Опорно-двигательная система. Строение, состав и свойства

Урок по теме:
«Опорно-двигательная система. Строение,
состав и свойства костей»
Цель урока: изучить состав и функции опорно-двигательной системы, химический
состав, строение и свойства костей.
Задачи урока:
 образовательная: сформировать знания о составе и функциях опорнодвигательной системы; сформировать у учащихся знания об особенностях
химического состава, строения и свойств кости, обеспечивающих выполнение
функций опорно-двигательной системы.
 развивающая: развивать умения анализировать, сравнивать, делать выводы;
развивать логическое мышление (устанавливать причинно-следственные связи,
подтверждая на данном предметном материале зависимость свойств объекта от
его состава и строения);
 воспитательная: воспитывать чувство ответственности за сохранение своего
здоровья (формировать представления учащихся о необходимости следить за
своей осанкой и питанием).
Оборудование: микроскоп, готовый микропрепарат «Костная ткань», прокаленная
и декальцинированная кости, презентация к уроку, технологические карты учащихся
Ход урока
1. Организационный момент.
2. Актуализация знаний учащихся, мотивация.
3. Объяснение нового материала.
3.1.1. Состав и функции опорно-двигательной системы.
3. 2. Химический состав кости. Демонстрация опыта.
3.3. Строение кости.
3. 3.1. Макроскопическое строение кости.
1
3. 3.2. Микроскопическое строение кости. Лабораторная работа
«Микроскопическое строение кости».
4. Закрепление и обобщение пройденного материала.
5. Домашнее задание.
1. СОСТАВ И ФУНКЦИИ ОПОРНО-ДВИГАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ
Учитель. «Движение – это жизнь», - заметил Вольтер. Мы совершаем множество
различных движений, перемещаемся в пространстве, бегаем, шагаем, прыгаем,
плаваем. Выполняем многие тысячи разнообразных выпрямлений, сгибаний,
поворотов. Обеспечивает все это опорно-двигательная система.
 Показ фильма (1 минута)
Опорно-двигательную систему нередко называют костно-мышечной. Почему?
Потому, что в состав опорно-двигательной системы входят кости, связывающие их
соединительные ткани и мышцы. Кости черепа, туловища и конечностей образуют
скелет (от греч. «скелетон» - «высохший»).
Кости скелета составляют пассивную часть опорно-двигательной системы.
?Учитель. Ребята,
что значит «пассивность»?
Предполагаемый ответ. Отсутствие собственных действий
Учитель. Правильно, кости приводятся в движение не сами по себе, а
сокращением, прикрепленным к ним, мышц.
Мышцы составляют активную часть опорно-двигательной системы.
Скелет и мышцы функционируют вместе. Они определят форму тела,
обеспечивают опорную, защитную и двигательную функции.
1.Механические функции.
Опорная функция
? Учитель. Ребята, что такое опора?
П. О. Поддержка
Учитель. Что поддерживает опорно-двигательная система?
П. О. Тело человека
2
Учитель. Правильно, опорно-двигательная система осуществляет опору для тела
в целом, а также для всех его частей и органов. Опорная функция – проявляется в том,
что кости скелета и мышцы образуют прочный каркас, определяющий положение
внутренних органов и не дающий им возможности смещаться.
Двигательная функция осуществляет перемещение тела и его частей в
пространстве. Двигательная функция возможна только при условии взаимодействия
мышц и костей скелета, так как мышцы приводят в движение костные рычаги.
Защитная функция.
Кости скелета защищают органы от травм. Так, спинной и головной мозг находятся
в костном «футляре» - головной мозг защищен черепом, - спинной позвоночником.
Грудная клетка закрывает сердце и легкие, дыхательные пути, пищевод и крупные
кровеносные сосуды. Органы брюшной полости сзади защищены позвоночником,
снизу – тазовыми костями, спереди – мышцами брюшного пресса.
3
2.Биологические функции.
Наряду с механическими функциями, костная система выполняет ряд
биологических функций. В костях находится основной запас минеральных солей:
кальция, фосфора. 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.
2. ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ КОСТИ
Учитель. О существовании костей в нашем теле знает каждый. Скрещенные кости
и череп – знак, отпугивающий излишне любознательных, использовали пираты. В
художественной литературе много черепов и скелетов. Чаще всего они вносят в
повествование атмосферу таинственности. Действует скелет и в сказках.
Старославянское слово «кощь» («кошть») означает «сухой». От него произошло слово
«кость» и название персонажа русских сказок - Кощей Бессмертный. Такое имя ему
отведено не случайно – кости надолго «переживают» человека и порой сохраняются в
земле тысячелетиями, почти не изменяясь.
Изучите данные и сделайте вывод о прочности костной ткани «как строительного
материала» скелета человека
Материал
Прочность на сжатие
Прочность на
растяжение
Сталь
552
827
Фарфор
250
55
КОСТЬ
170
120
Гранит
145
5
Дуб
59
117
Бетон
21
2
Вывод: как это ни удивительно, но кость по прочности уступает только твёрдым
сортам стали и оказывается гораздо прочнее, ставших, образцами прочности, гранита и
бетона.
4
Давайте шаг за шагом выясним, какие особенности химического состава и
строения придают костям такие уникальные свойства.
Учитель. Вещества, входящие в состав кости можно разделить на две группы:
органические и неорганические.
? Учитель.
Вспомните, какие минеральные элементы входят в состав кости?
П. О. Кальций, фосфор, магний
Учитель. Правильно, состав кости в основном входят соли кальция и фосфора.
Учитель. Какие органические вещества могут входить в состав костной ткани?
П. О. Белки, жиры, углеводы.
Давайте посмотрим, какие свойства придают кости неорганические вещества, а
какие органические.
Демонстрация опыта
Учитель. Два дня назад я поместила куриную кость в 10% раствор соляной
кислоты. Именно куриную кость, т.к. она мельче, чем, например, коровья и на
растворение солей, входящих в ее состав, потребуется меньше и кислоты и времени.
Кислоты влияют не только на неорганические, но и на органические соединения,
поэтому я выбрала соляную кислоту, как кислоту более мягкого действия. Чтобы ее
воздействие на органические вещества костной ткани было минимальным.
Итак, я извлекаю кость из стакана с 10% раствором соляной кислоты, удаляю
остатки кислоты фильтровальной бумагой, и проверяю свойства кости. Она способна
гнуться во все стороны.
? Учитель. К какому же выводу подводят нас результаты эксперимента?
П.О. Органические вещества сообщают кости упругость и эластичность.
Учитель: Теперь давайте решим проблему, как удалить из кости органические
вещества.
П.О. Их можно сжечь.
Учитель: Верно, органика прекрасно горит. Когда мы изучали химический состав
растительного организма, то говорили, что остатки растений (опавшие листья, сухие
ветки, стебли и пр.) отлично горят. На месте костра всегда остается зола – это
5
минеральные соли (т.е. неорганические вещества), а все органические вещества
сгорают.
Кость обуглилась. Обугливание – верный признак того, что органические вещества
сгорели. Кость твердая, но хрупкая. Крошится в руках.
? Учитель. К какому же выводу подводят нас результаты эксперимента?
П. О. Неорганические (нерастворимые соли кальция и магния) придают кости
твердость.
Итак, органические вещества (белки) придают кости упругость, а
неорганические (нерастворимые соли кальция и магния) придают кости
твердость. Сочетание же твердости и эластичности сообщает кости прочность.
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.
Природа, создавая костный скелет, нашла золотую середину (3:1). Поэтому кости
человека достаточно прочны, чтобы выполнять возложенные на них функции.
Состав костной ткани человека меняется в течение всей жизни человека.
?Учитель. Как изменяется химический состав костей с возрастом?
Чтение учебника. Стр. 103, статья «Химический состав костей», третий абзац
П. О. С возрастом увеличивается содержание в кости неорганических веществ и
уменьшается содержание органических.
? Учитель. Почему у детей часто встречаются искривления костей, а у пожилых
людей переломы? Почему в вашем возрасте нужно постоянно следить за осанкой?
П.О. 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.
Учитель. Детские кости достаточно гибкие, и неправильная осанка может
привести к искривлению позвоночника. Здоровье – самое большое богатство человека,
и его нужно беречь смолоду. Установлено, что умеренная нагрузка на кость
6
увеличивает её прочность, поэтому очень важно заниматься физической культурой.
Здоровье кости зависит от многих факторов, немаловажное значение имеет
сбалансированное питание.
3. СТРОЕНИЕ КОСТИ
3.1. МАКРОСКОПИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ КОСТИ
Учитель. Ребята, я предлагаю вам пропутешествовать по внешнему строению
кости. Вначале я предлагаю вам прочесть материал в учебнике, а затем заполнить
пропуски в немом рисунке в технологической карте. (стр. 103-104) На препарате
найдите надкостницу, компактное вещество, губчатое вещество, костномозговую
полость.
Давайте пропутешествуем еще дальше.
Кости покрыты плотной соединительной тканью – надкостницей.
В надкостнице проходят сосуды и нервы. Надкостница принимает участие в
питании кости и образовании новой костной ткани.
Кости могут расти в длину и толщину.
В длину они растут за счет деления клеток хряща, расположенных на ее концах
За счет деления клеток внутреннего слоя надкостницы, кости растут
в толщину и зарастают при переломах.
У каждой кости выделяют компактное (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 утолщения
головок 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
7
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.
3.2. МИКРОСКОПИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ КОСТИ
? Учитель. Ребята, какие группы тканей вы знаете?
П.О. Эпителиальная, мышечная, нервная, соединительная.
Учитель. К какой группе относится костная ткань?
П. О. К соединительной
Учитель. Каковы характерные особенности соединительной ткани
П. О. Наличие хорошо развитого межклеточного вещества, определяющего
механические свойства ткани.
Кости скелета человека образованы костной тканью — разновидностью
соединительной ткани. Компактное вещество кости состоит из микроскопических
ячеек и канальцев, по которым из надкостницы в кость проходят многочисленные
кровеносные сосуды и нервы.
Стенки костных канальцев выложены рядами радиально расположенных костных
пластинок. Это межклеточное вещество кости. Наличие межклеточного вещества
характерно для любой соединительной ткани. Костные клетки, образующие эти
пластинки, располагаются по наружному периметру этих колец.
8
Ребята, сейчас нам предстоит выполнить лабораторную работу
«Микроскопическое строение кости»
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА
«Микроскопическое строение кости»
Оборудование: микроскоп, постоянный препарат «Костная ткань».
Ход работы:
1. Рассмотрите при малом увеличении микроскопа костную ткань
2. Найдите канальцы, по которым проходили сосуды и нервы. На поперечном срезе
они имеют вид прозрачного кружка или овала.
3. Найдите костные клетки, которые находятся между кольцами и имеют вид
черных паучков. Они выделяют пластинки костного вещества, которые потом
пропитываются минеральными солями.
4.Результаты наблюдений оформите в технологической карте, подписав части
рисунка.
Ответьте на вопросы:
1. Костные клетки выделяют межклеточное вещество в форме пластинок, которые
располагаются вокруг каналов, образуя концентрические цилиндры. Как это
сказывается на прочности кости? 2. Почему корпус самолета делают из
дюралюминиевых трубок, а не из листового проката?
Итак, мы с вами убедились, что кости – прочные и одновременно легкие. Что и
позволяет им выполнять в составе скелета опорную, защитную и двигательную
функции. Это достигается:
1. За счет химического состава.
2. За счет макростроения.
3. За счет микростроения.
9