Текст книги "Биология. Человек. 8 класс"

Клеточное строение организма

Внешне люди сильно отличаются друг от друга. Большие и маленькие, высокие и низкие, светлокожие и темнокожие… Присмотритесь к себе и своим друзьям и вы убедитесь, что каждый человек индивидуален. И все же в главном мы похожи: наши тела построены и функционируют по общим законам.

Наше тело, как и тело всех многоклеточных организмов, состоит из клеток. Клеток в организме человека многие миллиарды – это его главный структурный и функциональный элемент.

Кости, мышцы, кожа – все они построены из клеток. Клетки активно реагируют на раздражение, участвуют в обмене веществ, растут, размножаются, обладают способностью к регенерации и передаче наследственной информации.

Клетки нашего организма очень разнообразны. Они могут быть плоскими, круглыми, веретенообразными, иметь отростки. Форма зависит от положения клеток в организме и выполняемых функций. Размеры клеток тоже различны: от нескольких микрометров (малый лейкоцит) до 200 микрометров (яйцеклетка). При этом, несмотря на такое многообразие, большинство клеток имеют единый план строения: состоят из ядра и цитоплазмы, которые снаружи покрыты клеточной мембраной (оболочкой).

Ядро есть в каждой клетке, кроме эритроцитов. Оно несет наследственную информацию и регулирует образование белков. Наследственная информация обо всех признаках организма хранится в молекулах дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК).

ДНК является основным компонентом хромосом. У человека в каждой неполовой (соматической) клетке их 46, а в половой клетке 23 хромосомы. Хромосомы хорошо видны только в период деления клетки. При делении клетки наследственная информация в равных количествах передается дочерним клеткам.

Снаружи ядро окружает ядерная оболочка, а внутри него находится одно или несколько ядрышек, в которых образуются рибосомы — органоиды, обеспечивающие сборку белков клетки.

Ядро погружено в цитоплазму, состоящую из гиалоплазмы (от греч. «гиалинос» – прозрачный) и находящихся в ней органоидов и включений. Гиалоплазма образует внутреннюю среду клетки, она объединяет все части клетки между собой, обеспечивает их взаимодействие.

Органоиды клетки – это постоянные клеточные структуры, выполняющие определенные функции. Познакомимся с некоторыми из них.

Эндоплазматическая сеть напоминает сложный лабиринт, образованный множеством мельчайших канальцев, пузырьков, мешочков (цистерн). В некоторых участках на ее мембранах расположены рибосомы, такую сеть называют гранулярной (зернистой). Эндоплазматическая сеть участвует в транспорте веществ в клетке. В гранулярной эндоплазматической сети образуются белки, а в гладкой (без рибосом) – животный крахмал (гликоген) и жиры.

Комплекс Гольджи представляет собой систему плоских мешочков (цистерн) и многочисленных пузырьков. Он принимает участие в накоплении и транспортировке веществ, которые образовались в других органоидах. Здесь также синтезируются сложные углеводы.

Митохондрии — органоиды, основной функцией которых является окисление органических соединений, сопровождающееся высвобождением энергии. Эта энергия идет на синтез молекул аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ), которая служит как бы универсальным клеточным аккумулятором. Энергию, заключенную в АТФ, клетки затем используют на различные процессы своей жизнедеятельности: выработку тепла, передачу нервных импульсов, мышечные сокращения и многое другое.

Лизосомы, небольшие шарообразные структуры, содержат вещества, которые разрушают ненужные, утратившие свое значение или поврежденные части клетки, а также участвуют во внутриклеточном пищеварении.

Снаружи клетка покрыта тонкой (около 0,002 мкм) клеточной мембраной, которая отграничивает содержимое клетки от окружающей среды. Основная функция мембраны – защитная, но она воспринимает также и воздействия внешней для клетки среды. Мембрана не сплошная, она полупроницаема, через нее свободно проходят некоторые вещества, т. е. она выполняет и транспортную функцию. Через мембрану осуществляется и связь с соседними клетками.

Вы видите, что функции органоидов сложны и многообразны. Они играют для клетки ту же роль, что и органы для целостного организма.

Продолжительность жизни клеток нашего организма различна. Так, некоторые клетки кожи живут 7 дней, эритроциты – до 4 месяцев, а вот костные клетки – от 10 до 30 лет.

Митохондрия

Проверьте свои знания

1. Назовите основные органоиды клетки. Какова их роль?

2. Какой формы бывают клетки? От чего это зависит?

3. Какую роль играют в клетке молекулы ДНК?

4. Сколько хромосом в половых и в соматических клетках человека?

5. Каковы функции ядра?

6. Расскажите о строении и роли эндоплазматической сети.

7. Какие функции выполняет комплекс Гольджи?

8. Почему митохондрии называют «аккумулятором» клетки?

9. Какие органоиды принимают участие в разрушении и растворении частей клетки, утративших свое значение?

10. Выполните задания № 18,19 на с. 17 (Рабочая тетрадь).

11. Выберите правильный ответ. Тест 1 на с. 15, вариант 1 (Тестовые задания).

Подумайте

Почему клетку считают структурным и функциональным элементом тела?

Лабораторные и практические работы

Выполните работу «Строение клетки» (Рабочая тетрадь).

Работа с компьютером

Обратитесь к диску. Изучите материал урока и выполните предложенные задания.

Интернет-ссылка.

1. http://biology.asvu.ru/list.php?c=stroenkletki (Строение клетки)

2. http://www.ebio.ru/kle01.html (Клеточная теория)

Клетка – структурная и функциональная единица тела человека, органоиды – постоянные клеточные структуры, выполняющие определенные функции.

Ткани и органы

В многоклеточном организме группы клеток приспособлены к выполнению определенных функций. Такие группы клеток, имеющих одинаковое строение, и их межклеточное вещество, выполняющие одинаковые функции, образуют ткани.

Межклеточное вещество заполняет промежутки между клетками. Оно представляет собой продукт жизнедеятельности клеток.

У человека, как и у животных, выделяют четыре типа тканей: эпителиальные, соединительные, мышечные и нервную.

ЭПИТЕЛИАЛЬНЫЕ ТКАНИ. Эпителиальные ткани образуют поверхностные слои кожи, слизистые оболочки внутренних органов (пищеварительного тракта, дыхательных и мочевыводящих путей), образуют многочисленные железы, выстилают изнутри сосуды.

Эпителий кожи, роговицы глаз защищает от неблагоприятных внешних воздействий, а эпителий желудка, кишечника предохраняет их стенки от действия пищеварительных соков. Через кишечный эпителий питательные вещества всасываются в кровь, а в легких через клетки эпителия осуществляется газообмен.

Железистые эпителиальные клетки выделяют различные вещества (секреты). Железистый эпителий образует железы. Различают железы внешней и внутренней секреции. У первых секрет выделяется через специальные протоки на поверхность тела или в полость тела (таковы, например, потовые, слюнные, молочные железы). Железы внутренней секреции не имеют протоков, и их секрет (гормон) выделяется непосредственно в кровь.

Несмотря на многообразие функций, эпителиальные ткани имеют ряд характерных особенностей. Их клетки плотно прилегают друг к другу, располагаясь в один или несколько рядов, межклеточное вещество развито слабо. Клетки эпителиальных тканей при повреждении быстро замещаются новыми.

Эпидермис

СОЕДИНИТЕЛЬНЫЕ ТКАНИ. В организме человека различают несколько видов соединительной ткани, на первый взгляд очень разных: хрящевая, костная, жировая, кровь. Их строение и функции различны, но все они имеют хорошо развитое межклеточное вещество. Межклеточное вещество в зависимости от выполняемой тканью функции может быть различным. Так, у крови оно жидкое, у костей – твердое, у хрящей – упругое, эластичное.

Соединительные ткани выполняют различные функции. Волокнистая соединительная ткань заполняет промежутки между органами, окружает сосуды, нервы, мышечные пучки, образует внутренние слои кожи – дерму и жировую клетчатку. Опорную, механическую функцию выполняют костная и хрящевая ткани. Кровь выполняет питательную, транспортную и защитную функции.

МЫШЕЧНЫЕ ТКАНИ. Это группа тканей, которые имеют различное строение и происхождение, но объединены общим признаком – способностью сокращаться, изменять свою длину, укорачиваться.

Гладкая мышечная ткань находится в стенках внутренних органов, кровеносных и лимфатических сосудов, протоков желез. Ее образуют небольшие по размерам (до 100–120 мкм) веретенообразные одноядерные мышечные клетки. Сокращение гладких мышц происходит автоматически, т. е. помимо нашей воли. Гладкие мышцы могут находиться в сокращенном состоянии в течение длительного времени.

Поперечно-полосатая мышечная ткань образует скелетные мышцы, прикрепленные к костям скелета. Важным ее свойством является способность сокращаться, подчиняясь сознательному усилию человека. Основным элементом ткани является мышечное многоядерное волокно; оно имеет значительную длину – от 1 до 45 мм, а в некоторых мышцах даже до 12 см. Свое название ткань получила потому, что под микроскопом видна поперечная исчерченность ее волокон. Отличаются поперечно-полосатые волокна от гладкомышечных клеток не только строением, но и тем, что могут значительно быстрее сокращаться и расслабляться.

Скелетная мышечная ткань

Сердечная мышечная ткань

Гладкая мышечная ткань

Сердечная мышечная ткань образована прилегающими друг к другу клетками с поперечно-полосатой исчерченностью. Это удлиненные, до 150 мкм, клетки, имеющие одно, реже два ядра. Благодаря сложным переплетениям, которые образуют эти клетки, у сердца сокращаются не отдельные пучки, а сразу вся сердечная мышца: сначала у предсердий, потом у желудочков.

НЕРВНАЯ ТКАНЬ. Образует органы нервной системы. В ней различают основные нервные клетки – нейроны и вспомогательные – клетки нейроглии.

Нейроны

Нейроны способны воспринимать раздражения, приходить в состояние возбуждения, вырабатывать и передавать нервные импульсы. Участвуют они также в переработке, хранении и извлечении из памяти информации. Каждая клетка имеет тело, отростки и нервные окончания. Отростки различаются по строению, форме и функциям.

Короткие разветвленные отростки (дендриты) воспринимают и передают возбуждение к телу нейрона, а по единственному длинному отростку (аксону) возбуждение передается к другому нейрону или к рабочему органу. Длина некоторых нервных волокон (отростков) может достигать 1 м и более.

Нейроглия выполняет опорную, защитную и питательную функции.

В нервной ткани нейроны, контактируя друг с другом, образуют цепочки. Места контактов отростков нейронов друг с другом называются синапсами. Возбуждение по нейронам передается в виде нервного импульса.

ОРГАНЫ. Ткани образуют органы. Орган — это часть тела, имеющая определенную форму и строение, занимающая в организме определенное место и выполняющая определенную функцию. Обычно в образовании органа принимают участие все виды тканей, но одна из них всегда является главной, «рабочей». Например, для головного мозга главной является нервная ткань, для кожи – эпителиальная, для мышц – мышечная. Все остальные ткани выполняют вспомогательные функции.

Сердце, почки, желудок, глаза, легкие – все это органы нашего тела.

Жизнедеятельность организма обеспечивается работой и взаимодействием различных органов, которые составляют системы органов.

Скелетная система

Проверьте свои знания

1. Что такое ткань?

2. Какие выделяют типы тканей?

3. Чем образована эпителиальная ткань?

4. Какие особенности характерны для эпителиальной ткани?

5. Назовите виды соединительной ткани.

6. Что такое межклеточное вещество?

7. Какие особенности характерны для гладкой мышечной ткани?

8. Какие особенности строения отличают поперечно-полосатую мышечную ткань от сердечной?

9. Что такое нейрон?

10. Выполните задания № 22, 23 на с. 19 (Рабочая тетрадь).

11. Выполните задание № 25 на с. 20 (Рабочая тетрадь).

12. Выберите правильный ответ. Тест 2 на с. 15–16, вариант 1 (Тестовые задания).

Подумайте

Почему жидкую кровь относят к тканям?

Лабораторные и практические работы

Выполните работу «Микроскопическое строение тканей» (Рабочая тетрадь).

Работа с компьютером

Обратитесь к диску. Изучите материал урока и выполните предложенные задания.

Интернет-ссылка.

http://school-collection.edu.ru/catalog (Анатомо-физиологический атлас человека. Типы тканей)

Ткань – это группа клеток, сходных по строению и происхождению, выполняющих определенную функцию и соединенных между собой межклеточным веществом. Ткани образуют органы. Орган – это часть тела, занимающая определенное место в организме, имеющая определенную форму и строение и выполняющая определенную функцию.

Системы органов

Нормальную жизнедеятельность нашего организма обеспечивает множество органов. Существуют и функционируют они совместно, а не по отдельности, т. е. все органы объединены в системы органов.

Системой органов называют группу анатомически связанных между собой органов, имеющих общее происхождение и единый план строения и выполняющих общую функцию.

В организме выделяют несколько систем органов.

Скелетная система состоит из костей, которые поддерживают тело, служат местом крепления мышц, выполняют защитную функцию.

Мышечная система образована скелетными мышцами, которые, сокращаясь, приводят в движение кости скелета, благодаря чему мы можем перемещаться в пространстве.

Через мочевыделительную систему происходит выделение из организма жидких продуктов обмена. К ней относятся почки, мочеточники, мочевой пузырь, мочеиспускательный канал.

Кровеносная система состоит из сердца и сосудов, по которым течет кровь, доставляющая питательные вещества всем органам нашего тела и удаляющая из них продукты обмена веществ.

Дыхательная система обеспечивает поступление в организм кислорода и выделение углекислого газа, паров воды. К ней относятся носовая полость, глотка, гортань, трахея, бронхи, легкие.

В пищеварительной системе пища превращается в доступные для усвоения организмом питательные вещества. Эта система состоит из ротовой полости с ее органами, глотки, пищевода, желудка, кишечника, печени, поджелудочной железы.

Половая система обеспечивает продолжение рода. Основными половыми органами мужчины являются семенники, женщины – яичники.

Нервная система координирует работу всех органов нашего тела. Она состоит из головного и спинного мозга и нервов.

В теле человека выделяют также и аппараты органов, разных по происхождению и строению, но объединенных общей функцией. Например, к опорно-двигательному аппарату относят костную и мышечную системы. Эндокринный аппарат объединяет различные железы внутренней секреции, вырабатывающие активные соединения, влияющие на обмен веществ в организме.

Живой организм, состоящий из множества органов, объединенных в системы и аппараты, существует и функционирует как единое целое.

Проверьте свои знания

1. Что такое орган?

2. Что называется системой органов?

3. Какую функцию выполняют костная и мышечная системы?

4. Какие органы составляют мочевыделительную систему?

5. Какую роль играет в организме эндокринный аппарат?

6. Назовите органы дыхательной системы.

7. Какова роль пищеварительной системы в организме?

8. Верно ли утверждение, что нервная система координирует работу всех органов?

9. Почему организм функционирует как единое целое?

10. Выполните задание № 31 на с. 22 (Рабочая тетрадь).

11. Выберите правильный ответ. Тесты на с. 15–17, вариант 1 (Тестовые задания).

Подумайте

По какому принципу органы объединяют в системы?

Лабораторные и практические работы

Выполните практическую работу «Распознавание органов и систем органов человека» (Рабочая тетрадь).

Работа с компьютером

Обратитесь к диску. Изучите материал урока и выполните предложенные задания.

Интернет-ссылка.

http://school-collection.edu.ru/catalog (Анатомо-физиологический атлас человека. Строение организма)

Системой органов называют группу анатомически связанных между собой органов, имеющих общее происхождение и единый план строения и выполняющих общую функцию. Аппарат органов – это группа органов, разных по происхождению и строению, но выполняющих общую функцию.

Костно-мышечная система

Внутренние органы человека

Координация и регуляция

Гуморальная регуляция

В организме человека постоянно происходят разнообразные процессы жизнеобеспечения. Так, в период бодрствования одновременно функционируют все системы органов: человек двигается, дышит, по его сосудам течет кровь, в желудке и кишечнике идут процессы пищеварения, осуществляется терморегуляция и др. Человек воспринимает все изменения, происходящие в окружающей среде, реагирует на них. Все эти процессы регулируются и контролируются нервной системой и железами эндокринного аппарата.

Гуморальная регуляция (от лат. «гумор» – жидкость) – форма регуляции деятельности организма, присущая всему живому, осуществляется с помощью биологически активных веществ – гормонов (от греч. «гормао» – возбуждаю), которые вырабатываются специальными железами. Их называют железами внутренней секреции или эндокринными (от греч. «эндон» – внутри, «кринео» – выделять). Выделяемые ими гормоны поступают непосредственно в тканевую жидкость и в кровь. Кровь разносит эти вещества по организму. Попав в органы и ткани, гормоны оказывают на них определенное воздействие, например влияют на рост тканей, ритм сокращения сердечной мышцы, вызывают сужение просвета сосудов и т. д.

Гормоны влияют на строго определенные клетки, ткани или органы. Они очень активны, действуют даже в ничтожно малых количествах. Однако гормоны быстро разрушаются, поэтому они должны по мере надобности поступать в кровь или тканевую жидкость по мере надобности.

Действие гормонов гипофиза на организм

Обычно железы внутренней секреции невелики: от долей грамма до нескольких граммов.

Важнейшей железой внутренней секреции является гипофиз, расположенный под основанием мозга в особой выемке черепа – турецком седле и связанный с мозгом тонкой ножкой. Гипофиз подразделяют на три доли: переднюю, среднюю и заднюю. В передней и средней долях вырабатываются гормоны, которые, попадая в кровь, достигают других желез внутренней секреции и управляют их работой. В заднюю долю гипофиза поступают по ножке два гормона, вырабатываемых в нейронах промежуточного мозга. Один из этих гормонов регулирует объем образующейся мочи, а второй усиливает сокращение гладких мышц и играет очень важную роль в процессе родов.

Гипофиз

Схема работы желез

На шее впереди гортани расположена щитовидная железа. Она вырабатывает ряд гормонов, которые участвуют в регуляции процессов роста, развития тканей. Они повышают интенсивность обмена веществ, уровень потребления кислорода органами и тканями.

Околощитовидные железы расположены на задней поверхности щитовидной железы. Этих желез четыре, они очень маленькие, общая масса их составляет всего 0,1–0,13 г. Гормон этих желез регулирует содержание солей кальция и фосфора в крови, при недостатке этого гормона нарушается рост костей, зубов, повышается возбудимость нервной системы.

Парные надпочечники расположены, как видно из их названия, над почками. Они выделяют несколько гормонов, которые регулируют обмен углеводов, жиров, влияют на содержание в организме натрия, калия, регулируют деятельность сердечно-сосудистой системы.

Особенно важен выброс гормонов надпочечников в тех случаях, когда организм вынужден работать в условиях умственного и физического напряжения, т. е. в условиях стресса: эти гормоны усиливают работу мышц, повышают содержание глюкозы в крови (для обеспечения возросших энергетических затрат мозга), усиливают кровоток в мозге и других жизненно важных органах, повышают уровень системного кровяного давления, усиливают сердечную деятельность.

Некоторые железы нашего организма выполняют двойную функцию, т. е. действуют одновременно как железы внутренней и внешней – смешанной – секреции. Это, например, половые железы и поджелудочная железа. Поджелудочная железа выделяет пищеварительный сок, поступающий в двенадцатиперстную кишку; одновременно отдельные ее клетки функционируют как железы внутренней секреции, вырабатывая гормон инсулин, регулирующий обмен углеводов в организме. В процессе пищеварения углеводы расщепляются до глюкозы, которая всасывается из кишечника в кровеносные сосуды. Снижение выработки инсулина приводит к тому, что большая часть глюкозы не может проникнуть из кровеносных сосудов дальше в ткани органов. В результате клетки различных тканей остаются без важнейшего источника энергии – глюкозы, которая в итоге выводится из организма с мочой. Это заболевание называется диабет. Что же происходит, когда поджелудочная железа вырабатывает слишком много инсулина? Глюкоза очень быстро расходуется различными тканями, прежде всего мышцами, и содержание сахара в крови падает до опасно низкого уровня. В результате мозгу не хватает «горючего», человек впадает в так называемый инсулиновый шок и теряет сознание. В этом случае надо быстро вводить в кровь глюкозу.

Поджелудочная железа

Половые железы образуют половые клетки и вырабатывают гормоны, регулирующие рост и созревание организма, формирование вторичных половых признаков. У мужчин это рост усов и бороды, огрубление голоса, изменение телосложения, у женщин – высокий голос, округлость форм тела. Половые гормоны обусловливают развитие половых органов, созревание половых клеток, у женщин управляют фазами полового цикла, течением беременности.