный орган.
Жёлтый костный мозг состоит из жировых клеток и кроветворной соединительной ткани. Он играет роль резерва, на случай, если красный
костный мозг не будет справляться с работой.
К трубчатым костям относятся кости плеча, предплечья, голени, и бедра.
Их роль: передвижение в пространстве, поднятие тяжестей.
Б) короткие кости образованы губчатым веществом, поэтому их называют губчатыми. Поверх губчатого вещества расположен тонкий слой компактного вещества. Эти кости имеют кубическую или неправильную форму и располагаются там, где одновременно необходимы большая прочность и подвижность скелета. Это кости тел позвонков, короткие кости запястья и предплюсны. Выполняют также функцию опоры.
В) плоские кости образованы двумя пластинами компактного вещества, между которым располагается губчатое вещество. Функция плоских костей – защита. Они образуют стенки полостей, в которых расположены внутренние органы. Это кости таза, лопатки, черепа.
5. Рост костей
В детстве и юности кости растут. Как это происходит?
Молодому петуху удалили кость, но оставили надкостницу. Через некоторое время кость восстановилась. Следовательно, рост костей в ширину происходит за счёт деления клеток внутреннего слоя надкостницы.
Рост костей в длину происходит за счёт деления клеток хрящевой ткани.
Рост костей регулируется биологически активными веществами – гормоном роста, который вырабатывается гипофизом. Если в детстве вырабатывается слишком много этого гормона, то человек вырастает ростом до 2 метров и более. Если гормона роста вырабатывается мало, то рост взрослых людей не превышает 100 – 120 см.
У взрослых людей кости не растут, но происходит замена старого костного вещества на новое. Чем больше нагрузка на скелет, тем активнее идут процессы обновления, и тем прочнее костное вещество.
6. Химический состав костей
Кости образованы неорганическими и органическими веществами. Чтобы выяснить роль этих веществ, можно проделать ряд опытов.
- если долго прокаливать кость, то она становится настолько хрупкой, что при малейшем прикосновении рассыпается на мелкие кусочки. Что произошло при прокаливании кости? Органические вещества сгорели, удалилась вода. Остались неорганические, которые придают костям прочность.
- Если кость некоторое время выдержать в растворе соляной кислоты, то она становится настолько гибкой и эластичной, что её можно завязать в узел. Что произошло? Неорганические вещества удалены, остались органические, которые придают костям гибкость и упругость.
Сочетание неорганических и органических веществ придают костям прочность и упругость.
Из органических веществ в состав костей входит белок коллаген, углеводы, лимонная кислота, ферменты. Из неорганических – вода и минеральные соли кальция, магния, фосфора.
В зависимости от возраста, у человека содержится неодинаковое количество органических и неорганических веществ. От рождения до 20 лет больше органических веществ, поэтому кости меньше ломаются, но больше деформируются. От 20 до 40 лет баланс органических и неорганических веществ примерно одинаков. Кости в этом возрасте наиболее прочные. После 40 лет в организме больше неорганических веществ, поэтому кости пожилых людей более ломки.
IV. Закрепление
- Какую функцию выполняет ОДС?
- Какой тканью образована ОДС?
- Какие типы костей характерны для скелета человека?
- Какие вещества входят в состав костей?
- Ка происходит рост костей в длину и толщину?
Выводы:
- ОДС выполняет функцию опоры, движения, защиты.
- ОДС образована костной тканью, состоящей из костных клеток и костных пластинок.
- В скелете человека различают кости трубчатые, губчатые, плоские.
- В состав скелета входят неорганические и органические вещества. Вместе они обеспечивают прочность костей.
- Рост костей в длину происходит за счёт деления клеток хрящевой ткани, концевых участков кости. Рост костей в ширину происходит за счёт деления клеток надкостницы.
Шило С.А. Биология человека
Функции опорно-двигательной системы. Скелет и мышцы - опорные структуры и органы движения человека. Они выполняют защитную функцию, ограничивая полости, в которых расположены внутренние органы. Так, сердце и легкие защищены грудной клеткой и мышцами груди и спины; органы брюшной полости (желудок, кишечник, почки) - нижним отделом позвоночника, костями таза, мышцами спины и живота; головной мозг расположен в полости черепа, а спинной мозг - в позвоночном канале.
Костная ткань. Кости скелета человека образованы костной тканью - разновидностью соединительной ткани. Костная ткань снабжена нервами и кровеносными сосудами. Клетки ее имеют отростки. Межклеточное вещество составляет 2/3 костной ткани. Оно твердое и плотное, по своим свойствам напоминает камень.
Костные клетки и их отростки окружены мельчайшими "канальцами", заполненными межклеточной жидкостью. Через межклеточную жидкость канальцев происходит питание и дыхание костных клеток.
Строение костей. Величина и форма костей скелета человека различны. Кости могут быть длинными и коркткими.
Длинные кости
называют также трубчатыми.
Они полые. Такое строение длинных костей обеспечивает одновременно их прочность и легкость. Известно, что металлическая или пластмассовая трубка почти так же прочна, как равный ей по длине и диаметру сплошной стержень из того же материала. В полостях трубчатых костей находится соединительная ткань, богатая жиром, - желтый костный мозг.
Головки трубчатых костей образованы губчатым веществом. Пластинки костной ткани перекрещиваются в направлениях, по которым кости испытывают наибольшее растяжение или сжатие. Такое строение губчатого вещества также обеспечивает прочность и легкость костей. Промежутки между костными пластинками заполнены красным костным мозгом , который является кроветворным органом.
Короткие кости образованы в основном губчатым веществом. Такое же строение имеют плоские кости, например лопатки, ребра.
Поверхность костей покрыта надкостницей.
Это тонкий, но плотный слой соединительной ткани, сросшийся с костью. В надкостнице проходят кровеносные сосуды и нервы. Концы костей, покрытые хрящом, не имеют надкостницы.
Рост костей. В детстве и юности кости людей растут в длину и толщину. Формирование скелета заканчивается к 22-25 годам. Рост кости в толщину связан с тем, что клетки внутренней поверхности надкостницы делятся. При этом на поверхности кости образуются новые слои клеток, а вокруг этих клеток - межклеточное вещество.
В длину кости растут за счет деления клеток хрящевой ткани, покрывающей концы костей.
Рост костей регулируют биологически активные вещества, например гормон роста, выделяемый гипофизом. При недостаточном количестве этого гормона ребенок растет очень медленно. Такие люди вырастают не выше детей 5-6-летнего возраста. Это карлики.
Если в детстве гипофиз вырабатывает слишком много гормона роста, вырастает великан - человек ростом до 2 м и выше.
При усилении функции гипофиза у взрослого человека непропорционально разрастаются некоторые части тела, например пальцы рук, ног, нос.
У взрослых кости не удлиняются и не утолщаются, но замена старого костного вещества новым продолжается всю жизнь. Костное вещество способно перестраиваться под влиянием нагрузки, действующей на скелет. Например, кости больших пальцев стопы, на которые опирается балерина, утолщены, их масса облегчена благодаря расширению внутренней полости.
Чем больше нагрузка на скелет, тем активнее идут процессы обновления и тем прочнее костное вещество.
Правильно организованный физический труд, занятия физкультурой в то время, когда скелет еще только формируется, способствуют его развитию и укреплению.
Состав кости.
Кости образованы органическими и неорганическими веществами. Значение минеральных и органических веществ легко выяснить, проделав простой опыт. Если долго
прокаливать кость, то из нее удаляется вода, а органические соединения сгорают. Когда это делают осторожно, кость не теряет своей формы, но становится настолько хрупкой, что при прикосновении рассыпается на мелкие, твердые частицы, состоящие из неорганических веществ. Неорганические вещества придают костям твердость
.
Можно удалить из кости и неорганические соединения - карбонат и фосфат кальция. Для этого кость выдерживают в течение суток в 10-процентном растворе НС1. Соли кальция постепенно растворяются, и кость становится настолько гибкой, что ее можно завязать в узел. Органические соединения придают кости гибкость и упругость .
Сочетание твердости неорганических соединений с упругостью органических обеспечивает прочность костей. Наиболее прочные кости взрослого, но не старого человека.
Скелет человека
Соединение костей.
Скелет взрослого человека состоит примерно из 220 костей, которые соединены между собой. Некоторые соединения костей совершенно неподвижны, например соединения костей черепа (швы), другие - подвижны или полуподвижны.
Подвижные соединения костей называют суставами , например бедренный, коленный, локтевой суставы. На одной из костей, сочленяющихся в суставе, обычно находится ямка - суставная впадина . В нее входит соответствующая ей по форме головка другой из сочленяющихся костей. Впадина и головка покрыты слоем блестящего гладкого хряща. Это облегчает скольжение головки во впадине при движениях в суставе.
Кости, образующие суставы, соединяются очень прочными связками . Сверху сустав покрыт суставной сумкой . В ней находится суставная жидкость . Она уменьшает трение и способствует скольжению головки кости в суставной впадине. Хрящи, связки, суставная сумка относятся к соединительной ткани. Полуподвижные соединения костей с хрящевыми прокладками называют полусуставами .
Скелет головы. Череп состоит из мозгового и лицевого отделов.
Мозговой отдел
черепа образован прочно и неподвижно соединенными между собой костями. Это парные теменные
и височные
, непарные лобная
и затылочная кости.
В височной кости имеется отверстие наружного слухового прохода. На нижней поверхности затылочной кости есть большое затылочное отверстие
, через которое полость черепа соединяется с позвоночным каналом. Кости основания черепа пронизаны мелкими отверстиями. Через них проходят черепно-мозговые нервы и кровеносные сосуды.
В лицевом отделе черепа 15 костей. Самые крупные из них челюстные. Нижнечелюстная кость - единственная подвижная кость черепа. На обеих челюстях имеются ячейки, в которых расположены корни зубов.
Скелет туловища. Позвоночник , или позвоночный столб, состоит из 33-34 коротких костей - позвонков . Каждый позвонок имеет тело и несколько отростков. Позвонки расположены друг над другом. Между позвонками находятся прослойки упругой хрящевой ткани, обеспечивающие гибкость позвоночника. Внутри позвоночника в позвоночном канале расположен спинной мозг.
В позвоночнике человека различают шейный, грудной, поясничный, крестцовый и копчиковый отделы.
Грудная клетка, образована 12 парами ребер и грудиной . С каждым грудным позвонком сочленена одна из 12 пар ребер.
Сочленение ребер с позвонками позволяет изменять их положение: приподниматься во время вдоха и опускаться во время выдоха.
Скелет верхних конечностей. Ключицы и лопатки образуют скелет плечевого пояса. К нему подвижно прикрепляется скелет свободной верхней конечности. Он состоит из костей плеча, предплечья и кисти.
Кости конечностей соединены подвижно. Конечности обеспечивают передвижение человека в пространстве и действуют как сложные системы рычагов.
Скелет нижних конечностей . Две массивные плоские тазовые кости сзади прочно сращены с крестцом , а спереди соединены между собой. Они составляют пояс нижней конечности . В впадину каждой из тазовых костей входит шаровидная головка бедренной кости . Скелет свободной нижней конечности состоит из массивной бедренной кости, костей голени и стопы.
Особенности скелета человека, связанные с прямохождением и трудовой деятельностью. Человека характеризует вертикальное положение тела, опирающегося только на нижние конечности. Позвоночник взрослого человека имеет изгибы. Во время быстрых, резких движений изгибы пружинят и смягчают толчки. У млекопитающих животных, которые опираются на четыре конечности, позвоночник таких изгибов не имеет.
Грудная клетка человека в связи с прямохождением расширена в стороны. У млекопитающих животных она сжата с боков.
Одна из самых характерных черт скелета человека - это строение руки, ставшей органом труда. Кости пальцев подвижны. Самый подвижный, большой палец, хорошо развитый у человека, располагается напротив всех остальных, что важно для различных видов работы - от колки дров, требующей сильных размашистых движений, до сборки ручных часов, которая связана с тонкими и точными движениями пальцев.
В связи с вертикальным положением тела человека пояс его нижних конечностей очень широк и имеет вид чаши. Он служит опорой для внутренних органов брюшной полости. У млекопитающих животных таз значительно уже, чем у человека.
Массивные кости нижних конечностей человека толще и прочнее костей рук, так как ноги несут на себе всю тяжесть тела. Сводчатая стопа человека при ходьбе, беге, прыжках пружинит, смягчает толчки.
В скелете головы человека мозговой отдел черепа преобладает над лицевым. Это связано с большим развитием головного мозга человека.
Значение опорно-двигательной системы. Строение и рост костей. Скелет человека
Функции опорно-двигательной системы.Скелет и мышцы - опорные структуры и органы движения человека. Они выполняют защитную функцию, ограничивая полости, в которых расположены внутренние органы. Так, сердце и легкие защищены грудной клеткой и мышцами груди и спины; органы брюшной полости (желудок, кишечник, почки) - нижним отделом позвоночника, костями таза, мышцами спины и живота; головной мозг расположен в полости черепа, а спинной мозг - в позвоночном канале.
Костная ткань.
Кости скелета человека образованы костной тканью - разновидностью соединительной ткани. Костная ткань снабжена нервами и кровеносными сосудами. Клетки ее имеют отростки. Межклеточное вещество составляет 2/3 костной ткани. Оно твердое и плотное, по своим свойствам напоминает камень.
Костные клетки и их отростки окружены мельчайшими "канальцами", заполненными межклеточной жидкостью. Через межклеточную жидкость канальцев происходит питание и дыхание костных клеток.
Строение костей.
Величина и форма костей скелета человека различны. Кости могут быть длинными и коркткими.
Длинные кости называют также трубчатыми. Они полые. Такое строение длинных костей
обеспечивает одновременно их прочность и легкость. Известно, что металлическая или пластмассовая трубка почти так же прочна, как равный ей по длине и диаметру сплошной стержень из того же материала. В полостях трубчатых костей находится соединительная ткань, богатая жиром, - желтый костный мозг.
Головки трубчатых костей образованы губчатым веществом. Пластинки костной ткани перекрещиваются в направлениях, по которым кости испытывают наибольшее растяжение или сжатие. Такое строение губчатого вещества также обеспечивает прочность и легкость костей. Промежутки между костными пластинками заполнены красным костным мозгом, который является кроветворным органом.
Короткие кости образованы в основном губчатым веществом. Такое же строение имеют плоские кости, например лопатки, ребра.
Поверхность костей покрыта надкостницей. Это тонкий, но плотный слой соединительной ткани, сросшийся с костью. В надкостнице проходят кровеносные сосуды и нервы. Концы костей, покрытые хрящом, не имеют надкостницы.
Рост костей.
В детстве и юности кости людей растут в длину и толщину. Формирование скелета заканчивается к 22-25 годам. Рост кости в толщину связан с тем, что клетки внутренней поверхности надкостницы делятся. При этом на поверхности кости образуются новые слои клеток, а вокруг этих клеток - межклеточное вещество.
В длину кости растут за счет деления клеток хрящевой ткани, покрывающей концы костей.
Рост костей регулируют биологически активные вещества, например гормон роста, выделяемый гипофизом. При недостаточном количестве этого гормона ребенок растет очень медленно. Такие люди вырастают не выше детей 5-6-летнего возраста. Это карлики.
Если в детстве гипофиз вырабатывает слишком много гормона роста, вырастает великан - человек ростом до 2 м и выше.
При усилении функции гипофиза у взрослого человека непропорционально разрастаются некоторые части тела, например пальцы рук, ног, нос.
У взрослых кости не удлиняются и не утолщаются, но замена старого костного вещества новым продолжается всю жизнь. Костное вещество способно перестраиваться под влиянием нагрузки, действующей на скелет. Например, кости больших пальцев стопы, на которые опирается балерина, утолщены, их масса облегчена благодаря расширению внутренней полости.
Чем больше нагрузка на скелет, тем активнее идут процессы обновления и тем прочнее костное вещество. Правильно организованный физический труд, занятия физкультурой в то время, когда скелет еще только формируется, способствуют его развитию и укреплению.
Состав кости.
Кости образованы органическими и неорганическими веществами. Значение минеральных и органических веществ легко выяснить, проделав простой опыт. Если долго
прокаливать кость, то из нее удаляется вода, а органические соединения сгорают. Когда это делают осторожно, кость не теряет своей формы, но становится настолько хрупкой, что при прикосновении рассыпается на мелкие, твердые частицы, состоящие из неорганических веществ. Неорганические вещества придают костям твердость.
Можно удалить из кости и неорганические соединения - карбонат и фосфат кальция. Для этого кость выдерживают в течение суток в 10-процентном растворе НС1. Соли кальция постепенно растворяются, и кость становится настолько гибкой, что ее можно завязать в узел. Органические соединения придают кости гибкость и упругость.
Сочетание твердости неорганических соединений с упругостью органических обеспечивает прочность костей. Наиболее прочные кости взрослого, но не старого человека.
Скелет человека
Соединение костей. Скелет взрослого человека состоит примерно из 220 костей, которые соединены между собой. Некоторые соединения костей совершенно неподвижны, например соединения костей черепа (швы), другие - подвижны или полуподвижны.
Подвижные соединения костей называют суставами, например бедренный, коленный, локтевой суставы. На одной из костей, сочленяющихся в суставе, обычно находится ямка - суставная впадина. В нее входит соответствующая ей по форме головка другой из сочленяющихся костей. Впадина и головка покрыты слоем блестящего гладкого хряща. Это облегчает скольжение головки во впадине при движениях в суставе.
Кости, образующие суставы, соединяются очень прочными связками. Сверху сустав покрыт суставной сумкой. В ней находится суставная жидкость. Она уменьшает трение и способствует скольжению головки кости в суставной впадине. Хрящи, связки, суставная сумка относятся к соединительной ткани. Полуподвижные соединения костей с хрящевыми прокладками называют полусуставами.
Скелет головы.
Череп состоит из мозгового и лицевого отделов.
Мозговой отдел черепа образован прочно и неподвижно соединенными между собой костями. Это парные теменные и височные, непарные лобная и затылочная кости. В височной кости имеется отверстие наружного слухового прохода. На нижней поверхности затылочной кости есть большое затылочное отверстие, через которое полость черепа соединяется с позвоночным каналом. Кости основания черепа пронизаны мелкими отверстиями. Через них проходят черепно-мозговые нервы и кровеносные сосуды.
В лицевом отделе черепа 15 костей. Самые крупные из них челюстные. Нижнечелюстная кость - единственная подвижная кость черепа. На обеих челюстях имеются ячейки, в которых расположены корни зубов.
Скелет туловища.
Позвоночник, или позвоночный столб, состоит из 33-34 коротких костей - позвонков. Каждый позвонок имеет тело и несколько отростков. Позвонки расположены друг над другом. Между позвонками находятся прослойки упругой хрящевой ткани, обеспечивающие гибкость позвоночника. Внутри позвоночника в позвоночном канале расположен спинной мозг.
В позвоночнике человека различают шейный, грудной, поясничный, крестцовый и копчиковый отделы.
Грудная клетка, образована 12 парами ребер и грудиной. С каждым грудным позвонком сочленена одна из 12 пар ребер.
Сочленение ребер с позвонками позволяет изменять их положение: приподниматься во время вдоха и опускаться во время выдоха.
Скелет верхних конечностей.
Ключицы и лопатки образуют скелет плечевого пояса. К нему подвижно прикрепляется скелет свободной верхней конечности. Он состоит из костей плеча, предплечья и кисти.
Кости конечностей соединены подвижно. Конечности обеспечивают передвижение человека в пространстве и действуют как сложные системы рычагов.
Скелет нижних конечностей.
Две массивные плоские тазовые кости сзади прочно сращены с крестцом, а спереди соединены между собой. Они составляют пояс нижней конечности. В впадину каждой из тазовых костей входит шаровидная головка бедренной кости. Скелет свободной нижней конечности состоит из массивной бедренной кости, костей голени и стопы.
Особенности скелета человека, связанные с прямохождением и трудовой деятельностью. Человека характеризует вертикальное положение тела, опирающегося только на нижние конечности. Позвоночник взрослого человека имеет изгибы. Во время быстрых, резких движений изгибы пружинят и смягчают толчки. У млекопитающих животных, которые опираются на четыре конечности, позвоночник таких изгибов не имеет.
Грудная клетка человека в связи с прямохождением расширена в стороны. У млекопитающих животных она сжата с боков.
Одна из самых характерных черт скелета человека - это строение руки, ставшей органом труда. Кости пальцев подвижны. Самый подвижный, большой палец, хорошо развитый у человека, располагается напротив всех остальных, что важно для различных видов работы - от колки дров, требующей сильных размашистых движений, до сборки ручных часов, которая связана с тонкими и точными движениями пальцев.
В связи с вертикальным положением тела человека пояс его нижних конечностей очень широк и имеет вид чаши. Он служит опорой для внутренних органов брюшной полости. У млекопитающих животных таз значительно уже, чем у человека.
Массивные кости нижних конечностей человека толще и прочнее костей рук, так как ноги несут на себе всю тяжесть тела. Сводчатая стопа человека при ходьбе, беге, прыжках пружинит, смягчает толчки.
В скелете головы человека мозговой отдел черепа преобладает над лицевым. Это связано с большим развитием головного мозга человека.
Мышцы и их функция. Работа мышц
Мышцы и их функция
Мышечная ткань. Для осуществления различных движений в организме человека, как и у всех позвоночных животных, имеются 3 вида мышечной ткани: скелетная, сердечная и гладкая. Каждому виду ткани свойствен свой тип видоизмененных клеток - мышечных волокон.
Скелетные мышцы образованы поперечнополосатой мышечной тканью, мышечные волокна которой собраны в пучки. Внутри волокон проходят белковые нити, благодаря которым мышцы способны укорачиваться - сокращаться.
Сердечная мышца, как и скелетная, состоит из поперечнополосатых мышечных волокон. Эти волокна в определенных участках как бы сливаются (переплетаются). Благодаря этой особенности сердечная мышца способна быстро сокращаться.
Стенки внутренних органов (сосудов, кишечника, мочевого пузыря) образованы гладкой мышечной тканью. Сокращение волокон этой ткани происходит медленно.
Строение мышцы.
Скелетные мышцы состоят из пучков по перечнополосатых мышечных волокон. К каждой мышце подходят кровеносные сосуды и нервы. Мышцы покрыты соединительнотканной оболочкой и прикрепляются к кости при помощи сухожилий.
Роль нервной системы в регуляции деятельности мышц. К скелетным мышцам подходят нервы, содержащие чувствительные и двигательные нейроны. По чувствительным нейронам передаются импульсы от рецепторов кожи, мышц, сухожилий, суставов в центральную нервную систему.
По двигательным нейронам проводятся импульсы от спинного мозга к мышце, в результате чего мышца сокращается. Таким образом, сокращения мышц в организме совершаются рефлекторно. В то же время на двигательные нейроны спинного мозга влияют импульсы из головного мозга, в частности из коры больших полушарий. Это делает движения произвольными. Сокращаясь, мышцы приводят в движение части тела, обусловливают перемещение организма или поддержание определенной позы.
Работа мышц
Согласованная работа мышц сгибателей и разгибателей. В выполнении человеком любого движения принимают участие две группы противоположно действующих мышц: сгибатели и разгибатели суставов.
Сгибание в суставе осуществляется при сокращении мышц-сгибателей и одновременном расслаблении мышц-разгибателей.
Согласованная деятельность мышц-сгибателей и мышц-разгибателей возможна благодаря чередованию процессов возбуждения и торможения в спинном мозге. Например, сокращение мышц-сгибателей руки вызвано возбуждением двигательных нейронов спинного мозга. Одновременно расслабляются мышцы-разгибатели. Это связано с торможением двигательных нейронов.
Мышцы-сгибатели и разгибатели сустава могут одновременно находиться в расслабленном состоянии. Так, мышцы свободно висящей вдоль тела руки находятся в состоянии расслабления. При удержании гири или гантели в горизонтально вытянутой руке наблюдается одновременное сокращение мышц-сгибателей и разгибателей сустава.
Работа мышц.
Сокращаясь, мышца действует на кость как на рычаг и производит механическую работу. Любое мышечное сокращение связано с расходом энергии. Источниками этой энергии служат распад и окисление органических веществ (углеводов, жиров, нуклеиновых кислот). Органические вещества в мышечных волокнах подвергаются химическим превращениям, в которых участвует кислород. В результате образуются продукты расщепления, главным образом углекислый газ и вода, и освобождается энергия.
Протекающая через мышцы кровь постоянно снабжает их питательными веществами и кислородом и уносит из них углекислый газ и другие продукты распада.
Утомление при мышечной работе. При длительной физической работе без отдыха постепенно уменьшается работоспособность мышц. Временное снижение работоспособности, наступающее по мере выполнения работы, называют утомлением. После отдыха работоспособность мышц восстанавливается.
При выполнении ритмических физических упражнений утомление наступает позднее, так как в промежутках между сокращениями работоспособность мышц частично восстанавливается.
В то же время при большом ритме сокращений скорее развивается утомление. Работоспособность мышц зависит и от величины нагрузки: чем больше нагрузка, тем скорее развивается утомление.
Утомление мышц и влияние на их работоспособность ритма сокращений и величины нагрузки изучал русский физиолог И.М. Сеченов. Он выяснил, что при выполнении физической работы очень важно подобрать средние величины ритма и нагрузки. При этом производительность будет высокой, а утомление наступает позже.
Распространено мнение, что лучший способ восстановления работоспособности - это полный покой. И.М. Сеченов доказал ошибочность такого представления. Он сравнивал, как восстанавливается работоспособность в условиях полного пассивного отдыха и при смене одного вида деятельности другим, т.е. в условиях активного отдыха. Оказалось, что утомление проходит скорее и работоспособность восстанавливается раньше при активном отдыхе.
Человек приспособлен к движению и начинает это делать сознательно примерно через 4 месяца после рождения. Движение обеспечивается опорно-двигательной системой.
Опорно-двигательную систему образуют кости и мышцы.
Кости черепа, конечностей и туловища образуют твердый остов тела - скелет.
Мышцы и соединительно-тканные образования (хрящи, связки, сухожилья) образуют мягкий остов - гибкий скелет.
В организме человека 208-210 костей. Разбежность связана с индивидуальным развитием каждого человека, и с тем, что некоторые кости могут у одних людей срастаться, а у других - нет.
Мышц в организме человека 600.
1. Механические функции скелета:
Опорная - определяет форму тела, является вместилищем для внутренних органов, к нему прикрепляются мышцы
Защитная - защита мозга, сердца, легких
2. Биологические функции скелета:
Минеральный обмен - в костях содержится большое количество минеральных солей
Кроветворение - красный костный мозг образует форменные элементы крови
3. Механические функции мышц
Двигательная - передвижение костей
Защитная - защита органов брюшной полости
4. Механические функции связочного аппарата:
Опорная - соединения костей
Двигательная - суставы
Опорные и защитные функции выполняются совместно костями, мышцами и связочным аппаратом.
Кость образована соединительной (костной) тканью и содержит сосуды и нервы.
Рис. 1. Гистологическое строение кости
Состав костной ткани :
Костная ткань состоит из клеток и межклеточного вещества.
Клетки костной ткани :
Остеоциты уже не способны к делению.
Неорганические соединения накапливаются в виде кристалликов между оссеиновыми волокнами.
У детей в костях преобладают органические вещества, поэтому их кости более гибкие, но они легко деформируются при неправильных или слишком больших нагрузках.
С возрастом в костях увеличивается количество минеральных веществ, кости становятся более хрупкими, поэтому пожилые люди даже при незначительных травмах могут получить переломы.
В кости можно выделить головку и тело. Головка покрыта суставными хрящами.
Тело кости покрывает соединительнотканное образование - надкостница. Она обеспечивает рост кости в толщину и срастание переломов. К ней подходят нервы и кровеносные сосуды.
Надкостница плотно прилегает к компактному веществу кости. Оно образовано костными цилиндрами, внутри которых проходят кровеносные сосуды. Костные клетки расположены позади каждого цилиндра. Они выделяют межклеточное вещество, в том числе и пластинки, из которых состоят цилиндры.
Внутри, между головками костей, имеется костномозговая полость, заполненная желтым костным мозгом. При большой кровопотере он также может принимать участие в кроветворении.
У детей около головок костей располагаются хрящевые прокладки. За счет деления клеток хряща кость может расти в длину. Постепенно они замещаются клетками кости, и рост кости прекращается. Это происходит приблизительно к 20 годам.
В нашем организме выделяют трубчатые кости (с ними вы только что ознакомились) и плоские кости, состоящие в основном из компактного вещества. Трубчатые кости делятся на длинные (бедренная, плечевая кость) и короткие (кости фаланг пальцев).
1. Колесов Д.В., Маш Р.Д., Беляев И.Н. Биология 8 М.:Дрофа
2. Пасечник В.В., Каменский А.А., Швецов Г.Г. / Под ред. Пасечника В.В. Биология 8 М.:Дрофа.
3. Драгомилов А.Г., Маш Р.Д. Биология 8 М.: ВЕНТАНА-ГРАФ
1. Колесов Д.В., Маш Р.Д., Беляев И.Н. Биология 8 М.:Дрофа - с. 49, задания и вопрос 1,2,3,4.
2. Какие функции выполняет опорно-двигательная система?
3. Как устроена костная ткань?
4. Подготовьте реферат о заболеваниях, связанных с нарушением развития опорно-двигательного аппарата человека.
Цели урока
- Формирование знаний о опорно-двигательной системе.
- Рассмотреть ее состав.
- Изучить строение костей.
Задачи урока
Раскрыть основные функции опорно-двигательной системы; сформировать знания о строении и свойствах костей, их хим.составе; продолжить развитие обще-учебных навыков работы с различными источниками информации, а также умений и навыков организации самостоятельной учебной деятельности.
Основные термины
- Скелет (skeletos – высохший) – совокупность твёрдых тканей в организме, служащих опорой тела или отдельных его частей и защищающих его от механических повреждений.
- Кость (os, ossis) – орган, основной элемент скелета позвоночных.
ХОД УРОКА
Проверка знаний учеников
1. Почему костную ткань относят к соединительной? 2. Какие качества кости обеспечивают ее легкость и прочность?
Опорно-двигательная система
Опорно-двигательная система образована скелетом и мышцами (активная часть и пассивная часть) Рисунок 1.
Рис. 1. Схема опорно-двигательной системы
На рисунках 2 и 3 Вы можете просмотреть функции активной и пассивной частей.
Рис. 2. Функции активной части
Рис. 3. Функции пассивной части
Скелет человека составляет основу тела, определяет его размеры и форму и совместно с мышцами образует полости, в которых располагаются внутренние органы. Скелет состоит примерно из 200 костей. Кости выполняют функцию рычагов, приводимых а движение мышцами, и защищают органы от травм. Кости участвуют в обмене фосфора и кальция.
Просмотрите видео 1. Скелет человека
Скелет человека включает шесть отделов, которые представлены на рисунке 4:
череп,
позвоночник (осевой скелет),
пояс верхних конечностей,
пояс нижних конечностей,
верхние конечности,
нижние конечности.
Рис. 4. Отделы скелета
На видео 2 мы с Вами просмотрим строение скелета
Состав, строение и рост костей
В состав костной ткани
входят неорганические и органические вещества. Эластичность кости придает органическое вещество коллаген, а твердость - минеральные соли. Снаружи кости покрыты надкостницей, обеспечивающей питание и рост костей в толщину. Компактное вещество кости образовано микроскопическими ячейками и канальцами, по которым из надкостницы в кость проникают многочисленные кровеносные сосуды и нервы.
Различают трубчатые, губчатые, плоские и смешанные кости.
Трубчатые кости (плечевая, бедренная) имеют вид трубки с полостью, заполненной желтым костным мозгом. Концы этих костей утолщены и заполнены губчатой тканью, содержащей красный костный мозг. Трубчатые кости способны выдерживать большие нагрузки. Плоские кости (лопатки, ребра, тазовые, черепные) состоят из двух пластинок плотного вещества и тонкой прослойки губчатого вещества между ними.
Соединения костей
Подвижное соединение костей обеспечивается суставами, которые образованы впадиной на конце одной из сочленяющихся костей и головкой на конце другой (Рисунок 5). Суставы укреплены внутрисуставными связками, а суставные поверхности покрыты хрящом и заключены в суставную сумку. Синовиальная жидкость, находящаяся внутри сустава, играет роль смазки, уменьшающей трение.
Полуподвижное соединение обеспечивается хрящевыми прослойками между костями. Например, между позвонками находятся хрящевые диски. Ребра с грудиной соединяются тоже посредством хряща. Эти соединения обеспечивают относительную подвижность.
Неподвижные соединения образуются благодаря срастанию костей и образованию костных швов (кости черепа) рисунок 5.
Рис.5. Соединение костей черепа.
Скелетчеловека
имеет ряд отличий от скелета млекопитающих
Отличие 1. Преобладает мозговой отдел, менее развиты челюсти (Рисунок 6)
Модель человеческого черепа увидим на видео 3
Рис. 6. Отличие 1.
Отличие 2. Скелет туловища (Рисунок 7)
Рис. 7. Отличие 2.
Отличие 3. Позвоночник (Рисунок 8)
Рис. 8. Отличие 3.
Отличие 4. Грудная клетка (Рисунок 9)
Рис. 9. Отличие 4
В строении скелета позвоночных животных и человека много общего - они построены по единому плану.
Рис. 10. Сравнение скелета человека и млекопитающего.
Выводы урока
- Особенности строения скелета человека, связанные с прямохождением
- Позвоночник имеет изгибы
- Массивные кости нижних конечностей толще и прочнее костей рук
- Грудная клетка расширена в стороны
- Тазовый пояс широкий, имеет вид чаши
Стопа сводчатая
Контролирующий блок
1. Почему скелет и мышцы относят к единой системе органов
?
2. Каков химический состав костей?
3. Объясните, почему искривления костей чаще всего бывают у детей, а переломы – у пожилых людей?
Домашнее задание
Дать определение следующим понятиям:
Скелет –
Осевой скелет –
Добавочный скелет –
В теле взрослого человека (если не считать сезамоидиты - малые круглые кости, число которых варьируется) насчитывается 206 костей, а в теле ребенка- 300 (интересно, что по мере роста детей некоторые кости срастаются) . Самая длинная у человека-бедренная кость, или femur. Как правило, она составляет 27,5% от его роста. Таким образом, при росте человека 183 см она должна иметь 50 см в длину. Самая маленькая человеческая кость (от 2,6 до 3,4 мм в длину и весом от 2,0 до 4,3 мг)-одна из трех слуховых косточек в среднем ухе-стремечко.
Список литературы
1.Урок на тему "Строение костей у человека" Ранева Н.Б., учитель анатомии, г. Ставрополь, СШ № 11.
2. Урок на тему "Опорно-двигательная система" Сонин Н.И. Учитель Биологии, г. Москва, СШ №1952
3. Д. В. Колесов, Р.Д. Маш, И. Н. Беляев. «Биология. Человек». Учебник. 8 кл. . − М.: Дрофа, 2002.
4. Колесов Д.В. Биология. Человек 8 класс: учебник для общеобразовательных учреждений. – М.: Дрофа, 2007. – 332с.
Отредактировано и выслано Борисенко И.Н.
Над уроком работали:
Ранева Н.Б.
Сонин Н.И.
Борисенко И.Н.
Морская А.
