Биологические функции скелета: II. Анатомия опорно-двигательного аппарата

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

I.    Организационный момент

II.  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:

1.             Какие особенности строения и свойства костей обеспечивают выполнение опорной и защитной функций?

2.             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:

1.               Бедро выдерживает вертикально груз 1500 кг;

2.      Большая берцовая кость — 1650 кг;

3.      Плечевая — 850 кг, коленная чашечка — 600 кг;

4.      Предел прочности ребер на излом у молодых колеблется от 85 до 110 кг.

5.      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?

Учитель.

1.               Каждая кость — сложный орган, состоящий из костной ткани, надкостницы, костного мозга, кровеносных, лимфатических сосудов и нервов.

2.      Костная ткань состоит из клеток и межклеточного вещества.

3.               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.

4.               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 свойства органических веществ, необходимо удалить минераль­ные вещества кости. СаСОц и Саз(Р0₄)г можно удалить слабым (2-5 %) раствором соляной кислоты. Поскольку на растворение и вымывание минерального вещества времени уходит много (2-3 дня), демонстрацию лучше показать на кости, специаль­но подготовленной к данному уроку. Учитель завязывает узлом куриную кость.

Вывод: органические вещества обеспечивают кости упругость и эластичность.

Мы видим, что сочетание разных компонентов приводит к новому качеству, кото­рым каждый из этих компонентов в отдельности не обладает. Так в технике, прочные материалы получают путем сочетания твердых и упругих компонентов. Например, бетон состоит из твердого щебня и эластичного цемента. Однако, чтобы материал был прочен, эти компоненты должны быть в определенных соотношениях. Так и в жизни. У детей в костной ткани преобладают органические вещества; их скелет гибкий, эластичный, в связи с чем легко деформируется, искривляется при длитель­ной и тяжелой нагрузке и неправильных положениях тела. С возрастом содержание минеральных веществ в костях увеличивается, отчего кости становятся хрупкими и чаще ломаются.

Органические и минеральные вещества делают кость прочной, твердой и упругой. Кроме того, прочность кости обеспечивается ее структурой. Приведем доказатель­ства.

Полный текст материала смотрите в скачиваемом файле.
На странице приведен только фрагмент материала.

Скелет человека — Учебник по Биологии. 8 класс. Соболь

Учебник по Биологии. 8 класс. Соболь — Новая программа

Основной принцип строительной механики живого — при минимальной затрате материала и большой лёгкости обеспечить максимальную прочность сооружения.

«Анатомия человека»

Основные понятия и ключевые термины: СКЕЛЕТ ЧЕЛОВЕКА. Череп. Скелет туловища. Скелет конечностей.

Вспомните! Что такое кость?

Подумайте!

Кость человека крепче гранита, по прочности приближается к меди и железу, а по упругости превосходит дуб. Так, бедренная кость человека в вертикальном положении может выдерживать груз массой почти 1 500 кг, хотя её собственная масса составляет всего 200 г. Какие же особенности строения и химического состава обусловливают такую прочность костей?

СОДЕРЖАНИЕ

Каковы строение и функции скелета человека?

Скелет человека состоит из нескольких отделов: скелета головы (череп), скелета туловища и скелета конечностей.

Ил. 67. Скелет человека: 1 — череп; 2 — плечевой пояс; 3 — грудная клетка; 4 — плечевая кость; 5 — локтевая кость; 6 — лучевая кость; 7 — позвоночник; 8 — тазовый пояс; 9 — крестец; 10 — бедренная кость; 11 — большая берцовая кость; 12 — малая берцовая кость; 13 — стопа; 14 — кисть

Череп — часть скелета человека, защищает головной мозг и органы чувств. В черепе человека различают два отдела — мозговой, в котором находится головной мозг и органы чувств, и лицевой, который образует основу дыхательного аппарата и желудочно-кишечного тракта.

Скелет туловища — часть скелета, который защищает спинной мозг и органы грудной полости. Скелет туловища состоит из позвоночника и грудной клетки. Позвоночник является осью скелета и состоит из позвонков. Он выполняет опорную (передаёт массу тела на конечности, связывает части тела), защитную (защищает спинной мозг) и двигательную (поворачивает туловище) функции. Грудная клетка образована грудными позвонками, рёбрами и грудиной. Она обеспечивает дыхание и защищает сердце и лёгкие.

Скелет конечностей — это часть скелета, обеспечивающая опору и перемещение тела в пространстве. Скелет верхних конечностей состоит из плечевого пояса (лопатки и ключицы) и скелета свободной верхней конечности (плеча, предплечья и кисти). Верхние конечности у человека является органами труда. В скелете нижней конечности различают тазовый пояс и скелет свободной нижней конечности (бедро, голень и стопу). Нижние конечности выполняют функции опоры и перемещения, удерживают тело в вертикальном положении.

Строение скелета человека имеет много общего со скелетом позвоночных животных: химический состав костей, соединение костей, строение костей, основные части скелета и т. п. Это свидетельствует о единстве их происхождения и филогенетическом родстве.

Однако скелет человека имеет ряд особенностей, присущих только ему. Эти особенности связаны с прямохождением, трудом и речью.

Итак, СКЕЛЕТ ЧЕЛОВЕКА — совокупность костей и хрящей, соединяющиеся в отделы для обеспечения жизнедеятельности организма.

Каковы особенности скелета человека?

Череп человека состоит из мозгового и лицевого отделов. Мозговой отдел состоит из 8 костей, которые соединены неподвижно с помощью швов. Непарными костями являются лобная, затылочная, клиновидная и решётчатая, а парными — теменные и височные. Лицевой отдел также состоит из парных (верхнечелюстные, скуловые, носовые, нёбные, слёзные и нижняя носовая раковина) и непарные (нижнечелюстной и подъязычную) костей. У человека мозговой отдел черепа развит лучше, чем лицевой, что обусловлено увеличением массы головного мозга и ослаблением функции челюстей. В связи с развитием членораздельной речи у человека появляется подбородочный выступ нижней челюсти.

Ил. 68. Кости черепа: 1 — лобная; 2 — теменная; 3 — клиновидная; 4 — височная; 5 — затылочная; 6 — носовая; 7 — слезная; 8 — скуловая; 9 — верхнечелюстная; 10 — нижнечелюстная

Скелет туловища человека образуют хребет и грудная клетка. Позвоночник у человека имеет 4 изгиба: два вперёд — лордозы (шейный и поясничный), два назад — кифозы (грудной, крестцовый). Изгибы позвоночника в процессе эволюции появились у человека как приспособление для прямохождения. Позвоночник человека состоит из 33- 34 позвонков, соединённых в отделы: шейный (7 позвонков), грудной (12 позвонков), поясничный (5 позвонков), крестцовый (5 позвонков которые срастаются с образованием крестцовой кости) и копчиковый (4-5 позвонков, срастаются с образованием копчика).

Ил. 69. Скелет туловища человека

Грудная клетка образована сзади грудными позвонками, спереди — грудиной, а по бокам — рёбрами. У человека грудная клетка сплющена спереди назад, что связано с вертикальным положением тела и изменением функций верхних конечностей.

Скелет конечностей имеет четыре отдела. Пояс верхних конечностей (плечевой пояс) образуют парные ключицы и лопатки. У человека расширенные лопатки и хорошо развитые ключицы обеспечивают большую подвижность плечевого сустава и свободной верхней конечности.

Ил. 70. І. Кисть человека (1 — запястье; 2 — пясть; 3 — фаланги пальцев). ІІ. Стопа человека (1 — предплесна; 2 — плюсна; 3 — фаланги пальцев)

Скелет свободной верхней конечности имеет плечевую, локтевую и лучевую кости и кости кисти. В состав кисти входят пясть с 5 косточками, запястье с 8 косточками и кости пальцев.

Большой палец имеет две фаланги, остальные — по 3 (всех фаланг пальцев 14). В кисти человека большой палец противопоставлен остальным, наблюдается увеличение размеров пястных, лучезапястных костей и фаланг пальцев. Это связано с формированием руки как органа труда, который может выполнять большое количество очень точных движений. Пояс нижних конечностей (тазовый пояс) включает две тазобедренные кости, образованные отдельными костями, что срастаются после 16 лет. Таз у человека широкий и прочный, служит для поддержания и защиты внутренних органов во время прямохождения. Скелет свободной нижней конечности соединяет бедренную, малоберцовую и большеберцовую кости, надколенную чашечку и кости стопы: плюсну с 5 косточками, заплесну с 7 косточками и кости пальцев (имеют 14 фаланг). Приспособлением к прямохождению являются массивные и прочные бедренные кости и аркообразная стопа с малоподвижными пальцами.

Итак, формирование особенностей скелета человека происходило как приспособление для прямохождения, труда и речи.

ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ

Учимся познавать

Самостоятельная работа с иллюстрациями

Сравните скелет человека со скелетом гориллы и найдите признаки сходства и различия. Сделайте вывод о причинах сходства и различия.

СХОДСТВО И РАЗЛИЧИЕ СКЕЛЕТА ЧЕЛОВЕКА И ГОРИЛЛЫ

Биология + Космос

Космическая биология — биологическая наука, изучающая возможность существования живых организмов в космосе и на других планетах, кроме Земли. Эта наука рассматривает влияние на живые организмы условий космоса: гравитации, температуры, жизнь в вакууме. Какие изменения развиваются в скелетной системе человека во время пребывания в космосе?

Биология + Медицина

Во время выполнения физических упражнений улучшается кровообращение, благодаря чему уровень кальция в костях будет всегда в пределах нормы. Кроме этого, физические упражнения помогают мышцам развиваться, создавая своего рода «мышечный скелет», который берёт на себя часть нагрузки, снижая тем самым нагрузку на скелет. Помните: в любом возрасте физическая активность поможет улучшить состояние суставов, поддерживать костную массу, предупредить переломы и остеопороз. Что такое остеопороз? Какие пищевые продукты содержат много кальция?

РЕЗУЛЬТАТ

Высшее образование БГПУ

ФСПТ СПиПП ЗАО Лекция 2 Структурно-функциональные особенности костно-мышечной системы. Организация и объем двигательной активности детей разных возрастных групп

ФСПТ СПиПП ЗАО  Лекция 2

Структурно-функциональные особенности костно-мышечной системы. Организация и объем двигательной активности детей разных возрастных групп

Функции скелета, классификация, строение, рост костей

Скелет — комплекс костей, выполняющих механические и биологические функции. К механическим функциям относятся: защитная, опорная, локомоторная. Биологические функции связаны с участием скелета в обмене веществ и кроветворении. В составе скелета 206 костей. Кости составляют 18 % общей массы тела.

В состав кости входят органические вещества (1/3) и неорганические вещества (2/3). Органические вещества — белок оссеин, неорганические вещества, в основном, соли кальция, магния, фосфора, причем 51 % составляет фосфорнокислый кальций.

У детей в различные возрастные периоды в костях больше органических веществ (белок оссеин), чем неорганических. Поэтому они отличаются гибкостью, эластичностью. С возрастом в костях увеличивается количество минеральных веществ, а количество органических веществ — уменьшается. Потому кости пожилых людей более хрупкие по сравнению с костями детей.

Основные признаки кости ребенка (молодой кости), обусловлены ее химическим составом: 1) малая плотность губчатого и компактного вещества; 2) на вид прозрачная; 3) более упругая, эластичная, гибкая по сравнению с костью взрослого; 4) менее твердая и хрупкая, чем кость взрослого; 5) подвержена деформации; 6) в ней хорошо развиты сосуды, питающие кость, что благоприятно сказывается на обменных процессах. К 2 годам жизни кости ребенка приближаются по своему строению к костям взрослого, а к 12 годам по химическому составу они схожи с костями взрослого.

Кость включает надкостницу и собственно кость, состоящую из компактного, и губчатого вещества. Структурной единицей кости является остеон.

Трубчатая кость характеризуется особенностями строения. Она имеет тело — диафиз и два утолщения на концах — верхний и нижний эпифизы. На границе между эпифизом и диафизом в детских трубчатых костях находится хрящевая пластинка (метафиз). Различают осевой скелет и добавочный.

Осевой скелет включает скелет головы (череп) и скелет туловища.

Череп. В черепе выделяют мозговой и лицевой отделы. Череп человека отличается от черепа других млекопитающих преобладанием мозгового отдела над лицевым.

Скелет туловища образован позвоночным столбом (позвоночник), ребрами и грудиной.

Добавочный скелет включает скелет верхних конечностей и скелет нижних конечностей.

Рост костей. Костная ткань образуется из молодых клеток соединительной ткани — остеобластов. Рост и развитие ребенка сопровождается процессом окостенения (оссификации). У ребенка первых месяцев жизни костным является только диафиз, а эпифизы хрящевые. Рост эпифизов происходит за счет деления клеток суставного хряща.

После окостенения эпифиза уже на первом году жизни рост трубчатых костей в длину происходит, благодаря эпифизарной пластинке (эпифизарному хрящу), расположенной в зоне роста кости, т. е. между эпифизами и диафизом

В трубчатых костях в течение продолжительного времени остаются прослойки хрящевой ткани между диафизом и эпифизом. Клетки их у детей и подростков обладают способностью размножаться, благодаря чему кость растет в длину.

В эпифизарной пластинке непрерывно происходит размножение хрящевых у клеток и новообразование хряща. Скорость роста костей в длину обусловлена типом питания, движением ребенка; функцией эндокринных желез; характером обмена веществ и др. При дистрофии и других заболеваниях рост эпифизарного хряща прекращается, его полностью замещает костная ткань, и рост кости в длину останавливается. Полное замещение эпифизарных хрящей костной тканью происходит к 20-24 годам. Поэтому у человека рост костей в длину, как и рост скелета в целом, заканчивается к 20-24 годам, причем у девушек примерно на 2 года раньше.

Возрастные особенности формирования скелета. Детский скелет существенно отличается от скелета взрослого, поскольку имеются многочисленные хрящевые образования. Особенностью скелета детей и подростков является хрящевое соединение отдельных участков (фрагментов) костей, например, фрагментов костей таза, крестцовых позвонков и др.

Формирование суставов. На 8-10 неделе внутриутробного развития начинают формироваться суставы.

К моменту рождения имеются в суставах составные их части, но они окончательно не сформированы. Наиболее интенсивное формирование суставов и связок происходит у детей 2-3 лет в связи с двигательной активностью. Подвижность суставов наиболее максимальна в 3-8-летнем возрасте. В возрасте 6-10 лет происходит усложнение составных частей сустава, а заканчивается формирование сустава в 3-16 лет.

Позвоночный столб детей более подвижный, чем у взрослых, что обусловлено соответствующей толщиной, упругостью межпозвоночных хрящевых дисков и эластичностью связочного аппарата. Позвоночный столб состоит из 5 отделов — шейного, грудного, поясничного, крестцового и копчикового.

Изгибы формируются после рождения в течение первого года жизни ребенка. Различают 4 вида изгибов позвоночника: 1) шейный лордоз — изгиб вперед, который появляется на 8 неделе после рождения, когда ребенок начинает держать головку; 2) грудной кифоз — изгиб назад, который появляется в 6 месяцев, когда ребенок начинает сидеть; 3) поясничный лордоз — изгиб вперед, который появляется в конце 9 месяца жизни, когда ребенок стоит у опоры; 4) крестцовый кифоз — изгиб назад, который появляется после первого года жизни, когда ребенок начинает ходить.

Окончательно шейный и грудной изгибы позвоночного столба формируются к 7 годам, а поясничный — в подростковом возрасте, к 12-15 годам. До этого возраста возможны искривления позвоночного столба. Изгибы выполняют рессорную функцию и способствуют правильному вертикальному положению тела в покое и при движении.

Грудная клетка новорожденного имеет форму усеченного конуса, верхняя часть узкая, а нижняя расширена. В процессе развития легких верхние ребра принимают горизонтальное положение, и к 7 годам исчезают детские особенности грудной клетки, она становится бочкообразной. К 12 годам она отличается от грудной клетки взрослого только меньшими размерами.

Таз образуют две тазовые кости пояса нижних конечностей, соединенные между собой спереди с помощью лобкового симфиза, а сзади — с крестцом. Тазовая кость состоит из 3-х элементов: подвздошной, седалищной и лобковой костей. У ребенка элементы тазовой кости хрящевые и не сросшиеся. Процесс их срастания длительный, интенсивно протекающий от 6 до12 лет и заканчивающийся к 16 годам

Половые различия в форме и размерах таза намечаются с 10 лет. До 10 лет таз по форме напоминает воронку.

С 12-летнего возраста таз у девочек интенсивно растет в ширину, опережая ширину таза мальчиков. Он низкий и широкий у девочек и высокий, узкий у мальчиков. Половые различия таза являются примером развития вторичных половых признаков под влиянием половых гормонов. В подростковом периоде срастаются крестцовые позвонки в одну кость, — крестец.

Кисть новорожденного хрящевая. Кости запястья у новорожденного только намечаются. Развитие их осуществляется постепенно. Процесс их окостенения завершается к 11-13 годам. К 12 годам заканчивается и окостенения фаланг пальцев. Мелкие мышцы кисти к 6-7 годам еще не достаточно совершенны, поэтому детям трудно производить мелкие и точные движения.

Костный возраст ребенка определяется сроками оссификации (окостенения) различных костей. Для определения костного возраста чаще проводят рентгенографическое исследование запястья, кисти руки. Оссификация костей запястья зависит от возраста.

Выделяют два периода быстрого роста и период замедленного роста.

Первый — период быстрого роста — от рождения до 7 лет. В течение первого года жизни ребенка зарастают роднички, мозговой отдел преобладает над лицевым отделом, швы черепа формируются к 4 годам; с двух до трех лет усиливается рост лицевого черепа в связи с прорезыванием молочных зубов и усилением функции жевательных мышц. С 3 до 7 лет наблюдается рост основания черепа.

Второй — период замедленного роста — от 7 до 12 лет. Объем черепа достигает 1200-1300 см ³, поскольку в этот период, в основном, растет свод черепа.

Третий — период быстрого роста. С 12 до 15 лет интенсивно растут лобные, верхнечелюстные и нижнечелюстная, скуловые кости, характерно преобладание развития лицевого отдела черепа над мозговым отделом, формируются черты лица. Появляются половые различия черепа: у мальчиков лицевой череп растет в длину сильнее, чем у девочек, и поэтому, их лицо вытягивается в длину.

возрастные особенности мышц. Мышцы — активная часть двигательного аппарата.

В стенках внутренних органов и сосудов находится гладкая мышечная ткань, которая при нервных и гуморальных воздействиях обеспечивает их тонус.

Скелетные мышцы образованы поперечно-полосатой мышечной тканью. Насчитывают около 600 скелетных мышц. Сокращение скелетных мышц происходит под влиянием нервных импульсов, поступающих из ЦНС.

Функции мышц. Мышцы, усиливающие действие друг друга, называются синергистами (большая грудная мышца, малая грудная мышца и др.). Мышцы, обладающие противоположным действием, называются антагонистами (двуглавая и трехглавая мышцы плеча). Мышцы-сгибатели располагаются на передней поверхности верхней конечности (двуглавая), а мышцы-разгибатели — на задней поверхности верхней конечности (трехглавая).

На нижней конечности, наоборот: четырехглавая мышца, лежащая на передней поверхности — разгибатель, а двуглавая, расположенная на задней поверхности — сгибатель. Приводящие мышцы располагаются на внутренней поверхности конечности и приводят ее к туловищу, а отводящие мышцы располагаются на наружной поверхности конечности и отводят ее от туловища.

Физиологические свойства мышц. Основные свойства мышечных волокон — возбудимость, проводимость, сократимость и лабильность обусловлены тем, что мышцы снабжены нервами, по которым к ним проводятся нервные импульсы, поступающие из ЦНС. Под влиянием нервных импульсов происходит сокращение мышц.

Сила и работа мышц. Сила мышц зависит от длины, формы, расположения мышечных волокон. Длинные мышцы, сокращаясь, обеспечивают меньшую силу, но большую амплитуду движений Короткие мышцы, сокращаясь, обеспечивают большую силу, но малую амплитуду.

Особенности развития мышц: 1) развитие мышц верхних конечностей опережает развитие мышц нижних конечностей; 2) крупные мышцы развиваются раньше, чем мелкие, отсюда неловкость движений в течение всего дошкольного периода; 3) механизмы регуляции работы мышц соответствующими центрами коры головного мозга несовершенны у младших школьников, в связи с этим они не могут выполнять тонкие, точные движения; 4) вследствие развития крупной мускулатуры младшие школьники отличаются большой подвижностью, выполняют больше движений; 5) с 12 до 16 лет вслед за ростом в длину трубчатых костей удлиняются и сухожилия мышц, мышцы становятся длинными, и подростки выглядят непропорционально сложенными, с длинными конечностями;  6) наиболее сложные движения пальцев доступны к 12-16 годам.

Оптимальный период развития двигательных навыков ребенка – 2-4 года. Школьный возраст является наиболее продуктивным периодом развития движений – бег, прыжки, хореография и т.д.

С 12 до 16 лет появляются большие возможности развития движений, повышается точность движений — прыжков в длину, высоту, бросков, танцевальных движений и др.

Выносливость — приспособление к выполнению физической нагрузки на фоне нарастающего утомления. Это приспособление выражается в способности продолжения работы с не снижающейся мощностью. В возрасте 6-11 лет выносливость невысокая, возрастает в подростковом периоде и становится максимальной в юношеском периоде.

Структурно-функциональные особенности костно-мышечной системы. Организация и объем двигательной активности детей разных возрастных групп

Вопросы

Костная система.

Функции скелета, строение и химический состав костей. Возрастные изменения химического состава костей и их соединений.

Рост костей. Возрастные особенности скелета (позвоночный столб, грудная клетка, череп, кисть, стопа). Изгибы позвоночника, их образование и сроки фиксации.

Мышечная система.

Формирование мышечных волокон.

Становление массы, силы мышц у детей и подростков. Нарушения опорно-двигательного аппарата у детей.

Осанка, виды осанки. Нарушения осанки (увеличение естественных изгибов позвоночника – лордозов и кифозов), причины, нарушений. Профилактика нарушений осанки. Понятие о сколиозе и плоскостопии, их профилактика.

 Физическое развитие школьников и методы его оценки. Физическое развитие часто болеющих детей. Развитие двигательных навыков у детей.

Становление массы, силы мышц. Выносливость детей и подростков.

Двигательная активность как основная функция организма школьника. Контроль за дозированием физических нагрузок. Объем двигательной активности школьников разных возрастных групп. Двигательный режим.

Скелет человека, его строение и значение. | Презентация к уроку по биологии (8 класс) на тему:

Слайд 1

Слайд 2

Опорно – двигательный аппарат слона

Слайд 3

Скелет человека состоит из тех же отделов, что и скелет млекопитающих

Слайд 4

ЭКСКУРС В ИСТОРИЮ

Слайд 5

Демокрит Собирал остатки скелетов, посещая кладбища Древнегреческий философ

Слайд 6

Клавдий Гален Древнеримский врач и естествоиспытатель Совершил путешествие в Александрию, где изучал единственный целиком собранный скелет человека

Слайд 7

Андрей Везалий Анатом Ночью крал трупы повешенных людей

Слайд 8

Описал строение скелета и его роль в жизни организма Иоганн Вольфганг Гете Немецкий поэт и ученый

Слайд 9

Петр Первый Покупал коллекции по анатомии

Слайд 10

СКЕЛЕТ

Слайд 11

СКЕЛЕТ — (от греч. skeletos — букв. — высохший), совокупность твердых тканей в организме животных и человека, дающих телу опору и защищающих его от механических повреждений.

Слайд 12

Скелет человека состоит: — из 206 костей Парные кости 85 Непарные кости 36

Слайд 13

Классификация костей по форме : — длинные — короткие — широкие или плоские — смешанные

Слайд 14

Соединения костей Неподвижные Подвижные — суставы Малоподвижные

Слайд 15

Скелет Осевой Периферический Скелет головы Скелет туловища Скелет конечностей Верхних Нижних Плечевой пояс Скелет конечностей Тазовый пояс Скелет конечностей

Слайд 16

Строение головы Мозговой отдел черепа Лицевой отдел черепа 23

Слайд 17

Строение головы (череп) Лицевой отдел Мозговой отдел

Слайд 18

Теменная кость Височная кость Лобная кость Затылочная кость Носовая кость Верхнечелюстная кость Нижнечелюстная кость Череп Скуловая кость

Слайд 19

Скелет туловища 33 – 34

Слайд 20

Скелет туловища Шейный отдел Грудной отдел Поясничный отдел Крестцовый отдел Копчиковый отдел 7 12 5 5 4-5

Слайд 21

Изгибы позвоночника Шейный лордоз Грудной кифоз Поясничный лордоз Крестцовый кифоз

Слайд 22

Спинной мозг в позвоночном канале

Слайд 23

Грудная клетка Ребро Грудина Хрящ

Слайд 24

Скелет верхней конечности Ключица Лопатка Плечевая кость Локтевая кость Лучевая кость Кости запястья Кости пястья Фаланги пальцев Пояс верхних конечностей Кости предплечья Кисть

Слайд 25

Скелет нижней конечности Тазовая кость Бедренная кость Большая берцовая кость Малая берцовая кость Предплюсна Плюсна Фаланги пальцев Пяточная кость

Слайд 26

Функции скелета человека Двигательная Защитная Формообразующая Опорная Кроветворная Обменная

Слайд 27

Задание: собери таблицу

Слайд 28

1 . Функции скелета Опорная, защитная, кроветворная, обмен минеральными веществами. 2 . Скелет головы — череп Парные – теменные, височные, скуловые, носовые. Непарные – лобная, затылочная, верхнечелюстная , нижнечелюстная. 3 . Отделы скелета Туловище , череп, плечевой пояс, верхняя конечность, тазовый пояс, нижняя конечность 4 . Плечевой пояс Лопатка и ключица 5 . Кости верхней конечности Плечо , предплечье, кисть 6 . Пояс нижней конечности (тазовый) Тазовые кости 7 . Кости нижней конечности Бедро , голень, стопа

Слайд 29

А знаете ли вы?

Слайд 30

Гигантский скелет был раскопан в малоизвестной части пустыни в Индии

Слайд 31

Один из наиболее хорошо сохранившихся скелетов, пролежавших в песке 6 тысяч лет, выглядит так, будто он захоронен совсем недавно. Положение скелета говорит о том, что человек был захоронен в позе спящего.

Слайд 32

Археологи исследуют скелет женщины, которая умерла в возрасте двадцати лет.

Слайд 33

ТЕСТ ТЕСТ ТЕСТ

Слайд 34

Домашнее задание В учебнике с. 98 – 105, задания в тетради на печатной основе № 90, № 100-102

Слайд 35

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!

Сайт преподавателя биологии и химии Дмитрия Андреевича Соловкова

Обновлены задания 3, 6, 11, 27 и 28 по биологии — добавлены новые номера из ЕГЭ-2020.

Обновил задания 1, 2, 20 и 21 в первой части — добавил около 30 новых номеров.

За последний месяц обновлены все задания второй части экзамена (№№30-35) — добавлены задания образца 2020 года. Согласно проекту ЕГЭ-2021, изменений во второй части по химии не планируется.

Обновлено задание 33 — добавлено около 15 новых цепочек.

В задания 34 добавлен новый раздел — задачи на атомистику и молярные соотношения. Также обновлены задачи по электролизу с учетом новых задач ЕГЭ-2020.

Обновлены задания 32 и 35 — добавлены задачи 2020 года

Обновлены задания 30 и 31 — добавлены номера образца 2020 года. Посмотреть их можно здесь.

Задания 19 и 20 первой части обновлены в соответствии со спецификатором ЕГЭ-2021 года. В задание 24 добавлено около 10 номеров.

Выложены последние 2 презентации по цитологии — репликация ДНК и биосинтез белка. Таким образом, полностью закончен целый раздел общей биологии. Всем рекомендую для подготовки к ЕГЭ.

Добавлены очередные презентации по цитологии: по диссимиляции и автотрофному питанию

9.4: Функции скелетной системы

Цели обучения

• Определение костей, хрящей и скелетной системы
• Перечислить и описать функции костной системы

Кость , или костная ткань , представляет собой твердую плотную соединительную ткань, которая формирует большую часть скелета взрослого человека, поддерживающую структуру тела.В областях скелета, где движутся кости (например, грудная клетка и суставы), хрящ , полужесткая форма соединительной ткани, обеспечивает гибкость и гладкие поверхности для движения. Скелетная система — это система тела, состоящая из костей и хрящей и выполняющая следующие важнейшие функции для человеческого тела:

• поддерживает корпус
• облегчает передвижение
• защищает внутренние органы
• производит клетки крови
• накапливает и высвобождает минералы и жиры

Поддержка, перемещение и защита

Наиболее очевидные функции скелетной системы — это грубые функции, видимые при наблюдении.Просто взглянув на человека, вы увидите, как кости поддерживают, облегчают движение и защищают человеческое тело.

Подобно тому, как стальные балки здания служат каркасом, выдерживающим его вес, кости и хрящи вашей скелетной системы составляют каркас, поддерживающий остальную часть вашего тела. Без скелетной системы вы были бы вялой массой органов, мышц и кожи.

Кости также облегчают движение, выступая в качестве точек прикрепления ваших мышц. В то время как некоторые кости служат только опорой для мышц, другие также передают силы, возникающие при сокращении ваших мышц. С механической точки зрения кости действуют как рычаги, а суставы служат опорами (рис. 1).

Если мышца не охватывает сустав и не сокращается, кость не двигается. Для получения информации о взаимодействии костно-мышечной системы, то есть, костно-мышечная система, искать дополнительный контент.

Кости также защищают внутренние органы от повреждений, покрывая их или окружая их. Например, ребра защищают легкие и сердце, кости позвоночника (позвоночник) защищают спинной мозг, а кости черепа (черепа) защищают мозг (рис. 2).

Попробуйте

ортопед является врачом, который специализируется на диагностике и лечении заболеваний и травм, связанных с опорно-двигательной системы. Некоторые ортопедические проблемы можно лечить с помощью лекарств, упражнений, подтяжек и других устройств, но другие лучше всего лечить хирургическим путем (рис. 3).

Хотя происхождение слова «ортопедия» (ortho- = «прямой»; paed- = «ребенок») буквально означает «выпрямление ребенка», у ортопедов могут быть пациенты от педиатров до гериатров. В последние годы ортопеды даже выполнили пренатальные операции по исправлению расщелины позвоночника, врожденного дефекта, при котором нервный канал в позвоночнике плода не закрывается полностью во время эмбриологического развития.

Ортопеды обычно лечат травмы костей и суставов, но они также лечат другие заболевания костей, включая искривление позвоночника. Боковое искривление (сколиоз) может быть достаточно серьезным, чтобы проскользнуть под лопатку (лопатку), заставляя ее подниматься вверх в виде горба. Искривления позвоночника также могут быть чрезмерными дорсовентрально (кифоз), вызывая сгибание спины и сдавление грудной клетки. Эти искривления часто появляются у детей раннего возраста в результате неправильной осанки, аномального роста или неопределенных причин. В основном их легко лечат ортопеды.С возрастом накопленные травмы позвоночника и такие заболевания, как остеопороз, также могут приводить к искривлению позвоночника, поэтому иногда наблюдается сутулость у пожилых людей.

Некоторые ортопеды специализируются на спортивной медицине, которая занимается как простыми травмами, такими как растяжение лодыжки, так и сложными травмами, такими как разрыв вращательной манжеты плеча. Лечение может варьироваться от физических упражнений до операции.

Хранение минералов, накопление энергии и кроветворение

На метаболическом уровне костная ткань выполняет несколько важнейших функций. Во-первых, костный матрикс действует как резервуар для ряда минералов, важных для функционирования организма, особенно кальция и калия. Эти минералы, включенные в костную ткань, могут высвобождаться обратно в кровоток для поддержания уровней, необходимых для поддержания физиологических процессов.Ионы кальция, например, необходимы для сокращения мышц и контроля потока других ионов, участвующих в передаче нервных импульсов.

Кость также служит местом для хранения жира и производства клеток крови. Более мягкая соединительная ткань, заполняющая большую часть костной ткани, называется костным мозгом (рис. 4). Есть два типа костного мозга: желтый и красный. Желтый костный мозг содержит жировую ткань; Триглицериды, хранящиеся в адипоцитах ткани, могут служить источником энергии. Красный костный мозг — это место, где происходит кроветворение — производство клеток крови. Красные кровяные тельца, лейкоциты и тромбоциты производятся в красном костном мозге.

Авторы и авторство

CC лицензионного контента, ранее публиковались

Скелетных систем | Биология для майоров II

Обсудить различные типы костной системы

Скелетная система необходима для поддержки тела, защиты внутренних органов и обеспечения движения организма.Эти функции выполняют три различных конструкции скелета: гидростатический скелет, экзоскелет и эндоскелет.

Цели обучения

• Определите три распространенных конструкции каркаса
• Определить компоненты осевого скелета человека
• Определить компоненты аппендикулярного скелета человека

Типы скелетов

Гидростатический каркас

Рис. 1. Скелет морской звезды с красными шишками ( Protoreaster linckii ) является примером гидростатического скелета.(кредит: «Amada44» / Wikimedia Commons)

Гидростатический каркас — это каркас, образованный заполненным жидкостью отделением внутри тела, называемым целомом. Органы целома поддерживаются водной жидкостью, которая также сопротивляется внешнему сжатию. Этот отсек находится под гидростатическим давлением из-за жидкости и поддерживает другие органы организма. Этот тип скелетной системы встречается у мягкотелых животных, таких как морские анемоны, дождевые черви, книдарии и другие беспозвоночные (рис. 1).

Движение в гидростатическом скелете обеспечивается мускулами, окружающими целому. Мышцы гидростатического скелета сокращаются, чтобы изменить форму целома; давление жидкости в целоме вызывает движение. Например, дождевые черви перемещаются волнами мышечных сокращений скелетных мышц гидростатического скелета стенки тела, называемыми перистальтикой, которые попеременно укорачивают и удлиняют тело. Удлинение тела расширяет передний конец организма. У большинства организмов есть механизм закрепления в субстрате.Укорочение мышц затем вытягивает заднюю часть тела вперед. Хотя гидростатический скелет хорошо подходит для беспозвоночных организмов, таких как дождевые черви и некоторые водные организмы, он не является эффективным скелетом для наземных животных.

Экзоскелет

Рис. 2. Мышцы, прикрепленные к экзоскелету хеллоуинского краба ( Gecarcinus quadratus ), позволяют ему двигаться.

Экзоскелет — это внешний скелет, состоящий из твердой оболочки на поверхности организма.Например, панцири крабов и насекомых — это экзоскелеты (рис. 2). Этот тип скелета обеспечивает защиту от хищников, поддерживает тело и позволяет двигаться за счет сокращения прикрепленных мускулов. Как и у позвоночных, мышцы должны пересекать сустав внутри экзоскелета. Укорочение мышцы меняет соотношение двух сегментов экзоскелета. Экзоскелеты членистоногих, таких как крабы и омары, состоят на 30–50 процентов из хитина, полисахаридного производного глюкозы, который представляет собой прочный, но гибкий материал.Хитин секретируется клетками эпидермиса. Экзоскелет дополнительно укрепляется за счет добавления карбоната кальция в такие организмы, как омары. Поскольку экзоскелет бесклеточный, членистоногие должны периодически сбрасывать свои экзоскелеты, потому что экзоскелет не растет по мере роста организма.

Эндоскелет

Рис. 3. Скелеты людей и лошадей являются примерами эндоскелетов. (кредит: Росс Мерфи)

Эндоскелет — это скелет, состоящий из твердых минерализованных структур, расположенных в мягких тканях организмов.Пример примитивного строения эндоскелета — спикулы губок. Кости позвоночных состоят из тканей, тогда как у губок нет настоящих тканей (рис. 3).

Эндоскелеты обеспечивают поддержку тела, защищают внутренние органы и позволяют двигаться за счет сокращения мышц, прикрепленных к скелету.

Человеческий скелет — это эндоскелет взрослого человека, состоящий из 206 костей. У него пять основных функций: поддержка тела, хранение минералов и липидов, выработка клеток крови, защита внутренних органов и обеспечение движения.

Скелет позвоночных животных делится на осевой скелет (который состоит из черепа, позвоночного столба и грудной клетки) и аппендикулярный скелет (который состоит из плеч, костей конечностей, грудного и тазового пояса). .

Вкратце: Типы скелетных систем

Три типа конструкций скелетов — это гидростатические скелеты, экзоскелеты и эндоскелеты.Гидростатический каркас состоит из заполненного жидкостью отсека, находящегося под гидростатическим давлением; движение создается мышцами, оказывающими давление на жидкость. Экзоскелет — это твердый внешний скелет, который защищает внешнюю поверхность организма и позволяет двигаться через мышцы, прикрепленные к внутренней части. Эндоскелет — это внутренний скелет, состоящий из твердой минерализованной ткани, который также обеспечивает движение за счет прикрепления к мышцам.

Осевой скелет человека

Осевой скелет образует центральную ось тела и включает кости черепа, косточки среднего уха, подъязычную кость горла, позвоночный столб и грудную клетку (грудную клетку) (рис. 4).Функция осевого скелета заключается в обеспечении поддержки и защиты головного и спинного мозга и органов брюшной полости тела. Он обеспечивает поверхность для прикрепления мышц, которые перемещают голову, шею и туловище, выполняют дыхательные движения и стабилизируют части аппендикулярного скелета.

Рис. 4. Осевой скелет состоит из костей черепа, косточек среднего уха, подъязычной кости, позвоночника и грудной клетки. (кредит: модификация работы Марианы Руис Вильярреал)

Череп

Кости черепа поддерживают структуры лица и защищают мозг.Череп состоит из 22 костей, которые делятся на две категории: кости черепа и кости лица. Кости черепа — это восемь костей, которые образуют полость черепа, которая охватывает мозг и служит местом прикрепления мышц головы и шеи. Восемь черепных костей — это лобная кость, две теменные кости, две височные кости, затылочная кость, клиновидная кость и решетчатая кость. Хотя кости развивались отдельно у эмбриона и плода, у взрослого они плотно срослись с соединительной тканью, и прилегающие кости не двигались (рис. 5).

Рис. 5. Кости черепа поддерживают структуру лица и защищают мозг. (кредит: модификация работы Марианы Руис Вильярреал)

Слуховые косточки среднего уха передают звуки из воздуха в виде вибраций в заполненную жидкостью улитку. Слуховые косточки состоят из шести костей: двух костей молоточка, двух костей наковальни и двух стремени (по одной каждой кости с каждой стороны). Это самые маленькие кости в организме, уникальные для млекопитающих.

Четырнадцать лицевых костей образуют лицо, обеспечивают полости для органов чувств (глаза, рот и нос), защищают входы в пищеварительный и дыхательный тракты и служат точками крепления лицевых мышц.14 лицевых костей — это носовые кости, верхнечелюстные кости, скуловые кости, небные кости, сошник, слезные кости, нижние носовые раковины и нижняя челюсть. Все эти кости расположены парами, за исключением нижней челюсти и сошника (рис. 6).

Рис. 6. Кости черепа, включая лобную, теменную и клиновидную кости, покрывают макушку головы. Лицевые кости черепа образуют лицо и обеспечивают полости для глаз, носа и рта.

Подъязычная кость, хотя и не обнаруживается в черепе, считается составной частью осевого скелета. подъязычная кость лежит ниже нижней челюсти в передней части шеи. Он действует как подвижная основа для языка и соединяется с мышцами челюсти, гортани и языка. Нижняя челюсть сочленяется с основанием черепа. Нижняя челюсть контролирует открытие дыхательных путей и кишечника. У животных с зубами нижняя челюсть приводит поверхность зубов в контакт с зубами верхней челюсти.

Позвоночный столб

Позвоночный столб , или позвоночник, окружает и защищает спинной мозг, поддерживает голову и действует как точка крепления для ребер и мышц спины и шеи.Позвоночный столб взрослого человека состоит из 26 костей: 24 позвонка, крестца и копчика. У взрослого человека крестец обычно состоит из пяти позвонков, которые сливаются в один. Копчик обычно состоит из 3–4 позвонков, которые сливаются в один. Примерно к 70 годам крестец и копчик могут срастаться. Мы начинаем жизнь примерно с 33 позвонками, но по мере роста несколько позвонков срастаются. Взрослые позвонки далее делятся на 7 шейных позвонков, 12 грудных позвонков и 5 поясничных позвонков (рис. 7).

Рис. 7. (a) Позвоночный столб состоит из семи шейных позвонков (C1–7), двенадцати грудных позвонков (Th2–12), пяти поясничных позвонков (L1–5), костного отдела крестца и копчика. (б) Изгибы позвоночника увеличивают силу и гибкость позвоночника. (кредит А: модификация работы Уве Гилле на основе оригинальной работы Gray’s Anatomy; кредит b: модификация работы NCI, NIH)

В теле каждого позвонка в центре имеется большое отверстие, через которое проходят нервы спинного мозга.На каждой стороне также есть выемки, через которые спинномозговые нервы, которые обслуживают тело на этом уровне, могут выходить из спинного мозга. Позвоночный столб составляет около 71 см (28 дюймов) у взрослых мужчин и изогнут, что можно увидеть сбоку. Названия изгибов позвоночника соответствуют той области позвоночника, в которой они встречаются. Грудной и крестцовый изгибы вогнутые (изгиб внутрь относительно передней части тела), а шейный и поясничный изгибы выпуклые (изгибы наружу относительно передней части тела).Арочная кривизна позвоночного столба увеличивает его силу и гибкость, позволяя ему поглощать удары подобно пружине (рис. 7).

Межпозвоночные диски , состоящие из фиброзного хряща, лежат между соседними телами позвонков от второго шейного позвонка до крестца. Каждый диск является частью сустава, который обеспечивает некоторое движение позвоночника и действует как амортизатор, поглощающий удары, возникающие при таких движениях, как ходьба и бег. Межпозвоночные диски также действуют как связки, связывающие позвонки вместе.Внутренняя часть дисков, пульпозное ядро, с возрастом твердеет и становится менее эластичной. Эта потеря эластичности снижает его способность поглощать удары.

Грудная клетка

Рис. 8. Грудная клетка, или грудная клетка, защищает сердце и легкие. (кредит: модификация работы NCI, NIH)

Грудная клетка , также известная как грудная клетка, представляет собой скелет грудной клетки и состоит из ребер, грудины, грудных позвонков и реберных хрящей (рис. 8).Грудная клетка охватывает и защищает органы грудной полости, включая сердце и легкие. Он также обеспечивает опору для плечевых поясов и верхних конечностей и служит точкой крепления диафрагмы, мышц спины, груди, шеи и плеч. Изменения объема грудной клетки позволяют дышать.

Грудина , или грудина, представляет собой длинную плоскую кость, расположенную в передней части грудной клетки. Он образован из трех костей, которые срастаются у взрослого человека. Ребра — это 12 пар длинных изогнутых костей, которые прикрепляются к грудным позвонкам и изгибаются к передней части тела, образуя грудную клетку. Реберные хрящи соединяют передние концы ребер с грудиной, за исключением пар ребер 11 и 12, которые являются свободно плавающими ребрами.

Аппендикулярный скелет человека

Аппендикулярный скелет состоит из костей верхних конечностей (которые служат для захвата предметов и манипулирования ими) и нижних конечностей (которые позволяют передвигаться). Он также включает грудной или плечевой пояс, который прикрепляет верхние конечности к телу, и тазовый пояс, который прикрепляет нижние конечности к телу (рис. 9).

Рис. 9. Аппендикулярный скелет состоит из костей грудных конечностей (рука, предплечье, кисть), тазовых конечностей (бедро, нога, ступня), грудного пояса и тазового пояса. (кредит: модификация работы Марианы Руис Вильярреал)

Нагрудный пояс

Грудной пояс кости служат точками крепления верхних конечностей к осевому скелету. Грудной пояс человека состоит из ключицы (или ключицы) спереди и лопатки (или лопаток) сзади (Рисунок 10).

Рис. 10. (a) Грудной пояс приматов состоит из ключиц и лопаток. (b) Вид сзади показывает ость лопатки, к которой прикрепляется мышца.

Ключицы — это S-образные кости, которые позиционируют руки на теле. Ключицы лежат горизонтально через переднюю часть грудной клетки (грудь) чуть выше первого ребра. Эти кости довольно хрупкие и подвержены переломам. Например, при падении с вытянутыми руками сила передается на ключицы, которые могут сломаться, если сила будет чрезмерной.Ключица сочленяется с грудиной и лопаткой.

Лопатки — плоские треугольные кости, расположенные в задней части грудного пояса. Они поддерживают мышцы, пересекающие плечевой сустав. Гребень, называемый позвоночником, проходит через заднюю часть лопатки и легко прощупывается через кожу (рис. 10). Позвоночник лопатки — хороший пример костного выступа, который облегчает широкую область прикрепления мышц к кости.

Верхняя конечность

Рисунок 11.Верхняя конечность состоит из плечевой кости плеча, лучевой кости и локтевой кости предплечья, восьми костей запястья, пяти костей пястной кости и 14 костей фаланг.

Верхняя конечность содержит 30 костей в трех областях: рука (от плеча до локтя), предплечье (локтевая и лучевая кость), а также запястье и кисть (Рисунок 11).

Шарнирное соединение — это любое место, в котором соединяются две кости. плечевая кость — самая большая и длинная кость верхней конечности и единственная кость руки.Он сочленяется лопаткой на плече и предплечьем в локте. Предплечье простирается от локтя до запястья и состоит из двух костей: локтевой и лучевой. Радиус расположен вдоль боковой (большой палец) стороны предплечья и сочленяется с плечевой костью в локтевом суставе. ulna расположена на медиальной стороне (со стороны мизинца) предплечья. Он длиннее радиуса. Локтевая кость сочленяется с плечевой костью в локтевом суставе. Лучевая и локтевая кости также соединяются с костями запястья и друг с другом, что у позвоночных обеспечивает различную степень вращения запястья относительно длинной оси конечности.Рука включает восемь костей запястья, (запястье), пять костей пястной кости , (ладонь) и 14 костей фаланг (пальцы). Каждый палец состоит из трех фаланг, за исключением большого пальца, если он есть, которого всего две.

Тазовый ремень

Тазовый пояс прикрепляется к нижним конечностям осевого скелета. Поскольку тазовый пояс отвечает за вес тела и передвижение, он надежно прикреплен к осевому скелету прочными связками.Он также имеет глубокие гнезда с прочными связками для надежного прикрепления бедренной кости к телу. Тазовый пояс дополнительно укреплен двумя большими тазобедренными костями. У взрослых тазобедренные кости или костей тазобедренного сустава образуются путем слияния трех пар костей: подвздошной, седалищной и лобковой. Таз соединяется в передней части тела в суставе, называемом лобковым симфизом, и с костями крестца в задней части тела.

Женский таз немного отличается от мужского таза.На протяжении поколений эволюции самки с более широким лобковым углом и большим диаметром тазового канала воспроизводились более успешно. Следовательно, у их потомства также была анатомия таза, которая обеспечила успешные роды (рис. 12).

Рис. 12. Чтобы адаптироваться к репродуктивному здоровью, (а) женский таз легче, шире, неглубокий и имеет более широкий угол между лобковыми костями, чем (б) мужской таз.

Нижняя конечность

Рис. 13. Нижняя конечность состоит из бедренной кости (бедра), коленной чашечки (надколенника), голени (большеберцовая и малоберцовая костей), голеностопного сустава (предплюсны) и стопы (плюсневые кости и фаланги).

Нижняя конечность состоит из бедра, голени и стопы. Кости нижней конечности — это бедренная кость (бедренная кость), надколенник (коленная чашечка), большеберцовая и малоберцовая кости (кости голени), предплюсны (кости голеностопного сустава), плюсневые кости и фаланги (кости стопы) (Рисунок 13. ). Кости нижних конечностей толще и прочнее, чем кости верхних конечностей, из-за необходимости выдерживать весь вес тела и возникающие в результате силы движения. Помимо эволюционной приспособленности, кости человека будут реагировать на действующие на них силы.

бедренная кость или бедренная кость — самая длинная, тяжелая и крепкая кость в организме. Бедренная кость и таз на проксимальном конце образуют тазобедренный сустав. На дистальном конце бедро, голень и надколенник образуют коленный сустав. Коленная чашечка , или коленная чашечка, представляет собой треугольную кость, расположенную перед коленным суставом. Надколенник врастает в сухожилие разгибателей бедра (четырехглавой мышцы). Улучшает разгибание колена за счет уменьшения трения. большеберцовая кость , или большеберцовая кость, представляет собой большую кость ноги, которая расположена непосредственно под коленом.Большеберцовая кость сочленяется с бедренной костью на ее проксимальном конце, с малоберцовой костью и костями предплюсны на ее дистальном конце. Это вторая по величине кость в человеческом теле, которая отвечает за передачу веса тела от бедренной кости к стопе. Малоберцовая кость , или кость теленка, параллельна большеберцовой кости и сочленяется с ней. Он не сочленяется с бедренной костью и не выдерживает нагрузки. Малоберцовая кость действует как место прикрепления мышц и образует боковую часть голеностопного сустава.

лапок — это семь костей лодыжки.Голеностопный сустав передает вес тела от большеберцовой и малоберцовой костей стопе.

плюсневых костей — это пять костей стопы. Фаланги — это 14 костей пальцев ног. Каждый палец состоит из трех фаланг, за исключением большого пальца, у которого их всего две (рис. 13).

Вариации существуют у других видов; например, пястные кости и плюсны лошади ориентированы вертикально и не соприкасаются с субстратом.

Эволюция конструкции тела для передвижения по суше

Переход позвоночных на сушу потребовал ряда изменений в конструкции тела, поскольку передвижение по суше представляет ряд проблем для животных, которые приспособлены к перемещению в воде.Плавучесть воды обеспечивает определенную подъемную силу, и обычная форма движения рыб — это боковые колебания всего тела. Это движение вперед и назад толкает тело к воде, создавая движение вперед. У большинства рыб мышцы парных плавников прикрепляются к поясам внутри тела, что позволяет в некоторой степени контролировать передвижение. Когда некоторые рыбы начали перемещаться на сушу, они сохранили свою боковую волнообразную форму передвижения (anguilliform). Однако вместо того, чтобы отталкиваться от воды, их плавники или ласты стали точками контакта с землей, вокруг которых они вращались.

Эффект силы тяжести и отсутствие плавучести на суше означало, что вес тела был подвешен на конечностях, что привело к усилению их укрепления и окостенения. Влияние силы тяжести также потребовало изменений осевого каркаса. Боковые волны позвоночника наземных животных вызывают деформацию скручивания. Более твердый и окостеневший позвоночный столб стал обычным явлением у наземных четвероногих, потому что он снижает напряжение, обеспечивая при этом силу, необходимую для поддержания веса тела. У более поздних четвероногих позвонки стали допускать вертикальное движение, а не боковое сгибание. Еще одним изменением осевого скелета была потеря прямого соединения грудного пояса с головой. Это уменьшило сотрясение головы, вызванное ударами конечностей о землю. Позвонки шеи также эволюционировали, чтобы позволить голове двигаться независимо от тела.

Аппендикулярный скелет наземных животных также отличается от водных животных. Плечи прикрепляются к грудному поясу через мышцы и соединительную ткань, уменьшая таким образом сотрясение черепа.Из-за бокового волнистого позвоночного столба у ранних четвероногих конечности были растопырены в стороны, и движение происходило путем выполнения «отжиманий». Позвонки этих животных должны были двигаться из стороны в сторону так же, как у рыб и рептилий. Этот тип движения требует больших мышц для перемещения конечностей к средней линии; это было почти как ходьба во время отжимания, и это неэффективное использование энергии. У более поздних четвероногих конечности помещают под туловище, так что каждый шаг требует меньшего усилия для продвижения вперед.Это привело к уменьшению размера приводящей мышцы и увеличению диапазона движений лопаток. Это также ограничивает движение в основном одной плоскостью, создавая движение вперед, а не движение конечностей вверх или вперед. Бедро и плечевая кость также были повернуты, так что концы конечностей и пальцев были направлены вперед, в направлении движения, а не в стороны. При размещении под телом конечности могут качаться вперед, как маятник, для достижения более эффективного шага при движении по земле.