Цель урока: изучить функции опорно-двигательной системы, химический состав, свойства, строение, рост и типы соединения костей.
Задачи урока:
- образовательная: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,
- воспитательная: воспитывать чувство ответственности за сохранение своего здоровья.
Оборудование:
1. демонстрационное:
- скелет человека,
- таблицы «Ткани», «Системы органов», «Строение костей»,
- прокаленные и декальцинированные кости,
- распил трубчатой кости,
- компьютер, проектор, презентация Power Point.
2. лабораторное:
- микроскопы,
- микропрепарат костной ткани.
Тип урока: объяснения нового материала с использованием информационно-коммуникационных технологий.
«Движение – это жизнь»
Ф. Вольтер
Ход урока
I. Организационный момент.
II. Актуализация знаний учащихся и целеполагание.
Демонстрация фрагмента видеофильма «Опорно-двигательная система».
За свою жизнь мы совершаем множество разнообразных движений: бегаем, шагаем, прыгаем, плаваем, танцуем, занимаемся гимнастикой. Обеспечивает все это опорно-двигательная система.
Учитель формулирует тему урока (слайд 1).
Ученикам предлагается самостоятельно сформулировать цель урока. Они формулируют цель урока, исходя из названия темы урока и фрагмента видеофильма.
Цель урока: изучить функции опорно-двигательной системы, химический состав, свойства, строение, рост и типы соединения костей (слайд 2).
Сегодня на уроке мы попытаемся ответить на проблемный вопрос: «Чем обеспечивается уникальное свойство кости – прочность?»
III. Объяснение и закрепление нового материала.
1. Функции опорно-двигательной системы.
Опорно-двигательную систему иначе называют костно-мышечной. Почему? Потому, что в ее состав входят кости, связывающие их соединительные ткани и мышцы. Кости черепа туловища и конечностей образуют скелет. Кости скелета составляют пассивную часть опорно-двигательной системы. Кости приводятся в движение не сами по себе, а сокращением, прикрепленных к ним мышц. Мышцы составляют активную часть опорно-двигательной системы. Скелет и мышцы функционируют согласованно.
Беседа с учащимися по выявлению знаний о значении опорно-двигательной системы
человека (слайд 3).
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. Она возможна только при условии взаимодействия мышц и костей скелета, так как мышцы приводят в движение костные рычаги.
Защитная функция заключается в том, что кости скелета защищают органы от повреждений.
Метаболическая функция проявляется в участии костной системы в минеральном обмене, так как кости - депо минеральных солей (кальция и фосфора), которые используются организмом по мере необходимости.
Кроветворная функция заключается в том, что в костях находится красный костный мозг, участвующий в процессах кроветворения.
2. Химический состав кости.
Старославянское слово «кошть» означает «сухой». От него произошло слово «кость» и название персонажа русских сказок - Кощей Бессмертный. Такое имя ему дано не случайно – кости надолго «переживают» человека и порой сохраняются в земле тысячелетиями, почти не изменяясь.
Задание. Изучите таблицу и сделайте вывод о прочности костной ткани «как строительного материала» скелета человека (слайд 4).
Вывод: кость по прочности уступает только твёрдым сортам стали и оказывается гораздо прочнее образцов прочности гранита и бетона. Прочность одно из самых важных свойств кости. Чем же она обеспечивается?
На уроках химии вы познакомились с логической взаимосвязью понятий при изучении веществ: состав - строение - свойства.
Попробуем выяснить, какие особенности химического состава и строения придают костям такое уникальное свойство.
Вспомните, какие химические элементы могут входить в состав кости? (Кальций, фосфор, магний).
Какие органические вещества могут входить в состав костной ткани? (Белки, жиры, углеводы).
Для того чтобы ответить на возникшие вопросы, проведём лабораторный опыт.
По словам Д.И.Менделеева: «Опыт - кратчайший путь познания истины».
Цель опыта - найти ответы на вопросы: "Чем определяется прочность кости? Влияет ли состав кости на её свойства? ".
Для этого мы взяли куриные косточки, и положили на три дня в 10% раствор соляной кислоты. Кислоты влияют на неорганические и органические вещества, поэтому была выбрана соляная кислота, как кислота, имеющая более мягкое действие. Извлекаем кость из кислоты, удаляем ее остатки фильтровальной бумагой и проверяем свойства кости. Она способна гнуться во все стороны.
Проведем второй опыт - сжигание кости. Сначала из кости выходит вода и в конце остается зола. Кость обуглилась. В руках она крошится.
К какому выводу подводят нас результаты эксперимента?
Перед тем как ответить на этот вопрос заполните таблицу (слайд 5).
Ученики проверяют заполнение таблицы (слайд 6) и делают вывод..
Вывод: органические вещества (белки) придают кости упругость, а неорганические (нерастворимые соли кальция и магния) придают кости твердость. Сочетание же твердости и гибкости определяет прочность кости. Итак, мы убедились, что свойства кости зависят от состава (слайд 7).
Состав костной ткани человека меняется в течение всей жизни человека (слайд 8)..
С возрастом увеличивается содержание в кости неорганических веществ и уменьшается содержание органических.
У детей в костях содержится больше органических веществ. Их кости более упругие и эластичные. В старости кости становятся хрупкими, из-за того, что в них содержание органических веществ сокращается.
Следовательно, детские кости достаточно гибкие, и неправильная осанка может привести к искривлению позвоночника. Здоровье – самое большое богатство человека, и его нужно беречь с раннего детского возраста. Учеными установлено, что умеренная нагрузка на кость увеличивает ее прочность, поэтому очень важно заниматься физической культурой. Здоровье кости зависит от многих факторов, в том числе и от сбалансированного питания.
Выдающийся русский анатом П.Ф. Лесгафт проделал интересный опыт. Он кормил четыре группы щенков разной пищей: молочной, мясной, смешанной и растительной. В костях щенков, которых кормили молоком и мясом, соотношение неорганических и органических веществ было примерно 1:1. Несколько меньше неорганических веществ в кости при смешанном питании, и особенно при питании растительной пищей, где это соотношение выражается 1:2. При недостатке неорганических веществ в кости, а именно солей фосфора и кальция, развивается заболевание, которое носит название - рахит. Соли не усваиваются из-за недостатка витамина D и солнечного света. В результате кости ребенка, страдающего рахитом, становятся мягкие и гибкие. Кости черепа, таза, грудной клетки, нижних конечностей деформируются. Профилактикой такого заболевания служит правильное сбалансированное питание, направленное на нормализацию нарушенных обменных процессов. Необходимо вводить в питание овощные продукты, белки и жиры, также употреблять фруктовые и овощные соки, крупяные каши, яйца и витамины группы B и D (слайд.9).
3. Типы костей.
Кости взрослого человека составляют около 18% массы его тела. Они неодинаковы по форме и выполняемым функциям (слайд 10).
Различают трубчатые кости, они могут быть длинными (например, плечевая) или короткими (кости плюсны). Эти кости состоят из удлиненной средней части (тела) и двух утолщенных концов (эпифизов). Внутри тела кости имеется полость. Эти кости выполняют функцию передвижения в пространстве и поднятия тяжестей.
Широкие (плоские) кости участвуют в образовании стенок полостей, содержащих внутренние органы (кости мозгового отдела черепа, кости таза, грудина). Их ширина значительно преобладает над толщиной. Выполняют функцию защиты внутренних органов.
Смешанные кости имеют сложную форму и состоят из нескольких частей, имеющих различное строение и очертание. Это, например, позвонки, кости основания черепа.
4. Строение костей.
а) Микроскопическое строение кости.
Ребята, какие группы тканей вы знаете?
К какой группе относится костная ткань?
Каковы характерные особенности костной ткани?
Кости скелета человека образованы костной тканью — разновидностью соединительной ткани. Костная ткань построена из костных клеток и межклеточного вещества и имеет у человека пластинчатое строение (слайд 11).
Компактное вещество кости состоит из микроскопических ячеек и канальцев, по которым проходят многочисленные 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 (слайд 12).
В плотном веществе костные пластинки имеют цилиндрическую форму, они как бы вставлены одна в другую. Такое расположение костных пластинок обеспечивает костям большую прочность и легкость.
Губчатое вещество образовано множеством костных пластинок, которые располагаются по направлениям наибольшей нагрузки.
Количественное соотношение и распределение компактного и губчатого вещества зависит от места кости в скелете и от ее функции.
Сейчас вы выполните лабораторную работу (слайд 13).
Лабораторная работа: «Микроскопическое строение кости».
Оборудование: микроскоп, готовый микропрепарат «Костная ткань»
Ход работы:
- Рассмотрите при малом увеличении микроскопа костную ткань.
- Найдите канальцы, по которым проходили сосуды и нервы. На поперечном срезе они имеют вид прозрачного кружка или овала.
- Найдите костные клетки, которые находятся между кольцами и имеют вид черных паучков. Они выделяют пластинки костного вещества, которые потом пропитываются минеральными солями.
- Результаты наблюдений оформите в тетради в виде рисунка, подписав его части.
б) Макроскопическое строение кости (слайд 14).
Снаружи кость покрыта надкостницей - тонкой, но весьма прочной оболочкой, а места, где кости сочленяются друг с другом - суставным хрящом. Ее толщина у разных костей колеблется от 0,1 до 0,8 мм. В надкостнице можно выделить 2 слоя: внешний - более грубый, волокнистый и внутренний - тонкий, нежный. Внешний слой выполняет функцию связи кости с сухожилиями, связками, мышцами, а внутренний - образует собственно кость. Именно этот слой восстанавливает ее при повреждениях и переломах, участвует в питании и росте кости.
Надкостница и кость пронизаны кровеносными сосудами, по которым идёт снабжение ткани питательными веществами и кислородом. В надкостнице много нервных окончаний, поэтому её повреждение очень болезненны.
Кости могут расти в длину и толщину. В длину за счет деления клеток хряща, расположенных на ее концах. За счет деления клеток надкостницы, кости растут в толщину и зарастают при переломах (слайд 15).
Под надкостницей находится плотное компактное вещество. Компактное вещество пронизано мельчайшими костными канальцами, по которым проходят сосуды и нервы. Ученые установили, что костные пластинки, входящие в состав костной ткани, располагаются по направлению сил сжатия и растяжения, возникающих в связи с нагрузками на кость. Костные пластинки имеют цилиндрическую форму и как бы вставлены одна в другую. Такое трубчатое строение компактного вещества придает костям большую прочность и легкость.
За компактным веществом находится губчатое. Оно заполняет головки (эпифизы) длинных трубчатых костей. Губчатое вещество состоит из многочисленных костных перекладин, между которыми видны полости, заполненные красным костным мозгом. Красный костный мозг - орган кроветворения и орган иммунной системы человека. Полость в диафизах заполнена желтым костным мозгом, в котором много жировых клеток.
Направления костных перекладин соответствует нагрузкам, которые испытывают кости, и силам, растягивающим их, поэтому кости обладают значительным запасом прочности.
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.
Может ли трубчатое строение обеспечить кости большую прочность?
Демонстрация опыта. На демонстрационном столе выставляем два штатива с кольцами, расположенными вертикально. Один лист бумаги сворачиваем в полоску, другой в трубку.
- Опыт 1. Бумажную полоску просовываем в кольца и укрепляем, вешаем на нее чашу от аптекарских весов, которую нагружаем гирями до тех пор, пока лист не согнется.
- Опыт 2. Между кольцами закладываем трубку и сразу вешаем на нее чашу с грузом, который согнул бумажную полоску. Эта нагрузка не может согнуть трубку. Чашу весов нагружаем гирями до критической величины, после чего учащимся предлагается сравнить результаты двух опытов.
Вывод: трубка обладает большей прочностью, чем стержень такой же массы.
Данные особенности строения были использованы Эйфелем при создании всемирно известной Эйфелевой башни (слайд 16).
Итак, мы рассмотрели строение кости, и теперь можем ответить на вопрос: "Зависят ли свойства кости от ее строения?"
Вернемся к проблеме сегодняшнего урока: «Чем обеспечивается уникальное свойство кости – прочность?» К какому выводу вы пришли?
Вывод:
- Кость – орган опорно-двигательной системы, построенный преимущественно из костной ткани.
- Свойство кости - прочность определяется физико-химическим единством её состава и строения.
5. Типы соединения костей (слайд 17).
Отдельные кости скелета человека соединены между собой. Способ соединения костей зависит от их функций.
Неподвижные соединения костей (шов) имеются между костями черепа, таза. Между соединяющимися костями расположена тонкая прослойка соединительной ткани или хряща. Движения отсутствуют или крайне ограничены.
Полуподвижные соединения имеются между телами позвонков позвоночного столба, так соединяются ребра с грудиной. Небольшая подвижность этих соединений достигается при помощи хрящевых пластинок и упругих связок.
Подвижные соединения костей – суставы. Суставы позволяют человеку производить различные движения.
Типичный план строения суставов таков: на одной из сочленяющихся костей находится суставная впадина, куда входит головка другой кости. Суставная впадина и головка соответствуют друг другу по форме и размеру, а их поверхности покрыты слоем гладкого хряща, наличие которого обеспечивает упругость сустава и облегчает движение.
Уменьшению трения способствует и выделяемая внутренней поверхностью суставной сумки специальная суставная жидкость, которая действует как смазка. Форма соединяющихся костей позволяет выполнять определенные виды движений. Снаружи сумки, а иногда и внутри сустав укреплен связками. Движение в суставах осуществляется мышцами.
IV. Проверка понимания нового материала. Подведение итогов урока.
Выполнение теста (слайды 18).
Проверка ответов на вопросы теста. Выставление оценок за урок.
V. Рефлексия.
Какие моменты урока вам запомнились больше всего? Оцените свою деятельность, достигли вы цели или нет? Что вызвало затруднения? Что в следующий раз вы сделали бы по-другому?
VI. Домашнее задание:
п. 6, № 21, № 23 в тетради на печатной основе (слайд 19).