Budowa i funkcje szkieletu
Szkielet tworzy konstrukcję, od której zależy kształt i wielkość organizmu. Szybki wzrost ciała w okresie dojrzewania jest związany przede wszystkim z wydłużaniem się kości. Szkielet dorosłego człowieka składa się z ok. 206 kości, ich połączeń oraz więzadeł. Szkielet tworzący wewnętrzne rusztowanie organizmu dźwiga nie tylko jego tkanki, ale także ciężary przenoszone przez człowieka. Nasza nietypowa dla ssaków (będących w większości czworonogami) dwunożna postawa charakteryzuje się stosunkowo małą stabilnością. Jakie cechy szkieletu człowieka pozwalają bezpiecznie przemieszczać się na 2 nogach?
budowa chemiczna i fizyczna kości decyduje o ich właściwościach;
kształt kości zależy od pełnionych przez nią funkcji;
kości łączą się ze sobą ruchomo lub nieruchomo.
wykazywać związek budowy elementów szkieletu z pełnioną funkcją;
rozpoznawać na schemacie elementy szkieletu człowieka;
opisywać położenie wybranych kości w swoim organizmie;
opisywać funkcje szkieletu człowieka.
1. Szkielet osiowy
W szkielecieszkielecie wyróżniamy szkielet osiowy i szkielet kończyn. Do szkieletu osiowegoszkieletu osiowego zaliczamy czaszkę, kręgosłup i klatkę piersiową.
Kości czaszki z wyjątkiem żuchwy są połączone ze sobą nieruchomo szwami o różnym kształcie linii łączącej. Na szkielet czaszki składają się:
kości płaskie połączone szwami, tworzące puszkę, w której zamknięty jest mózg (mózgoczaszka);
kości różnokształtne – rusztowanie twarzy (trzewioczaszka), które stanowią oparcie dla zębów i umozliwiają żucie pokarmu.
RA9tUIV87ourU1 
Źródło: LadyofHats (http://commons.wikimedia.org), Krzysztof Jaworski, Dariusz Adryan, licencja: CC BY 3.0.
KręgosłupKręgosłup stanowi rusztowanie tułowia, podpiera czaszkę oraz daje oparcie kościom kończyn. Znajduje się po grzbietowej stronie ciała. Składa się z 33‑34 kręgów i dzieli na odcinki: szyjny (7 kręgów), piersiowy (12), lędźwiowy (5), krzyżowy (5), ogonowy (3‑4). Najbardziej masywne kręgi występują w odcinku lędźwiowym, który może utrzymać naprawdę duże obciążenie. Każdy kręg zbudowany jest z trzonu, łuków kręgowych i wyrostków. Kręgi ułożone są jeden na drugim wzdłuż pionowej osi ciała.
Film dostępny na portalu epodreczniki.pl
Na tle ciała człowieka widoczny kręgosłup. Wymieniane odcinki po kolei są podświetlane i pojawiają się ich nazwy. Z lewej strony widoczny cały kręgosłup. Odcinek, który jest omawiany jest na nim podświetlony, z prawej strony pojawia się powiększenie tylko omawianego odcinka. Odcinek szyjny. Kręgi, dźwigacz i obrotnik najpierw osobno, potem składają się, nad nimi pojawia się czaszka oparta na 1. kręgu. Czaszka zacieniona. 1. kręg wraz z czaszką obracają się wokół zęba obrotnika w prawo-lewo. Odcinek piersiowy, widok z boku. Odcinek piersiowy, widok z tyłu. Pojawiają się żebra (zacienione), dołączają do kręgosłupa. Klatka piersiowa, obraca się w przestrzeni. Widać chrzęstne połączenie żeber z mostkiem. Kręgosłup lędźwiowy z boku. Odcinek krzyżowy z boku i z tyłu. Dołączają do niego kości miedniczne, zacienione. Odcinek guziczny. Kręg lędźwiowy obrót w przestrzeni. Pojawia się drugi kręg, zestawiają się ze sobą. Zbliżenie na wolną przestrzeń między nimi. W niej pojawia się krążek międzykręgowy. Kręgi poruszają się w przód i w tył, krążek ulega ściskaniu i rozciąganiu. Widok obu kręgów z góry. Widać trzony kręgów i kanał kręgowy. Fragment „wraca” do kręgosłupa widzianego z boku, w kanale kręgowym pojawia się rdzeń kręgowy, z którego wychodzą nerwy.
Trzony kręgówkręgów łączą się ze sobą za pomocą chrzęstnych krążków – dysków międzykręgowych. Dyski amortyzują wstrząsy, które mogłyby być przenoszone na czaszkę na przykład podczas skakania. Kręgosłup oglądany z boku jest charakterystycznie wygięty w kształcie podwójnej litery S, co ułatwia utrzymanie pionowej postawy ciała. Krzywizny kręgosłupa kształtują się w pierwszym roku życia.
Łuki kręgów łączą się ze sobą za trzonami i tworzą kanał kręgowykanał kręgowy, który chroni znajdujący się wewnątrz rdzeń kręgowy.
Na klatkę piersiową składają się kręgi piersiowe, odchodzące od nich żebra oraz mostek. Żebra łączą się z mostkiem za pośrednictwem chrząstek, co pozwala na zmiany objętości klatki piersiowej podczas wdechu i wydechu. Klatka piersiowa chroni położone w jej wnętrzu płuca i serce.
Przez miesiąc rano i wieczorem mierzono wzrost 20 kobiet w wieku 35 lat. Z przeprowadzonych pomiarów wynikało, że wieczorem badane osoby były niższe średnio o ok. 2 cm. Podaj przyczynę zaobserwowanych zmian.
Jakiego rodzaju szkielet osiowy będzie najlepiej pełnił swoją funkcję u dużego kręgowca?
Szkielet osiowy powinien mieć postać sztywnego pręta.
długa, gruba słomka do napojów,
nożyczki,
wycior (drucik kreatywny).
Przeciągnij wycior przez słomkę.
Spróbuj delikatnie wygiąć słomkę z wyciorem i obserwuj, czy słomka się zgina.
Wyjmij wycior ze słomki.
Słomkę potnij na równe kawałki o długości 2 cm, nawlecz kawałki słomki na wycior.
Spróbuj delikatnie wygiąć słomki z wyciorem. Obserwuj, czy taka konstrukcja łatwo się zgina.
Oceń, jaki byłby wpływ sztywnego kręgosłupa na aktywność życiową organizmu.
Porównanie modelu szkieletu osiowego złożonego z jednej długiej kości (całej słomki) z modelem zbudowanym z wielu krótkich kości (fragmentów słomki) nie potwierdza postawionej hipotezy.
Szkielet zbudowany z jednej kości usztywniłby organizm i zapewnił stabilność, ale uniemożliwiłby mu zginanie. Szkielet zbudowany z ruchomo połączonych kości także zapewnia oparcie ciału i równocześnie gwarantuje mu elastyczność.
2. Budowa szkieletu kończyn i ich obręczy
Kości kończyn łączą się z kręgosłupem za pomocą grup kości układających się w poprzeczne pasy zwane też obręczami. Obręcz barkowaObręcz barkowa jest złożona z łopatek i obojczyków – mocuje szkielet kończyny górnej. Miejscem połączenia jest staw barkowy. Ma on płytką panewkę, dlatego zapewnia dużą ruchomość ramienia. Kości kończyny górnej wolnej to kość ramienna, 2 kości przedramienia – łokciowa i promieniowa – oraz kości ręki – nadgarstka, śródręcza i palców (paliczki).
Kończyny dolne łączą się z osią ciała za pośrednictwem obręczy miednicowejobręczy miednicowej złożonej z 2 kości miednicznych, które wraz z kością krzyżową tworzą miednicę kostną – stabilny i masywny pas miednicowy dający oparcie dla tułowia. Kończyny są zespolone z miednicą po jej zewnętrznych stronach, tworząc tym samym 2 masywne słupy podporowe. Szerokie i długie stopy oparte na ziemi dają solidną podstawę dla pionowo ustawionego ciała.
Staw biodrowy stanowi połączenie pomiędzy kością miedniczną a kończyną dolną. Szkielet kończyny dolnej składa się z kości udowej, 2 kości podudzia – piszczelowej i strzałkowej – oraz kości stopy – stępu, śródstopia i palców (paliczków). Kości stopy są tak ustawione, że po jej wewnętrznej części tworzy sie charakterystyczne wysklepienie. Zapewnia ono elastyczny chód i amortyzuje wstrząsy.
Obojczyki są to kości wchodzące w skład szkieletu człowieka i tych zwierząt, które podobnie jak ludzie mogą odwodzić (rozchylać na boki) kończyny. Zatem na przykład pies i koń, w przeciwieństwie do kreta, nie posiadają obojczyków.
Na podstawie kształtu miednicy można rozpoznać płeć. Zastanów się, kto ma szerszą miednicę: kobieta czy mężczyzna? Dlaczego ich miednice się różnią?
Badanie wzajemnego położenia kości przedramienia.
odsłonięta kończyna górna.
Wyciągnij prawą rękę przed siebie dłonią do dołu.
Połóż lewą rękę na przedramieniu w połowie jego długości.
Określ na podstawie dotyku, jak ułożone są kości przedramienia.
Ustaw prawą rekę dłonią do góry. Sprawdź dotykiem, czy kości przedramienia zmieniły położenie.
Czynność powtórz.
Narysuj schemat ręki z obiema kośćmi przedramienia i dłonią w obu badanych pozycjach.
Sprawdź inne ruchy, które wykonuje przedramię w stosunku do ramienia.
Jeśli podczas obracania ręki kości przedramienia krzyżują się, oznacza to, że staw łokciowy jest stawem obrotowym. Jeśli kończynę można zginać w stawie łokciowym, to znaczy, że mamy do czynienia ze stawem zawiasowym. W stawie łokciowym łaczą się 3 kości objęte jedną torebką stawową.
Podsumowanie
Szkielet stanowi rusztowanie organizmu i nadaje mu kształt.
Szkielet osiowy tworzą czaszka oraz kręgosłup z klatką piersiową.
Przebiegający wzdłuż tułowia kręgosłup jest dla niego podporą, umożliwia wyginanie ciała, amortyzuje wstrząsy docierające do czaszki, chroni położony w kanale kręgowym rdzeń kręgowy.
Czaszka tworzy osłonę dla mózgu i chroni narządy zmysłów.
Klatka piersiowa jest złożona z wielu kości połączonych głównie ruchomo; wraz z mięśniami odpowiada za ruchy oddechowe.
Kończyny łączą się ze szkieletem osiowym poprzez obręcze.
Wyjaśnij, posługując się przykładem wybranej kości, że jej budowa zależy od funkcji, jaką ta kość pełni w szkielecie.
Wskaż na swoim ciele położenie mostka, żuchwy, oczodołu, kości piszczelowej, kości stępu, dźwigacza i obrotnika, kości krzyżowej.
Słowniczek
kanał utworzony przez łączące się za trzonem kręgu łuki kręgosłupa; przebiega w nim element układu nerwowego – rdzeń kręgowy
kość różnokształtna stanowiąca jednostkę budulcową kręgosłupa; składa się z trzonu, łuków kręgowych i wyrostków
część szkieletu osiowego zbudowana z kręgów ułożonych jeden nad drugim; u człowieka wyznacza pionową oś ciała
obręcz kończyny górnej; kostny element szkieletu łączący kończynę górną wolną ze szkieletem osiowym; składa się z obojczyka i łopatki
obręcz kończyny dolnej; kostny element szkieletu łączący kończynę dolną wolną (nogę) ze szkieletem osiowym; składa się z 2 kości miednicznych
część centralnego układu nerwowego położona w kanale kręgowym; odpowiada za przekazywanie informacji do mózgu i z mózgu oraz kontrolę czynności wykonywanych odruchowo
twarda struktura zbudowana z substancji organicznych i nieorganicznych, stanowiąca rusztowanie ciała i podporę dla mięśni
część szkieletu tworząca oś ciała, zbudowana z czaszki, kręgosłupa, żeber i mostka
Zadania
Uzupełnij luki w tekście, wpisując brakujące wyrazy.
Najbardziej masywnym elementem kręgu jest ............. Kanał kręgosłupa tworzą ............ kręgów. W jego wnętrzu biegnie ............ kręgowy.
Zasób interaktywny dostępny pod adresem https://zpe.gov.pl/a/D1Dw5T4dO