Транспортировка веществ и координация функций - ОРГАНИЗМЕННЫЕ РЕГУЛЯЦИИ

Постановка проблемы урока

Кровеносная система - это не только “система дорог” организма, но и “почтовая связь” между клетками с помощью сигнальных веществ. А вот роль быстрого координатора функций, мгновенно реагирующего на все изменения в организме, выполняет нервная система.

• Какая система органов не названа в тексте, но подразумевается? Что нам предстоит узнать, чтобы объяснить роль каждой из систем? (Сравните с авторским вариантом на с. 349.)

Необходимые базовые знания

• Почему кровеносная система человека включает два круга кровообращения? Каковы их функции? (8 класс)

• Какие сосуды называют артериями, а какие - венами? (8 класс)

• Каково назначение лимфатической системы? (8 класс)

• Что такое иммунитет? (8 класс)

• Какие отделы нервной системы вы знаете? (8 класс)

• Что такое эндокринная система? (8 класс)

Решение проблемы

14.1. Системы кровообращения беспозвоночных и позвоночных.

• Чем отличаются системы кровообращения этих животных?

Кровеносная система

Кровеносная система у разных животных устроена по-разному. Но так как у всех она играет роль транспортной системы в организме, то всегда содержит некоторые обязательные элементы. Вот главные из них.

1. Для движения крови по организму необходим насос, сократительный орган. У большинства животных это сердце.

2. Система сосудов, которая несёт кровь от сердца к органам, обеспечивает её движение и распределение. Это артериальная система.

3. Капилляры, в которых происходит перенос веществ между кровью и тканями. (У животных с открытой кровеносной системой кровь изливается в лакуны — полости, где она вступает в непосредственный контакт с клетками тканей.)

4. Венозная система, возвращающая кровь к сердцу.

14.2. Изменения, происходящие при движении крови по большому кругу.

Контроль над ситуацией

В организме всё тонко сбалансировано для достижения постоянства внутренней среды. Однако, чтобы сделать определённую работу, мы должны заставить одни органы трудиться активнее других. Как не допустить при этом опасных отклонений в составе внутренней среды? Попытаемся разобраться на примере увеличенной мышечной нагрузки во время спортивного соревнования (рис. 14.3).

14.3. Упрощённая схема контроля организма при физической нагрузке.

• Поясните графики, показанные на рисунке. Почему площадь просвета капилляров во много раз больше площади просвета вен и артерий? Почему в капиллярной сети так падает давление крови?

• Найдите на схеме (рис. 14.3) основные факторы управления и регуляции мышечной активности. Как вы думаете, какая часть этой схемы действует при ходьбе на прогулке? Какое действие вызывают продукты распада в мышцах при разном уровне нагрузки? Почему при физической работе одновременно происходит сужение одних и расширение других сосудов?

На первый взгляд все эти приспособления к физической нагрузке должны изменять состояние организма. Однако в действительности они обеспечивают сохранение того же состава межклеточной жидкости, каким он был в покое. Это важно для всех клеток организма, в особенности для мозга. Если бы этих приспособлений не было, физическая нагрузка приводила бы к повышению температуры межклеточной жидкости, уменьшению содержания в ней кислорода, повышению кислотности. При крайне тяжёлой нагрузке так и происходит, и тогда наступают судороги. Но это — тоже регуляторный механизм: он пресекает дальнейшую активность и даёт организму возможность вернуться в нормальное состояние.

Единый фронт защиты

Организм обладает иммунитетом — способностью защитить себя от внешних вторжений.

14.4. Основные механизмы иммунных реакций.

• Рассмотрите механизмы иммунных реакций. Какие клетки в них участвуют? Где они производятся? Какие обратные связи приспосабливают иммунные реакции к борьбе с чужими, а не со своими клетками и белками?

Координаторы функций

Главная задача работы всех систем органов - поддержание гомеостаза. Всякое отклонение от заданного значения отслеживается многочисленными рецепторами и регулируется по принципу отрицательной обратной связи.

Симпатический и парасимпатический отделы вегетативной нервной системы — хранители постоянства внутренней среды организма, которое осуществляется благодаря изменению активности этих отделов.

Контроль за деятельностью вегетативной нервной системы возложен на гипоталамус, работа которого, в свою очередь, контролируется корой головного мозга. Гипоталамус контролирует также деятельность второй важнейшей системы, управляющей гомеостазом, — эндокринной. Рост, поддержание стационарного состояния, размножение происходят благодаря координации и контролю гормонов. У всех животных, как позвоночных, так и беспозвоночных, деятельность эндокринной и нервной систем тесно связаны. Об этом говорит существование нейроэндокринной системы, состоящей из нейронов, которые выделяют в кровь гормоны (рис. 14.5).

14.5. Влияние гипоталамуса и гипофиза на другие железы внутренней секреции.

• Объясните, почему схему гормональной системы управления организмом можно назвать “командно-административной”? Как нервная система контролирует её работу? Какая система управления и контроля обладает большей оперативностью?

Быстрая импульсная активность нервной системы и более медленная и длительная работа эндокринной системы дополняют друг друга в регуляции гомеостаза.

Обобщение новых знаний

Кровеносная, нервная и эндокринная системы объединяют все системы органов, ткани, клетки в единый организм.

Применение знаний

1. Как меняются скорость и давление крови в различных сосудах кровеносной системы?

2. Опишите изменения кровообращения, возникающие при физической нагрузке.

3. Какие виды иммунитета вы знаете?

4. Что такое гипоталамо-гипофизарная система?

5. Объясните, почему у наземных животных тесно взаимосвязаны внешнее дыхание, регуляция температуры тела и водный баланс. Приведите примеры.

6. Поработайте в паре и разберите схемы (рис. 14.6-14.8). Каким образом связаны системы регуляции дыхания, сердечного цикла и артериального давления?