Биология 9 класс
Тема урока: Общий план строения и функции Опорно-двигательной системы. Кости: химический состав, строение, способы соединений.
Задачи:
Образовательная: актуализировать знания об общем плане строения опорно-двигательной системы позвоночных и выполняемых ею функциях, сформировать знания о составе, строении и способах соединения костей, Развивающая: развивать умения раблюдать, делать выводы, совершенствовать коммуникативные способности Воспитательная: воспитывать культуру труда.Средства обучения: электронная презентация, ПК, мультимедиа-проектор, экран, таблицы «Скелет», «Скелетные мышцы», «Кость и её строение», «Сосоединения костей», скелет человека, лотки с куриными костями натуральными, пережженными, декальцинированными, молоточки, видеофильм о скелете и типах соединения костей.
ХОД УРОКА
Организационный момент. Готовность класса к уроку.
II. Актуализация знаний
Уровни организации жизни Характеристика клеточного уровня. Повторение понятия клетка. Тканевый уровень и типы тканей Характеристика соединительной ткани Системы органов человека Строение и функции опорно-двигательной системы (использование знаний учащихся по разделу «Животные»).
Изучение нового материала
Вступительное слово учителя.
С момента рождения и до глубокой старости наше тело выполняет движения.
писал: «Все бесконечное разнообразие внешних проявлений мозговой деятельности сводится окончательно к одному лишь явлению - мышечному движению…. везде окончательным фактом является мышечное движение».
Движение тела - функции мышц, но оно невозможно без опоры - костей. Кости могут перемещаться благодаря сокращению мышц, которые прикреплены к ним. Вместе с тем мышцы вместе со связками удерживают кости в определенном положении.
Таким образом, скелет и мышцы - опорные структуры и органы движения человека. К изучению опорно-двигательной системы мы с вами приступаем.
Функции опорно-двигательной системы:
защита,
опора,
движение,
кроветворение
Состав костей. (Лабораторная работа.)
Не меньшее значение для обеспечения прочности костей имеет строение костной ткани.
Как и всякая другая, костная ткань состоит из клеток и межклеточного вещества. Клетки, образующие костную ткань, имеют отростки, с помощью которых они крепко–накрепко соединяются друг с другом. Межклеточное вещество образовано органическими и неорганическими соединениями, о которых мы уже говорили. У каждой кости выделяют плотное и губчатое вещество. Их количественное соотношение и распределение зависит от места кости в скелете и от ее функции.
Плотное (компактное) вещество особенно хорошо развито в тех костях и их частях, которые выполняют функции опоры и движения. Например, из компактного вещества построено тело длинных трубчатых костей. Костные пластинки имеют цилиндрическую форму и как бы вставлены одна в другую. Такое трубчатое строение компактного вещества придает костям большую прочность и легкость.
Губчатое вещество образовано множеством костных пластинок, которые располагаются по направлениям максимальной нагрузки. Им образованы эпифизные утолщения длинных трубчатых костей, а также короткие плоские кости. Между пластинками располагается красный костный мозг, являющийся органом кроветворения – в нем образуются клетки крови. Полости длинных трубчатых костей взрослых людей заполнены желтым костным мозгом, в котором содержатся жировые клетки. В течение жизни человека соотношение плотного и губчатого вещества кости меняется. Эти изменения зависят от образа жизни, который ведет человек, от его питания, состояния здоровья. Количество плотного вещества у спортсменов значительно выше, чем у людей, ведущих сидячий образ жизни.
Как вы думаете, костная ткань – живая или нет? (Живая, потому что кость растет).
Рост костей в длину и толщину.
Учитель: Кости могут расти в длину и толщину. В длину они растут за счет деления клеток хряща, расположенных на ее концах. Рост костей в толщину обеспечивает надкостница – тонкий слой плотной соединительной ткани, сросшийся с костью. В надкостнице проходят сосуды и нервы. Они принимает участие в питании кости и образовании новой костной ткани. (анализ рис.14 стр. 36)
Все, что я только что рассказала, касается молодых людей, у которых еще происходит рост организма. А у взрослых людей? Они–то ведь уже не растут. Значит их костная ткань уже мертвая? (Но переломы у них зарастают).
- Зарастание переломов также осуществляет надкостница. Кроме того, костная ткань постоянно разрушается специальными клетками и образуется вновь. Это процесс происходит в течение всей жизни человека. С помощью меченых атомов ученые установили, что в течение года у человека дважды происходит замена вещества кости.
Итак, для того, чтобы выполнять опорную и защитную функции, костная ткань должна быть твердой и эластичной (т. е. прочной). А от чего, по вашему мнению, зависит прочность костной ткани? (От ее состава)
Вещества, входящие в состав кости можно разделить на две группы: органические и неорганические.
По ходу рассказа составляется схема “Химический состав костей”. Учащиеся работают в тетради.
Учитель: Какие неорганические вещества могут входить в состав кости?
кальция, фосфора.
Учитель: Верно. Причем соли эти должны быть нерастворимы. Почему?
в случае нерастворимости солей, входящих в ее состав, кость будет прочной.
Учитель: Какие же именно свойства должны сообщать костной ткани неорганические вещества – твердость или эластичность? (Твердость).
Учитель: Какие органические вещества могут входить в состав костной ткани? (Белки, жиры, углеводы).
Учитель: Какие же свойства должны сообщать костной ткани органические соединения? (Эластичность, упругость).
Учитель: Какие именно органические соединения – белки, жиры или углеводы придадут костной ткани эти качества? (Белки).
Учитель: Подумайте, как экспериментально можно проверить ваши предположения.(Нужно попытаться удалить из кости неорганические соединения и пронаблюдать свойства кости. Затем из другой кости нужно удалить органические вещества и тоже обратить внимание на свойства кости, лишенной органических веществ).
Учитель: Каким же образом удалить из кости неорганические вещества? Ведь мы отметили, что эти вещества должны быть нерастворимыми в воде? (Но они могут быть растворимыми в кислоте).
Самостоятельная работа
Свойства декальцинированной и прокаленной костей
Исследуйте свойства прокаленной кости. Она твердая, но хрупкая. Крошится в руках.
Строение кости.
1. Надкостница – тонкий наружный слой, в котором расположены кровеносные сосуды и нервы. Обеспечивает питание кости, рост в толщину, восстановление при переломах, связь кости с сухожилиями и связками.
2. Плотное (компактное) костное вещество – представлено остеоцитами и костными пластинами, располагающимися по направлению внутренних сил сжатия и растяжения, возникающими в связи с нагрузками на кость. Также содержит кровеносные сосуды и тонкие нервы.
3. Губчатое костное вещество – более пористое по строению, состоит из тонких перекладин (трабекул). В каналах, пронизывающих кость, проходят сосуды, эти каналы называют гаверсовыми. В ячейках губчатого вещества расположен костный мозг, являющийся органом кроветворения, содержащий клетки крови, их предшественников, жировые клетки и сосуды. (Красный костный мозг также является органом иммунной системы.)
В зависимости от степени развития плотного и губчатого вещества, а также других деталей строения кости делятся на несколько типов.
Классификация костей.
1. Трубчатые кости.
Образуют скелет конечностей и подразделяются на длинные трубчатые (плечевая, бедренная, локтевая, лучевая, берцовые) и короткие трубчатые (кости пясти, плюсны, фаланги пальцев).
Кость состоит из тела, головок и участков между телом и головками, где расположен хрящ, при помощи которого в период эмбрионального развития и раннего детского возраста кость росла в длину. Имеется полость, окруженная толстым слоем компактного вещества и заполненная желтым костным мозгом. В области головки компактное вещество истончается, внутри расположено губчатое вещество и красный костный мозг. Поверхность их покрыта суставными хрящами, соединяющими кости, и обеспечивающими рост в длину во взрослом состоянии за счет клеток внутреннего слоя хряща.
2. Губчатые кости.
К ним относятся кости запястья, предплюсны, тела позвонков, гороховидная кость, надколенник, которые снаружи покрыты тонким слоем компактного костного вещества, а внутри заполнены губчатым веществом. Такие кости располагаются в местах, где большая нагрузка сочетается с большой подвижностью.
3. Плоские кости. К ним относятся кости свода черепа, грудина, лопатки, ключицы, тазовые кости. Они участвуют в образовании полостей, защищающих внутренние органы. По строению они представляют собой две пластинки плотного вещества, между которыми располагается тонкая прослойка губчатого костного веществ.
4. Воздухоносные кости. Имеют полости, выстланные слизистой оболочкой и заполненные воздухом, например, кости черепа: лобная, клиновидная, решетчатая, верхняя челюсть. Это важно для уменьшения веса черепа, резонации звука, теплоизоляции органов чувств.
Виды костей, их строение и рост. (Самостоятельная работа с учебником, выполнение в тетрадях схемы «Виды костей», выполнение рисунка «Строение трубчатой кости».)
Схема виды костей
Чтобы скелет человека функционировал как единое целое и выполнял свойственные ему функции, между костями имеются различные соединения. Используя рисунки учебника, таблицы и модель скелета, учитель переходит к объяснению типов соединения костей.
Типы соединения костей. Строение сустава. (Рассказ учителя, заполнение схемы «Типы соединения костей», выполнение рисунка «Строение сустава»
1. Непрерывные соединения.
Характеризуются большой прочностью и малой подвижностью.
– связки, образованные плотной соединительной тканью, содержащей большое количество эластических и коллагеновых волокон, располагаются между костями вблизи суставов;
– межкостные перепонки между костями предплечья, голени, увеличивают прочность и площадь прикрепления мышц;
– швы черепа (зубчатые, чешуйчатые, плоские), увеличивают прочность;
– соединение между зубом и альвеолой.
2. Полупрерывные соединения, полусуставы (симфизы).
Соединение лобковых костей, крестца с копчиком: в хрящевой прослойке между соединяющимися костями имеется небольшая полость, что немного увеличивает подвижность сочленения.
3. Прерывистые соединения, суставы. Являются подвижными соединениями костей скелета.
Сустав состоит из:
– суставных поверхностей соединяющихся костей, покрытых гиалиновым или волокнистым хрящом;
– суставной полости в виде пространства содержащего суставную (синовиальную) жидкость, смягчающую трение между суставными поверхностями костей;
– суставной капсулы из плотной соединительной ткани, герметично закрывающей сустав снаружи.
В некоторых суставах имеются суставные диски, мениски, сглаживающие неровности соединяющихся костей; таков, например, коленный сустав.
Суставы бывают простыми (плечевой, тазобедренный), сложными (локтевой, лучезапястный), двухкамерными (коленный), комбинированными (височно-нижнечелюстной).
Учитель показывает, а учащиеся запоминают расположение нескольких основных суставов человека: височно-нижнечелюстной, плечевой, локтевой, лучезапястный, тазобедренный, коленный, голеностопный, межфаланговые суставы.
схема Типы соединения костей
V. Закрепление знаний.
Обсуждение изученного.
- Каково значение опорно-двигательного аппарата?
(Значение опорно-двигательного аппарата: служит опорой телу; осуществляет движение тела в пространстве; создает структурную форму тела; обеспечивает защиту внутренних органов; участвует в обмене веществ и т. д.)
- Из чего состоит опорно-двигательный аппарат?
(Из скелета и мыши.)
Что же позволяет скелету выполнять опорную и защитную функции? (Ее прочность).
- Органические вещества сообщают кости упругость и эластичность.
Тогда еще один вопрос. Большая берцовая кость в вертикальном положении может выдержать груз массой 1500 кг. Такова масса малолитражного автомобиля. Почему же тогда, если человек попадает в автомобильную катастрофу, такая прочная кость все же ломается?
Теперь мы знаем, что сочетание твердости и упругости сообщает какому–либо объекту прочность. Можем ли мы с вами, обладая только этим знанием, изготовить качественный железобетон?
Нет. Необходимо еще знать пропорции органических и неорганических веществ. Потому что, если в костях будет больше неорганических веществ, то они будут твердыми, но хрупкими. А если будет избыток органических веществ, то гости будут слишком гибкими.
Учитель: Верно. Природа, создавая костный скелет, нашла золотую середину (3:1). Поэтому кости человека и его родственников достаточно прочны, чтобы выполнять возложенные на них функции.
А теперь, используя знания, полученные на уроках биологии, свой жизненный опыт, попробуйте ответить на следующий вопрос: состав костной ткани человека постоянный в течение всей его жизни, или он изменяется? И если изменяется, то каким образом? У детей в костях содержится больше органических веществ. Их кости более упругие и эластичные. С возрастом в костях увеличивается содержание солей. В старости кости становятся хрупкими, из–за того, что в них содержание неорганических солей значительно превышает содержание эластичного компонента.
Самыми эластичными косточками обладают грудные дети. Зачем? Зачем природа сделала так, что новорожденные дети, при всей своей беззащитности, еще и косточки имеют самые гибкие, нетвердые?
Органы, которые находятся под защитой скелета, растут иногда значительно быстрее, чем сам скелет. Например, головной мозг. Если бы кости черепа не были эластичными, то у головного мозга не было бы возможности расти.
Как вы думаете, почему врачи не рекомендуют мамам слишком рано ставить на ноги грудных детей? (Косточки у них слишком гибкие и под тяжестью тела они могут деформироваться).
А почему, скажем в три месяца, ребенка на ножки ставить нельзя, в шесть – уже можно? Что может измениться за три месяца? (В костях ребенка увеличится содержание неорганических веществ, и они станут более твердыми).
Учитель: А откуда возьмутся эти соли? Они поступят в организм с пищей.
Не случайно, мамам, кормящим своих детей грудным молоком, врачи советуют употреблять в пищу продукты богатые кальцием, например, творог. И детям с 4–х месяцев в рацион добавляют творог, молочно – кислые продукты. Вывод о том, что состав костей находится в тесной зависимости от состава пищи, сделал еще великий русский анатом Лесгафт. В материнском молоке сбалансировано содержание белков и минеральных солей, витаминов. Если этот баланс нарушен, то кости детей становятся мягкими, деформируются, ломаются. Все эти признаки отмечаются при заболевании, которое называется рахит. В их основе лежит недостаток минеральных солей в костях. Соли не усваиваются из–за недостатка витамина D и солнечного света.
Исходя из услышанного сообщения, какие бы вы дали рекомендации относительно диеты в разные периоды жизни ребенка?
В рацион растущего организма обязательно должна входить белковая пища – молоко, мясо, а так же пища богатая минеральными солями (растительная, морепродукты) и витамин D.
Учитель: Итак, для прочности скелета большое значение имеет соотношение органических и неорганических веществ, образующих костную ткань. Но, подумайте, можно ли утверждать, что прочность кости зависит только от ее химического состава?
Рефлексия. Вывод урока: Итак, кость – сложный живой орган, и для его жизни необходимы определенные условия питания, движения. Если эти условия соблюдать, то наши кости будут достаточно твердыми, упругими и эластичными, т. е. достаточно прочными и смогут выполнять возложенные на них функции – опорную и защитную.
Учитель: Согласны с таким выводом урока?
2. Демонстрация фрагмента видеофильма, беседа. Примерные вопросы:
1) Как осуществляется рост костей в длину и ширину?
2) От чего зависит прочность и легкость костей?
3) Почему переломы костей чаще бывают у пожилых людей, а искрш ления у детей?
4) Как ориентированы перекладины губчатого вещества? Почему?
3. Конкурс на лучший вопрос по изученной теме.
Домашнее задание
§10, с. 59-61., записи в тетради.
Мы с вами очень часто говорим о том, что человек, постигая законы и принципы природы, берет их себе на вооружение, использует в технике, медицине и других отраслях хозяйства. Попробуйте привести примеры использования человеком сочетания твердости и эластичности для достижения прочности.
