ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ. 11 КЛАСС
Человек и его здоровье
Почему человека относят к типу Хордовые и классу Млекопитающие?
Как переход к прямохождению отразился на особенностях строения скелета человека?
В чем суть международного проекта «Геном человека»
и каково его влияние на здоровье будущих поколений людей?
Как с помощью знаний из физики объяснить биологические вопросы
о движении крови по сосудам, газообмене в легких,
терморегуляции человеческого организма?
О.С.ГАБРИЕЛЯН,
И.Г.ОСТРОУМОВ,
С.А.СЛАДКОВ,
Н.С.ПУРЫШЕВА,
В.И.СИВОГЛАЗОВ
§ 20. СИСТЕМАТИЧЕСКОЕ ПОЛОЖЕНИЕ ЧЕЛОВЕКА
В МИРЕ ЖИВОТНЫХ
Основоположник первой научной классификации растений и животных К.Линней с изумлением констатировал: «До чего же похож на человека зверь гнусный – обезьяна!» и вынужден был отнести человека и обезьян в одну систематическую группу. Давайте повторим основные систематические (таксонометрические) группы, принятые в биологии,
и вспомним важнейшие признаки, характеризующие каждую такую группу применительно к человеку. Человек принадлежит к типу Хордовые , т.к. у его эмбриона в процессе развития появляются хорда, жаберные щели, нервная и пищеварительная трубки.
К подтипу Черепные человека позволяет отнести формирование позвоночного столба и скелета головы – черепа, положение сердца на брюшной стороне тела, наличие двух пар конечностей.
К классу Млекопитающие человек относится в силу наличия у него таких признаков, как теплокровность, пара молочных желез, волосяной покров, дифференциация зубов, диафрагма (мышечная грудобрюшная перегородка) и др.
Принадлежность человека к подклассу Плацентарные , очевидно, определяют развитие плода внутри матери и его питание через плаценту.
Человек является представителем отряда Приматы , к которому принадлежат полуобезьяны (лемуры, долгопяты) и обезьяны. Подобно им, человек имеет пятипалые конечности хватательного типа с ногтями, крупный головной мозг с развитыми большими полушариями, цветное бинокулярное зрение.
человека и высших человекообразных обезьян: последовательность аминокислот в гемоглобине крови человека и шимпанзе совпадают полностью, а вот с гемоглобином
крови гориллы имеют два различия, что свидетельствует о более далеком родстве человека и гориллы.
Похожи молекулярно-генетические характеристики человека (46 хромосом) и близких к нему обезьян (48 хромосом). Доказано, что у человека одна хромосома из второй пары образовалась в результате слияния двух хромосом шимпанзе. Если взять половинку двойной спирали ДНК человека и соединить ее со второй половинкой ДНК обезьяны, то между двумя такими цепями ком- плементарно образуются водородные связи. Они не будут возникать там, где нуклеотидные последовательности в молекуле ДНК различаются. Было установлено, что наибольшим
генетическим родством с человеком обладает карликовый шимпанзе (бонобо) (рис. 1) – 99 %, а наименьшим – гиббон – 48 %.
Линия человека отделилась от общего с обезьянами ствола не ранее 10 и не позднее 6 млн лет назад.
Первые достоверные представители рода Homo , или Человек, появляются около 2 млн лет назад, а современный человек – не позднее 40 тыс. лет назад. Все современные люди принадлежат к одному виду. Родовое и видовое название человека – Homo sapiens, или Человек разумный , – показывает, что, несмотря на целый ряд сходств с обезьянами, у человека имеются и значительные отличия, связанные, прежде всего, с прямохождением , развитием головного
Рис. 1. Карликовый мозга и социальным образом жизни .
шимпанзе, или бонобо
В морфологическом плане эти отличия относятся, в первую очередь, к скелету. Сколько же костей насчитывает скелет человека? Герой романа Л.Фейхтвангера «Иудейская война» по имени Иосиф подчеркивал: «Наши женщины воспитываются не для молитв… Они обязаны соблюдать запреты, но не повеления. У нас есть триста шестьдесят пять повелений, по числу дней в году, и двести сорок восемь запретов,
по числу костей в человеке». В современной анатомии указывают неопределенное число костей – более 200 или в среднем 208. Количество костей у разных людей действительно варьируется. Связано это с индивидуальной изменчивостью, а также наличием или отсут-
ствием маленьких, напоминающих семена кунжута (сесамовидных), косточек (рис. 2). 
Рис. 2. Правая кисть, вид с передней (ладонной) стороны.
В области пястно-фаланговых сочленений I, II и V пальцев и
межфалангового сочленения I пальца на ладонной поверхности, в толще сухожилии мышц встречаются сесамовидные кости (Оssa sesamoidea
)
Одну такую косточку, но большую и постоянную знает каждый – это надколенник или «коленная чашечка». Разным бывает и число позвонков (33 или 34) из-за колеблющегося
количества позвонков, в первую очередь в копчике – 4 или 5.
В отличие от обезьян у человека наблюдается S -образный позвоночник, с отчетливыми шейным и позвоночным изгибами. Это связано с прямохождением. В.В.Маяковский образно подчеркнул:
Искривился позвоночник, как оглоблей ударенный,
Но ученому ли думать о пустяковом изъяне?
Он знает отлично написанное у Дарвина,
Что мы – лишь потомки обезьяньи.
Дело, конечно, не в оглобле, а в том, что на каждый элемент позвоночного столба падает определенная нагрузка. Наибольшая величина ее приходится на поясничный отдел, поэтому там и позвонки наиболее массивные, и амортизационный изгиб четко выражен.
А помогают смягчать толчки при прямохождении специальные хрящевые диски между позвонками, которые не только частично поглощают приходящиеся нагрузки, но соединяют и удерживают позвонки между собой, позволяя им выполнять разнообразные движения.
У человека вертикальное положение, позволяющее длительное время стоять (опора), ходить и бегать, обусловило иную, по сравнению с обезьянами, анатомию как верхних, освободившихся от функции передвижения, так и нижних конечностей. Центр тяжести тела человека лежит в области таза на линии, проходящей вдоль бедра, колена и голени. У шимпанзе он вынесен спереди от живота, что и облегчает ему хождение с опорой на
четыре конечности, и позволяет лазать по деревьям. Значительная доля массы конечностей приходится на мышцы – около 50 % всей мускулатуры человека составляют мышцы ног, которые удерживают тело. Например, наибольшее развитие получили такие мышцы, как икроножные, четырехглавые и разгибатели бедра. Очень развиты ягодичные
мышцы.
Верхние конечности утратили функцию опоры при передвижении и превратились в руки, которые являются как продуктом, так и орудием труда. Большой палец кисти
полностью противопоставлен остальным, что способствует подвижности руки и позволяет ей выполнять разнообразные точные движения: писать, рисовать,
шить, играть на музыкальных инструментах и др. Сохранились восторженные описания кистей рук музыкантов (например, скрипача Н.Паганини) и хирургов (Н.Пирогова). М.Горький очень точно описал руки такого труженика, каким был Л.Толстой: «У него удивительные руки – некрасивые, узловатые от расширенных вен и все-таки исполненные особой выразительности и творческой силы. Вероятно, такие руки были у Леонардо да Винчи». Настоящий гимн рукам человека представляют собой скульптуры Родена «Рука Создателя» и «Собор» (рис. 3).
Рис. 4. Скульптуры О.Родена:
а – Рука Создателя (1897–1898);
б – Собор (1908)
На подушечках пальцев людей сильно развиты папиллярные узоры, индивидуальные для каждого человека. Именно отпечатки пальцев часто позволяют детективам определить преступника.
Стопа человека стала как органом опоры, так и амортизатором от толчков и сотрясений, которые испытывают не только ноги, но и остальные части скелета и находящиеся под их защитой внутренние органы. В своем романе «Живые и мертвые» К.Симонов отметил, что у принявшего твердое решение человека походка, даже несмотря на усталость, становится уверенной и упругой.
Прямохождение привело и к изменению формы грудной клетки. Она стала более округлой и уплощенной в переднезаднем направлении. Этот же фактор определил и форму таза, который характеризуется низкой расширенной формой.
Прямохождение и возникновение речи наложило отпечаток и на череп. Известный литовский поэт Э.Межелайтис писал:
А в минуты печали земля
Подарила мне шар головы,
Так похожий на землю и солнце…
В черепе человека произошло смещение точки опоры головы вперед, а возникновение речи и изменение процесса питания (зубы перестали быть средством защиты или нападения, и отпала необходимость в грубой переработке пищи) привело к уменьшению размеров челюстей и, в целом, лицевого отдела черепа. Мозговой же отдел черепа, наоборот, увеличился, т.к. увеличилась и масса головного мозга. В процессе развития происходило как бы выдвижение мозгового отдела черепа над лицевым. У новорожденных детей мозговой отдел значительно превышает по величине лицевой (отношение 8:1). По мере взросления происходит увеличение лицевого отдела черепа, и соотношение в итоге становится 2:1. Мышцы черепа человека также отличаются от
мышц обезьян. У человека очень развиты мимические мышцы, что связано с развитием его эмоциональной сферы.
Увеличение головного мозга связано с мощным развитием больших полушарий и дифференциацией его областей, ответственных за мышление и речь (в первую очередь, лобных, теменных и височных долей). Эти доли ответственны за высшую нервную де-
ятельность. У человека она характеризуется наличием не только первой сигнальной системы, ответственной за восприятие раздражений анализаторами, но и второй сигнальной системы, в основе которой лежит способность человека воспринимать (читать или слышать) устную или письменную речь.
Вторая сигнальная система становится внегенетическим способом передачи информации в поколениях людей через обучение и воспитание. Недаром человеческие детеныши, воспитанные животными (например, как Маугли, волками) или лишенные общения с людьми в процессе развития, не могут говорить, понимать речь, ведут себя подобно животным. Поэтому позволим себе усомниться в правдивости рассказанной
Р.Киплингом истории о Маугли.
Все вышесказанное позволяет сделать вывод о том, что человек – это не только биологическое, но и социальное существо.
? 1. Кто был основоположником первой научной классификации растений и животных?
Вспомните основные систематические единицы классификации растений и животных. Приведите примеры.
2. Почему Человека разумного относят к типу Хордовые, подтипу Черепные и классу
Млекопитающие? Какие еще классы выделяют в подтипе Черепные?
3. К какому подклассу и отряду относят Человека разумного? Почему?
4. Сравните анатомическое строение человека и человекообразных обезьян.
5. За что ответственны первая и вторая сигнальные системы человека?
6. Как переход к прямохождению отразился на особенностях строения скелета человека: а) черепа, б) позвоночного столба, в) грудной клетки, г) верхних и нижних конечностей,
д) мышц головы и конечностей?
7. Почему людей относят к биосоциальным существам?
8. Как описывают писатели и поэты: а) руки человека, б) походку человека? Приведите примеры.
9. Почему руки человека называют органом и продуктом труда?
10. В прежние времена преподаватели анатомии, обожавшие публичные эффекты, бросали
на пол череп молодого человека и череп старика. Первый подпрыгивал как мячик, а второй – раскалывался на куски. Почему?
11. Вспомните из курса анатомии человека (основная школа) строение скелета, особенности костной ткани, классификацию и функции костей.
12. Подготовьте сообщение об одном из представителей человекообразных обезьян, вос-
пользовавшись возможностями Интернета. Что объединяет выбранный вами объект с человеком? Что отличает?
» животных. К. Линней в своей «Системе природы» поместил его вместе с высшими и низшими обезьянами в один отряд приматов. Ч. Дарвин на многочисленных примерах в специальном труде «Происхождение человека и половой отбор» показал близкое родство человека с высшими антропоидными обезьянами.
Человек разумный (Homo sapiens) относится к типу Хордовые , подтипу Позвоночные , классу Млекопитающие , подклассу плацентарные , отряду приматы , семейству гоминиды .
С хордовыми человека роднит: наличие хорды на ранних эмбриональных стадиях, нервной трубки , лежащей над хордой, жаберных щелей в стенках глотки, сердца на брюшной стороне под пищеварительным фактом.
Принадлежность человека к подтипу позвоночных определяется замещением хорды позвоночником , развитым черепом и челюстным аппаратом, двумя парами конечностей, головным мозгом, состоящим из пяти отделов.
Наличие волос на поверхности тела, пяти отделов позвоночника, сальных, потовых и млечных желез, диафрагмы, четырехка-мерного сердца, сильно развитая кора головного мозга и теплокровность свидетельствуют о принадлежности человека к классу млекопитающих .
Развитие плода в теле матери и питание его через плаценту - особенности, характерные для подкласса плацентарных .
Наличие передних конечностей хватательного типа (первый палец противопоставлен остальным), хорошо развитых ключиц, ногтей на пальцах, одной пары сосков млечных желез, замена в онтогенезе молочных зубов на постоянные, рождение, как правило, одного детеныша позволяют отнести человека к приматам.
Более частные признаки, такие как сходная структура мозгового и лицевого отделов черепа, хорошо развитые лобные доли головного мозга, большое число извилин на полушариях головного мозга, наличие аппендикса, исчезновение хвостового отдела позвоночника, развитие мимической мускулатуры, четыре основные группы крови, сходные резус-факторы и другие признаки, сближают человека с человекообразными обезьянами . Антропоиды также болеют многими инфекционными болезнями , присущими человеку (туберкулез , брюшной тиф, детский паралич, дизентерия , СПИД и др.). У шимпанзе встречается болезнь Дауна, возникновение которой, как и у человека, связано с присутствием в кариотипе животного третьей хромосомы по 21 -й паре. Близость человека к антропоидам прослеживается и по другим признакам.
В то же время между человеком и животными, в том числе и человекообразными обезьянами, существуют коренные отличия. Только человек имеет истинное прямохождение. В силу вертикального положения скелет человека имеет четыре резких изгиба позвоночника, опорную сводчатую стопу с сильно развитым большим пальцем, плоскую грудную клетку.
Гибкая кисть руки - органа труда - способна выполнять самые разнообразные и высокоточные движения . Мозговой отдел черепа значительно преобладает над лицевым. Площадь коры больших полушарий и объем головного мозга значительно выше, чем у человекообразных обезьян. Человеку присуще сознание и образное мышление, с чем связана такая деятельность, как конструирование, живопись, литература, наука. Наконец, только люди могут общаться друг с другом при помощи речи. Эти особенности строения, жизнедеятельности и поведения человека -результат эволюции его животных предков.
Источник : Н.А. Лемеза Л.В.Камлюк Н.Д. Лисов "Пособие по биологии для поступающих в ВУЗы"
краткое содержание других презентаций«Технологии обучения биологии» - Усвоение учащимися базовых знаний по предмету. Информационные технологии. Полезные ссылки для учителей и педагогов. Спасибо за внимание. Список образовательных ресурсов сети интернет. Список готовых электронных учебников, используемых на уроках биологии. Методические приемы. Методические рекомендации. Дидактические задачи. Современные технологии в преподавании биологии в школе.
«Системно-деятельностный подход в биологии» - Хромосомы. Вопросы семинара. Нарушение. Позиция учителя. Педагог. Температура помещения. Главнейшая структура клетки. Скелет млекопитающего. Дриопитеки. Философский путь. Поверхностный комплекс. Длина ушей. Структурные компоненты клетки. Урок биологии. Среда обитания. Комната с благоприятной температурой воздуха. Интерфаза. Проблемный вопрос. Пластиды. Органеллы. Ядерная оболочка. Двумембранные органоиды.
«Компьютер на биологии» - Интерактивнные подходы на уроках биологии. Становление новой системы образования. Уроки с компьютером. Семейства покрытосеменных растений. Технологии интерактивного обучения. Карусель. Исследователи. Оценочный лист. Вопросы инструктивной карточки. Структура урока при изучении новой темы. Микрогруппы. Совместная деятельность учащихся. Урок – конференция. Интерактивная деятельность. Пример инструктивной карточки.
«Проекты по биологии» - Необходимость охраны животного мира. Критерии оценки продуктов учащихся. План оценивания. Выделение существенных признаков биологических объектов. Знание основных правил поведения в природе. Планируемые результаты обучения. Навыки поиска информации. Основополагающий вопрос. Редкие и исчезающие виды млекопитающих. Проблема сохранения биоразнообразия живых организмов. Краткое содержание проекта. Проверочный лист плана проекта.
«Формы обучения биологии» - Проблема. Условия для формирования и развития универсальных учебных действий. Человек. Совершенствование умения поиска и отбора необходимой информации. Учащиеся выполняют научно-исследовательские работы. Человечество. Замыслы. Развитие и образование. Общеучебные умения и навыки. Школа. Интернет. Теоретическая интерпретация опыта. Высокий уровень сформированности общих учебных умений. Человек образованный.
«Проблемное обучение на уроках биологии» - Проблема. Нестандартные уроки. Что подразумевается под проблемным обучением. Снижение интереса к предмету. Урок решения задач. Проблемное обучение на уроках биологии. Семинары. Путь к решению. Качество жизни. Биология как учебный предмет. Вопрос. Новые учебники. Проблемно- лабораторные занятия. Что такое задача. Альбрехт Дюрер. Знания.