§ 19. Строение и функции скелета человека

Какие виды скелета встречаются у живых организмов?

Ответ. Моллюски имеют наружный скелет, представленный раковиной. В раковине выделяют три слоя: наружный, состоящий из органики (роговой), средний — известковый и внутренний — перламутровый (кристаллы карбоната кальция). У членистоногих наружный скелет. Но он значительно легче, чем у моллюсков. Состоит в основном из хитина — особого вещества, выделяемого клетками кожи. Хитиновый скелет покрывает все тело и служит местом для прикрепления мышц. У позвоночных животных внутренний скелет.

Каковы особенности строения скелета человека?

Ответ. Скелет человека, как и других позвоночных животных, состоит из трех отделов — осевого скелета, скелета головы и скелета конечностей. Скелет составляет приблизительно 15% от массы тела, в нем насчитывают более 200 костей.

Думай, делай выводы, действуй

Проверь свои знания

1. Из каких отделов состоит позвоночный столб?

Ответ. Позвоночник разделяют на шейный (7 позвонков), грудной (12 позвонков), поясничный (5 позвонков), крестцовый (5 позвонков) и копчиковый (4—5 позвонков, которые срослись в копчик) отделы.

2. Какими костями образован мозговой отдел черепа?

Ответ. Мозговой отдел черепа образован неподвижно соединенными костями, которые образуют полость, содержащую головной мозг: лобной, двумя теменными, двумя височными, затылочной и другими костями.

3. Какие кости входят в состав грудной клетки?

Ответ. Грудная клетка образована 12 грудными позвонками, 12 парами ребер и грудиной. Десять пар ребер соединены с грудиной хрящами. 11 — я и 12 — я пары ребер не доходят до грудины и оканчиваются в мышцах.

4. Какие кости составляют пояс верхних конечностей?

Ответ. Плечевой пояс человека состоит из парных лопаток и ключиц. Ключица соединена с осевым скелетом: одним концом она сочленяется с грудиной, а другим — с плечевой костью и лопаткой.

Выполни задание

Составьте список особенностей строения тела человека, связанных с прямохождением и трудовой деятельностью.

Ответ. В связи с переходом людей на определенном этапе эволюции к прямохождению в позвоночнике образовались четыре изгиба, два из которых (шейный и поясничный) направлены выпуклостью вперед, а другие два (грудной и крестцовый) направлены выпуклостью назад. Благодаря изгибам позвоночник имеет S — образную форму, что обеспечивает амортизацию головного мозга при ходьбе, беге, прыжках.

Нижние конечности более массивные, но по разнообразию движений и их размаху уступают верхним конечностям. Кисть подвижна, большой палец противопоставлен остальным и также подвижен.

Обсуди с товарищами

1. Какие особенности строения позвоночника человека связаны с прямохождением?

Ответ. Скелет человека имеет определенные особенности, которые развились в связи с прямохождением и трудовой деятельностью. Позвоночник, имеющий изгибы, и сводчатая стопа обеспечивают пружинистую походку и смягчают толчки и сотрясения, передающиеся на головной мозг при ходьбе. Позвонки нижних отделов позвоночника увеличены в связи с высокой нагрузкой на них, центр тяжести тела находится в крестцовом отделе. Грудная клетка уплощена в спинно — брюшном направлении. Широкий таз и широко расставленные тазобедренные суставы обеспечивают хорошую устойчивость тела при вертикальном положении. Такая форма таза способна длительное время выдерживать давление массы внутренних органов и верхней части человеческого тела в целом.

2. В чем сходство и различия в строении костей верхних и нижних конечностей?

Ответ. Скелет свободной верхней конечности состоит из плеча (плечевая кость), предплечья (лучевая и локтевая кости) и кисти. Кисть включает в себя запястье (8 костей), пясть (5 костей) и фаланги пальцев (по 3 фаланги в каждом пальце, кроме большого, в котором только 2).

Скелет свободной нижней конечности (ноги) состоит из бедра (бедренная кость), голени (большая и малая берцовые кости) и стопы. Бедренная кость соединена с большой берцовой костью с помощью коленного сустава. Этот сустав настолько важен для человека, что он прикрыт спереди надколенником (коленной чашечкой). Стопа состоит из предплюсны (7 костей, самая крупная из них — пяточная), плюсны (5 костей) и фаланг пальцев (в большом пальце 2 фаланги, в остальных — по 3). Кости стопы соединены так, что образуют свод, благодаря чему она пружинит при ходьбе и смягчает толчки при движении.

Сходство: фаланги пальцев (по 3 фаланги в каждом пальце, кроме большого, в котором только 2).

Выскажи мнение

Наличие родничка в черепе позволяет свободно расти головному мозгу ребенка.

Ответ. После рождения ребенка на свет область родничков позволяет головке ребенка расти в объемах, при этом швы постепенно срастаются. Также родничок выполняет функции природного амортизатора, потому, как дети могут иногда ударяться головкой, а за счет родничка удары смягчаются, и жидкость внутри головы может свободнее перемещаться. В процессе роста черепа и головного мозга косточки укрепляются и родничок исчезает самостоятельно. Клиновидные роднички выглядят так — это шов из костной ткани, расположенный между передним и нижним углами теменной, лобной, височной. Обычно этот родничок закрывается к 3 месяцам жизни младенца

Работа с текстом

Найдите в тексте, какие части скелета обеспечивают амортизацию тела при ходьбе и беге.

Ответ. Благодаря изгибам позвоночник имеет S — образную форму, что обеспечивает амортизацию головного мозга при ходьбе, беге, прыжках.

Работа с моделями, схемами, таблицами

1. Составьте и заполните схему «Скелет человека».

Ответ.

2. Проследите, как изменяется осевой скелет у позвоночных, начиная с рыб, заканчивая человеком.

Ответ. Осевой скелет в процессе эволюции претерпел большие изменения.

У низших хордовых осевым скелетом является хорда, а у высших она постепенно заменяется развивающимися позвонками. В позвонках различают тело, верхние и нижние дуги.

У примитивных рыб кроме верхних дуг появляются нижние дуги, а у высших рыб и тела позвонков. Тела позвонков у большинства рыб и вышестоящих животных формируется из ткани, окружающей хорду, а также из оснований дуг. Остатки хорды у рыб сохраняются между телами позвонков.

У земноводных на ранних стадиях развития хорда заменяется позвоночником. В позвоночнике уже четыре отдела: шейный, грудной, крестцовый и хвостовой.

У рептилий пять отделов в позвоночнике: шейный, грудной, поясничный крестцовый и хвостовой. В шейном отделе у различных видов пресмыкающихся разное число позвонков, но самое большое восемь.

У птиц позвоночный столб сходен с позвоночником рептилий, но обладает определенной специализацией в связи с наличием хвоста.

У млекопитающих в позвоночнике пять отделов: шейный грудной, поясничный, крестцовый и хвостовой. В шейном отделе семь позвонков, в грудном непостоянное число позвонков (от 9 до 24, но чаще 12 — 13).

Скелет человека, как и других позвоночных животных, состоит из трех отделов — осевого скелета, скелета головы и скелета конечностей.

В осевой отдел входит позвоночник, состоящий из 33—34 позвонков, и грудная клетка.

Позвонок состоит из тела и дуги с несколькими отростками. Дуги позвонков замыкают позвоночные отверстия, которые, располагаясь друг над другом, образуют позвоночный канал; в нем находится спинной мозг. Тела позвонков соединены между собой хрящевыми межпозвоночными дисками и удерживаются при помощи многочисленных связок. Благодаря такому соединению большая часть позвоночника является упругой и гибкой.

Проводим исследование

Лабораторная работа. Выявление особенностей строения позвонков

Цель: ознакомиться с особенностями строения позвонков.

Материалы и оборудование: модель скелета человека, модели позвонков.

Ход работы

1. Рассмотрите модели позвонков. Пользуясь рисунком учебника, определите, к какому отделу позвоночника они относятся. Разложите их по порядку расположения в позвоночнике.

2. Рассмотрите внешнее строение шейного позвонка, найдите его основные части. Зарисуйте позвонок в тетради, подпишите его части.

3. Сравните внешнее строение позвонков каждого отдела, обращая внимание на их размеры.

В целом масса и размеры позвонков увеличиваются по направлению от верхних к нижним: это необходимо, чтобы компенсировать возрастающую нагрузку, которую несут нижние позвонки.

Помимо утолщения позвонков, необходимую степень прочности и упругости позвоночнику обеспечивают несколько его изгибов, лежащих в сагиттальной плоскости.

Шейный позвонок отличается от других тем, что имеет отверстия в поперечных отростках. Позвоночное отверстие, образованное дугой шейного позвонка, большое, почти треугольной формы. Тело шейного позвонка (за исключением I шейного позвонка, который тела не имеет) сравнительно небольшое, овальной формы и вытянуто в поперечном направлении.

У I шейного позвонка, или атланта, тело отсутствует; его латеральные массы соединены двумя дугами — передней и задней. Верхняя и нижняя плоскости латеральных масс имеют суставные поверхности (верхнюю и нижнюю) , посредством которых I шейный позвонок соединяется соответственно с черепом и II шейным позвонком.

Грудной позвонок отличается большим, по сравнению с шейными, телом и почти круглым позвоночным отверстием. Грудные позвонки имеют на своем поперечном отростке реберную ямку, служащую для соединения с бугорком ребра. На боковых поверхностях тела грудного позвонка есть также верхняя и нижняя реберные ямки, в которые входит головка ребра.

Поясничные позвонки отличаются строго горизонтально направленными остистыми отростками с небольшими промежутками между ними, а также очень массивным телом бобовидной формы. По сравнению с позвонками шейного и грудного отделов поясничный позвонок имеет относительно небольшое позвоночное отверстие овальной формы.

Крестцовые позвонки существуют раздельно до возраста 18—25 лет, после чего они срастаются друг с другом, образуя единую кость — крестец. Крестец имеет форму треугольника, обращенного вершиной вниз; в нем выделяют основание, вершину и латеральные части, а также переднюю тазовую и заднюю поверхности. Внутри крестца проходит крестцовый канал. Основанием крестец сочленяется с V поясничным позвонком, а вершиной — с копчиком.

Копчик состоит из 3—5 недоразвитых позвонков, имеющих (за исключением I) форму овальных костных тел, окончательно окостеневающих в сравнительно позднем возрасте. Тело I копчикового позвонка имеет направленные в стороны выросты, которые являются рудиментами поперечных отростков; вверху у этого позвонка расположены видоизмененные верхние суставные отростки — копчиковые рога, которые соединяются с крестцовыми рогами. По происхождению копчик является рудиментом хвостового скелета.

4. Сделайте вывод, можно ли по форме и размерам позвонка определить, в каком отделе он находится.

По форме и размерам позвонка можно без труда определить, в каком отделе он находится. Чем меньше размер позвонка, тем выше он находится.