Щомиті в нашому тілі відбуваються сотні чи навіть тисячі різноманітних процесів – перекачується кров, діляться клітини, перетравлюється їжа, знищуються віруси чи чужорідні бактерії тощо. Це відбувається без нашого втручання. Якщо казати сучасною мовою – в автоматичному режимі. Тому ми навіть не замислюємося, наскільки складним та унікальним є наш організм!
Пропонуємо добірку анімованих моделей, які відтворюють принцип життєво важливих процесів у тілі кожного з нас.
Кінезин – білок, що крокує
Кінезини – родина особливих білків, які рухаються, виконуючи транспортну функцію між клітинами. Навіщо вони потрібні?
Активний рух цих білків безпосередньо бере участь у діленні клітини. Він забезпечує мітоз (розподілення 2 ідентичних наборів хромосом між ядрами у процесі ділення клітини) та мейоз (половинчасте розподілення наборів хромосом між ядрами у процесі ділення клітини, завдяки чому відбувається спадкова мінливість організмів). А також саме завдяки руху кінезину відбувається взаємодія органел у клітині та транспортування гормонів. Уявіть, такий процес – це відбувається у кожній з наших клітин щомиті!
За рахунок чого білок може рухатись? Це відбувається завдяки хімічній реакції гідролізу АТФ, що дозволяє молекулі перетворити утворену енергію, утворену в результаті хімічної реакції речовини з водою, на механічну роботу.
Клітини – не просто бульбашки з рідиною, це справжні чудеса архітектури. Нитки цитоскелету в них виконують роль опорних рухомих конструкцій, а також транспортних рейок. Одна з таких конструкцій – мікротрубочка, зеленувата «дорога», а точніше, – труба, якою рухається кінезин. За собою він тягне мембранний пухирець, або везикулу, в яку можуть бути упаковані різні «вантажі», наприклад, хромосоми у процесі ділення клітини чи певний гормон, який клітина збирається виділити назовні.
Ось такий вигляд це має у трохи зменшеному масштабі:
Подібний за будовою білок міозин також може так крокувати, однак по іншому типу ниток, він відповідає за скорочення м'язів.
Внутрішньоутробний розвиток дитини
Запліднення – справжнє диво. Дитина молодшого шкільного віку, якщо батьки проводять елементарну просвітницьку діяльність на тему сексу, знає, що для того, щоб утворився зародок майбутньої дитини, потрібні 2 часточки – чоловіча (сперматозоїд) та жіноча (яйцеклітина). Але як відбувається запліднення після статевого акту?
Під час еякуляції у тіло жінки потрапляє близько 300-500 млн сперматозоїдів, однак далеко не всі з них зможуть досягти мети: більшість виллється назовні, значна частина загине в кислотному середовищі, інші мають пройти через отвір шийки матки (він відкривається лише під час овуляції). І ось, якщо попередні перепони успішно подолано, кульмінація: сперматозоїди, які подолали цей довгий шлях, зустрічаються з яйцеклітиною. Але і тут виникає перепона: щоб злитися з нею, необхідно подолати оболонку із захисних клітин променистого вінця навколо яйцеклітини.
Для цього сил одного сперматозоїда буде замало, потрібна атака 100-400 тис екземплярів одночасно. У результаті цього залишаються лише 1-3 переможці, вони утворюють з яйцеклітиною зиготу, яка починає ділитись, рухаючись маточною трубою до порожнини матки. Маленький зародок на стадії бластули прикріплюється до стінки матки, а навколо нього утворюється ангінопластичний міхур, заповнений рідиною. Переглянути цікаве відео на цю тему, можна в окремій статті.
Тут відображено послідовність розвитку плоду в череві матері з моменту ділення зиготи до народження дитини. Різними кольорами в анімації показано зародкові листки – основні групи клітин, які формують різні системи органів.
Завдяки особливості еволюційного розвитку, всі наземні хребетні утворюють міхур з рідиною для того, щоб захистити свій плід та створити найбільш комфортні умови для його подальшого розвитку протягом наступних 9 місяців.
Як змінюється тіло жінки під час виношування плоду, як збільшується ембріон протягом 9 місяців завдяки надходженню поживних речовин – демонструє анімація.
Внутрішні органи
Кожен із нас знає, що всередині нашого тіла містяться внутрішні органи, кожен із яких має своє призначення і разом з подібними за функціями органами утворює відповідну систему. Але як вони розміщуються? Це демонструє відповідна анімація!
З цікавими фактами про функціонування окремих органів нашого тіла можна ознайомитись, переглянувши відповідне відео в нашому попередньому матеріалі.
Який вигляд мають органи в процесі роботи всіх систем:
Крім перегляду анімацій та відео пропонуємо звернутись до науково-освітніх платформ з інтерактивними моделями людського тіла.
Безкоштовні платформи з інтерактивними 3D моделями окремих органів:
- BioDigital. Її функціонал дозволяє детально розглядати інтерактивні 3D моделі внутрішніх органів людини та навіть самостійно моделювати окремі процеси.
- BrainFacts. Тут зібрані результати сучасних досліджень, що стосуються роботи людського мозку, обміну досвідом між провідними світовими спеціалістами з нейробіології, неврології та нейропсихології, а також представлена інтерактивна 3D модель людського мозку. Огляду цього ресурсу була присвячена окрема стаття).
Обидві ці платформи мають не лише широкий функціонал і є безкоштовними для зареєстрованих користувачів.
Будова легенів та принцип збагачення крові киснем
Легені – парний орган, головна функція якого полягає у здійсненні газообміну в організмі. Завдяки диханню відбувається збагачення крові киснем та виведення вуглецю. Це єдиний орган в тілі людини, який легший за воду. Чому? Більшу частину легень складають маленькі пухирці – альвеоли. Вони змінюють розмір залежно від кількості кисню в них, відповідно, розмір легень під час вдиху і видиху також значно різниться.
Так, протягом доби в середньому людина робить 20-25 тис. вдихів та видихів, відповідно, легені пропускають в середньому понад 10 тис. літрів повітря щодобово, хоча сам об'єм їх незначний (до 4 л). Тому у у процесі дихання розмір легень значно змінюється.
Як здійснюється газообмін? Альвеоли щільним шаром укриває розгалужена система капілярів. Завдяки цьому між капілярами та альвеолами відбувається газообмін.
Редакція освітнього проекту «На Урок» також рекомендує до перегляду відео від каналу «Цікава наука» – «Як працюють легені».
Як дихають люди, птахи та комахи
У людини газообмін відбувається у альвеолах. Коли ми робимо вдих, грудна клітина розширюється і після цього розтягуються легені. У самих легенях немає м'язів, які беруть участь у процесі заповнення альвеол повітрям. При видиху відбувається зворотній процес.
У птахів все складніше. Завдяки еволюційній адаптації до польоту, в них виробився унікальний механізм подвійного дихання. Тільки птахи мають повітряні мішки – спеціальні структури для запасання повітря, які знаходяться між органами і навіть у кістках. Система влаштована так, що свіже, насичене киснем повітря проходить через легені в одному і тому ж напрямку і на вдиху, і на видиху. При цьому птах просто не може задихнутися або перегрітися в польоті – він дихає тим інтенсивніше і охолоджується тим краще, чим швидше махає крилами.
У комах все влаштовано абсолютно по-іншому – вони мають розгалужену систему надтонких трубочок-трахей, що підходять практично до кожної клітини, здійснюючи газообмін. Завдяки цьому кров комах звільнена від функції транспортування кисню, тому знебавлена.
Освітній проект «На Урок» разом з анімаціями рекомендує до перегляду мультфільм від YouTube-каналу «Цікава наука» – «Подорож кисню по вашому організму».
Принцип передачі звуків у організмі людини
Завдяки чому ми чуємо? Як саме відрізняємо звуки? Зовнішнє вухо людини влаштоване як локатор, його задача – вловлювати звуки, що передаються до барабанної перетинки через слуховий прохід.
А як людське вухо розрізняє звуки? Потрапляючи у середнє вухо через барабанну перетинку, завдяки роботі слухових кісточок (молоточка, коваделка та стремінця) звук трансформується в електричний сигнал. Він передається до внутрішнього вуха через овальне вікно та за допомогою слухового нерва передається у мозок.
Принцип роботи серця та кровоносної системи
Серце – найважливіший орган у тілі. Він являє собою м'яз, завдяки діяльності якого функціонує весь організм: підтримується постійний кровообіг і, відповідно, постачання киснем практично кожної клітини нашого тіла, окрім рогових оболонок ока.
Наводимо добірку цікавих фактів про серце:
- серце може перекачувати кров та існувати поза людським організмом до 8 годин при використанні методу збереження органів Heart in a Box;
- серце – єдиний м'яз у тілі, який виконує найскладнішу фізичну роботу, виробляючи таку кількість енергії за добу, якої було б достатньо для того, щоб вантажний автомобіль проїхав 30 км;
- у плода серце починає битися на 4 тижні розвитку;
- стук серця, який ми чуємо, створюється після закриття серцевих клапанів;
- незважаючи на незначний розмір серця (300 – 420 г), протягом доби воно перекачує 7500 л крові, а в середньому впродовж життя – близько 1,5 млн барелів (цього об'єму достатньо для заповнення 200 залізничних цистерн);
- кров, яка потрапляє в серцевий м'яз, транспортується по організму розгалудженою системою кровоносних сосудів, сумарна довжина яких у тілі дорослої людини становить близько 100 000 км (це більше ніж вдвічі перевищує довжину екватора нашої планети!).
Циркуляція крові здійснюється в замкнутій системі судин (артерій, вен і капілярів), утворюючи два кола кровообігу: малий і великий. Така особливість дозволяє розділити її на венозну і артеріальну. Завдяки цьому суттєво знижується навантаження на серце.
Венозна кров переносить вуглекислий газ та інші продукти метаболізму, вона, у порівнянні з артеріальною, має нижчу температуру, меншу швидкість та протікає ближче до поверхні шкіри.
Артеріальна – навпаки – насичена поживними речовинами та доставляє кисень у тканини, вона рухається кровоносною системою значно швидше, проходячи як в глибині тканин, так і близько до поверхні.
Разом із запропонованою добіркою рекомендуємо під час вивчення курсу анатомії скористатися спеціалізованим медичним ресурсом 3fx, на якому зібрана велика колекція науково обґрунтованих наочних анімованих моделей різноманітних органів та процесів, що відбуваються у людському організмі.
Сподіваємося, наша добірка не залишить ваших учнів байдужими, і запропоновані матеріали стануть для вас не лише цікавими, але й корисними і підвищать у школярів інтерес до вивчення анатомії.
Щоб залишити свій коментар, необхідно зареєструватись.