Біологія. Підручник для осіб з особливими освітніми потребами (Н54.1–Н54.2). Частина 1. 8 клас. Соболь

Цей підручник можна завантажити у PDF форматі на сайті частина 1, частина 2.

Цей підручник (частина 2) на сайті History | Твоя електронна бібліотека тут.

Тема 2. Опора та рух

Найперспективнішим в еволюції опори виявився ендоскелет.

Околітенко Н. І., Гродзинський Д. М. «Основи системної біології»

§ 10. Значення опорно-рухової системи, будова та функції

Основні поняття й ключові терміни: ОПОРА ЛЮДИНИ. ОПОРНО-РУХОВА СИСТЕМА. Хрящ.

Пригадайте! Що таке скелет хребетних тварин?

Поміркуйте!

Опора, рух та форма тіла пов’язані зі способом життя організмів. У водних тварин, які ведуть прикріплений чи малорухливий спосіб життя, скелет твердий зовнішній (екзоскелет). Малорухливі тварини, які живуть у ґрунті, воді чи в живих організмах, мають рідкий внутрішній скелет (гідроскелет). А у тварин і людини, здатних до швидкого руху, - твердий внутрішній ендоскелет із «набором важелів». Які переваги такого скелета?

ЗМІСТ

Які особливості опори у людини?

У тварини й людини, які мають ендоскелет, у процесі еволюції функція опори дуже тісно поєдналася з функцією руху, тому розмежувати їхню роботу неможливо. Опора визначає форму тіла, яка в умовах дії земного тяжіння зумовлює переміщення його в просторі. Твердість та міцність опорних елементів забезпечують захист головного мозку, легень, серця та інших органів.

Таблиця 14. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА ОПОРИ У ЛЮДИНИ

Рівень організації

Сутність процесів

Молекулярний

Опора визначається наявністю неорганічних (вода, кальцій карбонат, кальцій фосфат) та органічних (колаген, осеїн) речовин

Клітинний

У реалізації опори беруть участь живі клітини хрящової (хондроцити), кісткової (остеоцити) тканин

Тканинний

Функцію опори здійснюють тканини внутрішнього середовища (хрящова та кісткова). Ці тканини живі й здатні до регенерації

Рівень органів

Основними органами опори є хрящі та кістки

Системний

Хрящі, кістки, зв’язки формують кістковий ендоскелет у складі опорно-рухової системи

Організмовий

Особливості опори як функції організму людини пов’язані з прямоходінням, суспільним способом життя й працею

Опора людини як життєва функція, що визначає рухи, форму та захист, має свої особливості. Так, нижньощелепну кістку вирізняє наявність підборідного виступу, що пов’язано з її участю в процесі мовлення. Хребет має 4 вигини, що є пристосуванням до прямоходіння. А верхні кінцівки стали органами праці, що пристосовані до здійснення великої кількості рухів та силових навантажень.

Отже, ОПОРА ЛЮДИНИ - життєва функція, яка забезпечує збереження форми тіла, здійснення зовнішніх і внутрішніх рухів, захист важливих органів та відрізняється особливостями, зумовленими прямоходінням, мовленням і працею.

Яка будова та функції опорно-рухової системи людини?

Органами опорно-рухової системи є міцні кістки, пружні хрящі й скоротливі м’язи. Апарат опори й руху прийнято ділити на пасивну (скелет) та активну (м’язи) частини (іл. 17).

Таблиця 15. ОПОРНО-РУХОВА СИСТЕМА ЛЮДИНИ

Скелетна система

(пасивна частина, у дорослого - 206, у дитини понад 300 кісток; близько 10 % від маси тіла)

М’язова система

(активна частина, понад 600 м’язів, близько 40 % від маси тіла)

1. Скелет голови: а) мозковий відділ; б) лицевий відділ

1. М’язи голови: а) мімічні м’язи; б) жувальні м’язи

2. Скелет тулуба: а) хребет; б) грудна клітка

2. М’язи тулуба: а) м’язи грудей; б) м’язи спини; в) м’язи живота

3. Скелет кінцівок: а) плечовий пояс; б) скелет вільної верхньої кінцівки; в) тазовий пояс; г) скелет вільної нижньої кінцівки

3. М’язи кінцівок: а) м’язи поясу верхніх кінцівок; б) м’язи вільної верхньої кінцівки; в) м’язи поясу нижніх кінцівок; г) м’язи вільної нижньої кінцівки

Опорно-рухова система здійснює в організмі людини такі функції: опору (допомагає тілу зберігати певну форму й протидіє силі тяжіння, для переміщення в просторі), захист (кістки й м’язи захищають внутрішні органи), рух (кістки як «важелі» для переміщення тіла та його частин, м’язи внутрішніх органів здійснюють переміщення крові, їжі, сечі), кровотворення (червоний кістковий мозок продукує клітини крові), депонування речовин (мінеральні солі за необхідності надходять із кісток, м’язи запасають глікоген), теплоутворення (у м’язах відбувається утворення тепла як результат реакцій окиснення). Слід пам’ятати й про те, що хрящі гортані, голосові зв’язки й м’язи язика, під’язикова й нижньощелепна кістка визначають ще одну дуже важливу людську функцію - мовленнєву.

Іл. 17. Скелетна і м’язова системи людини

Отже, ОПОРНО-РУХОВА СИСТЕМА - сукупність органів, побудованих із тканин внутрішнього середовища та м’язових тканин для забезпечення опори, руху, захисту, кровотворення, депонування та мовлення.

Які особливості кісткової та хрящової тканин?

Скелет людини складається з хрящової й кісткової тканин (іл. 18).

Хрящова тканина - тканина внутрішнього середовища, що складається з клітин-хондроцитів і міжклітинної речовини та утворює хрящі. Серед сполук міжклітинної речовини цієї тканини переважають білки - колаген і еластин, що визначають гнучкість та еластичність багатьох хрящів.

Головною особливістю хрящів є відсутність кровоносних судин. Живлення здійснюється шляхом дифузії із сполучнотканинного шару - охрястя, що вкриває хрящі. Розрізняють гіаліновий (вкриває суглобові поверхні кісток, утворює реберні хрящі), еластичний (у складі вушних раковин, хрящів гортані) та волокнистий (у міжхребцевих дисках) хрящі.

Іл. 18. Ділянка суглоба із хрящовою (1) й кістковою (2) тканинами

Іл. 19. Будова остеона: 1 - центральний канал; 2 - пластинки; 3 - остеоцити

Кісткова тканина - тканина внутрішнього середовища, що складається з клітин-остеоцитів і міжклітинної речовини та формує кістки скелету. У міжклітинній речовині цієї тканини переважають неорганічні сполуки (приблизно 2/3 від загальної маси). Це вода й солі, переважно, фосфати й карбонати Кальцію, а також сполуки Флуору, Магнію, Натрію, що надають тканині твердості й щільності. Органічні речовини представлено переважно білком осеїном, який утворює волокна й забезпечує гнучкість та пружність кісток. На відміну від хрящової у кістковій тканині є кровоносні судини для забезпечення живлення клітин і росту кісток. Остеоцити мають відростки, за допомогою яких з’єднуються між собою для більшої міцності тканини.

У кістках виокремлюють два види кісткової речовини - компактну й губчасту. Структурною одиницею компактної кісткової речовини є остеон, що складається із 5-20 циліндричних пластинок, вставлених одна в одну (іл. 19). У центрі кожного остеону проходить центральний канал із кровоносними судинами. Губчаста речовина має тонкі кісткові пластинки й перекладини (трабекули), які перехрещуються з утворенням комірок. Таке розташування пластинок забезпечує рівномірний розподіл тиску на кістку й зумовлює значну її міцність за невеликої маси кісткової тканини.

Отже, особливості хрящової й кісткової тканин визначаються їхньою будовою та хімічним складом.

ДІЯЛЬНІСТЬ

Лабораторне дослідження

МІКРОСКОПІЧНА БУДОВА КІСТКОВОЇ ТА ХРЯЩОВОЇ ТКАНИН

Мета роботи: розвивати вміння спостерігати, виділяти істотні ознаки, описувати будову у взаємозв’язку з властивостями, виконувати малюнки.

Обладнання та матеріали: мікропрепарати, мікроскопи, ілюстрації.

Хід роботи

1. Розгляньте мікропрепарат гіалінового хряща. Зверніть увагу на особливості хондроцитів та міжклітинної речовини.

Іл. 20. Хрящова (1) і кісткова (2) тканини

2. Замалюйте мікробудову гіалінового хряща та підпишіть структурні компоненти: хондроцити, міжклітинна речовина, охрястя з кровоносними судинами.

3. Розгляньте мікропрепарат компактної кісткової тканини. Зверніть увагу на особливості будови.

4. Замалюйте мікробудову кісткової тканини та підпишіть структурні компоненти: остеон, канал остеону, остеоцит, відростки остеоцитів, міжклітинна речовина.

5. Підсумок роботи.

БІОЛОГІЯ + МИСТЕЦТВО

Взаємозв’язок опори з мовою людини

Мауріц Корнеліс Ешер (1898-1972) - нідерландський художник-графік. Як показано на його картині «Руки, що малюють» (1948), принцип симетрії застосований і до рук людини: права рука, яка у даної людини є домінуючою, зображена зверху в робочому пориві, а ліва якось незручно тримає олівець. У науці існує твердження про те, що праворукість людини сприяла появі мови. Доведіть взаємозв’язок опори з мовою людини.

РЕЗУЛЬТАТ

1-6 балів • 1. Що таке опора людини? 2. Назвіть чинники відмінностей опори людини. 3. Що таке опорно-рухова система людини? 4. Назвіть дві частини опорно-рухової системи людини. 5. Що таке хрящ? 6. Що таке кісткова тканина?

7-9 балів • 7. Які особливості опори в людини? 8. Яка будова та функції опорно-рухової системи людини? 9. Які особливості кісткової й хрящової тканин?

10-12 балів • 10. У чому взаємозв’язок хрящової й кісткової тканин з їхніми властивостями та функціями?