Цели урока: раскрыть основные функции опорно-двигательной системы; сформировать знания о строении и свойствах костей, их химическом составе, о типах соединения костей, об особенностях их роста в длину и толщину; показать взаимосвязь строения костей и выполняемых ими функций; продолжить развитие общеучебных навыков работы с различными источниками информации, а также умений и навыков организации самостоятельной учебной деятельности.
Оборудование: модель скелета человека, распилы костей (раздаточный материал), учебные таблицы с изображением костей, внутреннего строения кости, прокаленные и декальцинированные кости.
Ход урока
Организационный момент
Изучение новой темы
Учитель. «Движение – это жизнь», – заметил Вольтер. Действительно, человек приспособлен, а может быть, и приговорен природой к движению. Люди не могут не двигаться и начинают делать это осознанно уже на четвертом месяце после рождения – тянуться, хватать различные предметы.
Благодаря чему же мы перемещаемся в пространстве, бегаем, шагаем, прыгаем, ползаем, плаваем, совершаем каждый день многие тысячи разнообразных выпрямлений, сгибаний, поворотов?
Все это обеспечивает костно-мышечная система, или опорно-двигательный аппарат.
Кости, связывающие их соединительные ткани и мышцы. Кости черепа, конечностей и туловища образуют твердый остов тела, или скелет (от гр. skeleton (soma) – буквально «высохшее» (тело»).
Мышцы и соединительнотканные образования – хрящи, фасции, связки, сухожилия – мягкий остов, или гибкий скелет, человеческого тела (включающий около 2310 костей).
Скелет выполняет разные функции, главная из которых опорная. Он определяет в значительной мере размер и форму тела. Некоторые части скелета, как, например, череп, грудная клетка и таз, служат вместилищем и защитой жизненно важных органов – мозга, легких, сердца, кишечника и т.д. Наконец, скелет – пассивный орган движения, т. к. к нему прикрепляются мышцы.
Наряду с механическими функциями, костная система выполняет ряд биологических функций, играющих важную роль в жизнедеятельности организма. В костях содержится основной запас минеральных солей: кальция, фосфора, магния и др. Они используются организмом по мере необходимости, поэтому костная система принимает самое непосредственное участие в минеральном обмене. В костях находится красный костный мозг, участвующий в процессах кроветворения.
Мышцы – активная часть опорно-двигательного аппарата. Активность мышц связана с одним из основных свойств живого — возбудимостью. Возбужденные импульсами от нервной системы, мышцы осуществляют двигательные акты.
Когда человек стоит, сидит, прыгает, части скелета у него находятся в определенном положении относительно друг друга. Чем это обеспечивается?
Действием мышц. Одни части укрепляются в неподвижном состоянии, а другие движутся. Например, когда человек стоит и двигает руками, ноги и позвоночник у него укрепляются в почти неподвижном положении, а мышцы рук, сокращаясь и расслабляясь, вызывают различные движения.
Следовательно, в опорной функции скелета обязательно участвуют мышцы. Когда у человека при потере сознания перестают работать мышцы, он падает.
К опорной функции мышц относится и защита внутренних органов. Последняя осуществляется мышцами, окружающими полость тела. Достаточная крепость и в то же время податливость мышечной стенки (например, ротовой полости или живота) создают выгодные условия для изменения объема полостей.
Опорно-двигательные и защитные функции в организме человека выполняются совместно частями скелета, мышцами и нервной системой. Следует подчеркнуть исключительное значение для передвижения тела и выполнения всевозможных движений согласованной работы 600 мышц, передвигающих и укрепляющих части скелета и тела под контролем нервной системы.
«Депо» Са, Р, Mg Опора,
Минеральный обмен ‘ защита,
Кроветворение движение
Учащиеся с помощью учителя определяют круг вопросов, которые необходимо рассмотреть на уроке.
Скелет состоит из костей, которые определенным образом соединены друг с другом. Типы соединения костей в скелете связаны с основными его функциями: опорной, защитной и двигательной. Отсюда вытекают два проблемных вопроса:
Какие особенности строения и свойства костей обеспечивают выполнение опорной и защитной функций?
Как соединяются между собой кости в скелете и в чем проявляется взаимосвязь строения и функции этих соединений?
Основное содержание поисковой беседы по вопросу 1:
£» Костная ткань – разновидность соединительной ткани.
й) Строение кости: наружное плотное и внутреннее губчатое вещество, надкостница. Функции надкостницы, плотного костного вещества, губчатого вещества кости.
л Химический состав костей. Влияние минеральных и органических веществ на свойства костей. Изменение химического состава костей с возрастом.
Л Типы костей: трубчатые и губчатые. Особенности строения, обеспечивающие их прочность и легкость.
Перед нами три кости (учитель показывает позвонок, кость черепа, плечевую или Осдренную кость).
Можно ли по форме кости Определить ее функцию?
Что дополнительно вы можете сказать об этих костях? (Позвонок имеет тело и дугу, замыкающую позвоночное отверстие. Позвонки образуют позвоночный столб, который защищает спинной мозг и является опорой для органов и тканей. Кость черепа плоская, прочная; выполняет защитную функцию. Плечевая кость
опора для мышц руки, выполняет опорную и двигательную функции. Все эти кости достаточно твердые, прочные.)
Сопоставьте следующие факты:
Бедро выдерживает вертикально груз 1500 кг;
Большая берцовая кость – 1650 кг;
Плечевая – 850 кг, коленная чашечка – 600 кг;
Предел прочности ребер на излом у молодых колеблется от 85 до 110 кг.
Кость тверже кирпича в 30 раз, гранита – в 2,5 раза. Она прочнее дуба и почти также прочна, как чугун.
Средняя масса скелета человека средней комплекции массой 70 кг равна 8-9 кг.
Вопрос. Чем объяснить высокую прочность скелета при относительной его легкости?
Проведем предварительное знакомство со строением кости. (Учитель демонстрирует спины костей и задает вопросы.)
Чем отличается строение наружного слоя кости от строения основной массы костного вещества?
Каково строение основной массы кости?
Какое значение может иметь губчатое строение кости?
Чем образована кость? (Она образована костной тканью.)
Что представляет собой костная ткань? (Это разновидность соединительной ткани.)
А что такое соединительная ткань? Какие она имеет особенности? (Клетки располагаются в межклеточном веществе, которого достаточно много).
Учитель.
Каждая кость – сложный орган, состоящий из костной ткани, надкостницы, костного мозга, кровеносных, лимфатических сосудов и нервов.
Костная ткань состоит из клеток и межклеточного вещества.
Клетки костной ткани: Остеобласты – клетки, за счет которых кость растет; остеокласты предназначены рассасывать (растворять) то, что препятствует росту и перестройке кости, многоядерные образования; остеоциты – зрелые клетки, не способные к делению.
Межклеточное вещество состоит из основного органического вещества, оссеи- новых волокон и неорганических соединений. Основное вещество представляет собой желеобразную массу, состоящую из воды, белков и мукополисахаридов (сложные биополимеры, состоящие из углеводов (70-80%) и белков), выполняющую роль природного смазочного материала.
Оссеиновые волокна, состоят из тонких фибрилл, образованных из волокнистого белка – коллагена. В’пластинчатой костной ткани пучки.коллагеновых волокон пространственно упорядочены и имеют определенное направление.
Неорганические соединения в виде небольших кристаллов гидрооксиапатита, сульфата, карбоната откладываются как в оссеиновых волокнах, так и вокруг них. Неорганическое вещество составляет 65-70 % сухой массы кости. В скелете взрос
лого человека содержится около 1200 кг Са, 530 г Р, 11 г Mg. Помимо Са, P. Mg, кость содержит более 30 других различных элементов, необходимых для нормального функционирования костной ткани. (Ион кальция в кристаллах может быть заменен ионами радия, стронция, бария, а гидроксильный ион – ионом фтора.)
Какое значение имеет такой химический состав кости?
Попробуем определить свойства минеральных веществ.
Как это сделать? (Учитель выслушивает предложения учащихся.)
Демонстрация опыта.Эта задача решается по принципу исключения. В костях
имеются органические и минеральные вещества. Чтобы узнать о свойствах минеральных веществ, надо удалить органические.Органические вещества можно просто выжечь (Учитель показывает заранее прокаленные кости).
Вывод: минеральные вещества твердые и хрупкие.
Определим свойства органических веществ.
Чтобы выяснить свой
