К.Г. МОЗОЛЕНКО,
учитель биологии МОУ СОШ № 3,
г. Мегион, Ханты-Мансийский автономный округ – Югра

Окончание. См. № 20/2005

Урок по теме: «Пищеварение в ротовой полости»

Наряду с мелкими слюнными железами, находящимися в стенках ротовой полости и не имеющими специальных протоков, имеются три пары крупных слюнных желез, протоки которых открываются в ротовую полость.

Демонстрационно-практическая работа «Определение положения слюнных желез»

Оборудование: зеркало.

Цель работы: выяснить расположение слюнных желез.

ХОД РАБОТЫ

1. Определение положения околоушных слюнных желез. Нажмите на щеки впереди и ниже ушей с левой и правой сторон. При этом вы почувствуете, как во рту увеличивается количество слюны.

2. Определение положения подчелюстных слюнных желез. Нажмите под нижней челюстью с левой и правой сторон, отступя на 2–3 см от ее углов к центру, пока не почувствуете, как ротовая полость наполняется слюной.

3. Подъязычная железа. Эта железа лежит глубоко, и ее прощупать не удается. Зато легко обнаруживается устье протока этой железы: у основания уздечки языка (тяжа, который соединяет нижнюю часть языка с дном ротовой полости). Если резко приподнять язык кверху, то иногда можно увидеть небольшой фонтанчик слюны.

1-й ученик. Чтобы изучить особенности пищеварения в ротовой полости, необходимо получить чистую слюну. С этой целью ученые проводили опыты на собаках. Под наркозом у собаки вырезали кусочек слизистой оболочки рта вместе с отверстием протока слюнной железы, стараясь не повредить сам проток. Такой кусочек слизистой оболочки через прокол в щеке выводили наружу и пришивали к коже так, чтобы чистая слюна через отверстие изливалась наружу. Теперь ее можно было собрать в пробирку, измерить количество, исследовать свойства. Собака после операции быстро поправлялась.

Слюнные железы:
1 – околоушный проток; 2 – добавочная околоушная железа;
3 – околоушная железа; 4 – подчелюстная железа

Для изучения работы слюнных желез у человека используют специальную металлическую капсулу-присоску – она присасывается к слизистой оболочке рта так, что слюна поступает теперь не в рот, а в капсулу. Через резиновые трубочки слюна из капсулы выводится наружу, где ее собирают в пробирку и затем исследуют.

2-й ученик. В этой пробирке находится слюна. Что она собой представляет?
Состав слюны зависит от функционального состояния и возраста человека. Важным физиологическим фактором служит скорость ее секреции, которая колеблется от 1,0 до 200 мл/ч (при пережевывании пищи). Слюна человека представляет собой вязкую, бесцветную, прозрачную, но слегка мутную (благодаря присутствию клеточных элементов) жидкость. Она содержит различные органические и неорганические вещества и имеет слабощелочную реакцию (схема 1).

Схема 1

Муцины – сложные белки, содержащие полисахариды, придают слюне вязкость и клейкость, способствуют смачиванию и склеиванию пищевого комка и облегчают его проглатывание. Лизоцим убивает микробы. Фермент a-амилаза расщепляет молекулы крахмала и гликогена до мальтозы и сахарозы. Мальтаза расщепляет мальтозу и сахарозу до моносахаридов. В слюне в незначительном количестве содержатся и другие ферменты – протеазы, пептидазы, липазы, щелочная и кислая фосфатазы, РНКазы и др.

Учитель. Проведем простые опыты для выяснения того, на что действуют ферменты слюны.

Опыт «Действие слюны на крахмал»

Цель: показать, что ферменты слюны способны расщеплять крахмал. Известно, что крахмал при реакции с йодом дает интенсивное синее окрашивание. Под действием ферментов слюны крахмал разрушается. Если крахмала разрушается весь, то при добавлении йода окрашивания не происходит.

Оборудование для опыта в домашних условиях: нагревательный прибор, небольшая кастрюля, бинт, картофельный крахмал, чайная ложка.

Оборудование для опыта в классе: накрахмаленный бинт, нарезанный на куски длиной 10 см, вата, спички, блюдце, аптечный йод (5%-ный спиртовой раствор), вода.

Подготовка к опыту (дома)

1. Налейте в кастрюлю стакан холодной воды и добавьте туда половину чайной ложки крахмала. На небольшом огне доведите жидкость до кипения, постоянно помешивая. После того как раствор закипит, продолжайте кипятить его еще 3–5 мин, постоянно помешивая, до образования однородной клейкой жидкости – клейстера.

2. Смочите в крахмальном клейстере бинт, расправьте его и дайте ему просохнуть. Нарежьте бинт на куски длиной 10 см.

ХОД РАБОТЫ

Приготовьте йодную воду: в блюдце налейте воду и добавьте несколько капель йода, чтобы получилась жидкость цвета крепко заваренного чая.

Вату, намотанную на палочку, смочите слюной или водой (1-я группа – слюна некурящего человека; 2-я группа – слюна курящего человека; 3-я группа – вода) и напишите ею букву на накрахмаленном бинте. Расправленный бинт зажмите в руках и подержите некоторое время, чтобы он нагрелся (1–2 мин). Опустите бинт в йодную воду, тщательно расправив его.

Участки, где остался крахмал, окрасятся в синий цвет, а места, обработанные слюной, останутся белыми, т.к. крахмал в них расщепился до глюкозы, которая под действием йода не дает синего окрашивания. Если опыт проведен правильно, на синем фоне получится белая буква.

Полученные результаты запишите в тетрадь и объясните их.

Накрахмаленный бинт + слюна некурящего человека = ...

Накрахмаленный бинт + слюна курящего человека = ...

Накрахмаленный бинт + вода = ...

Схема 2

Вопросы группам

1. Что было субстратом, а что – ферментом, когда вы писали букву на бинте?

2. Могла ли получиться синяя буква на белом фоне при проведении этого опыта?

3. Будет ли слюна расщеплять крахмал, если ее прокипятить?

Каждая группа делает выводы по своей работе.

Общий вывод по итогам работы

Крахмал синеет под действием йода. На участке бинта, обработанном слюной, окрашивания не произошло. Значит, под действием слюны произошло расщепление крахмала. Ферменты слюны – a-амилаза и мальтаза – в слабощелочной среде при температуре тела расщепляют крахмал до мальтозы и глюкозы. Точнее, амилаза расщепляет крахмал, декстрин и гликоген до мальтозы и глюкозы, а мальтаза расщепляет мальтозу до глюкозы. Опыт со слюной курящего человека показал, что никотин снижает активность ферментов. (Учащиеся перерисовывают схему 2 с доски в тетрадь.)

3-й ученик. Слюна выделяется, когда в рот попадает пища, а также когда мы голодны и видим еду или думаем о ней. Количество выделяющейся слюны зависит от того, какие вещества попадают в ротовую полость.
Слюна, выделяемая подъязычной и подчелюстными железами, мутная, вязкая, содержит ферменты, слизь. Слюна околоушных желез прозрачная, невязкая, бедная ферментами, в ней нет слизи. Из околоушной железы выделяется в 2 раза меньше слюны, чем из других желез. Всего же у человека за сутки выделяется 1,2–2 л слюны.
Основная функция слюны – смачивание пищи для облегчения жевания и прохождения ее через пищеварительный тракт, поэтому сухие продукты и вещества вызывают выделение большего количества слюны.

Схема 3. Дуга слюноотделительного рефлекса (А) и схема рефлекторной дуги (Б)

4-й ученик. Что и как контролирует отделение слюны? (Демонстрирует схему 3 на ватмане.) Один человека берет в рот кончик ручки, а другой – конфету, и у обоих выделяется слюна. Какой это рефлекс? (Безусловный.)
А вот другой пример. Я сейчас вам расскажу, как хорошо пахнет жареная картошка. У всех во рту сразу скопится слюна. Это условный рефлекс. Он приводит к выделению слюны при виде, запахе пищи или при мыслях о еде. Если человеку незнакома какая-то пища, выделения слюны при ее описании не будет. При виде одной и той же пищи у одних людей слюна может выделяться, а у других – нет.

Итак, слюна выделяется рефлекторно. В ротовой полости происходит механическая и химическая обработка пищи.
А как вы думаете, почему ранки в полости рта быстро заживают? (Слюна содержит лизоцим, убивающий бактерии.)

Учитель. «Вот-те и госпожа слюна! Ишь, какая прелесть», – говорил Иван Петрович Павлов при каждом удачном опыте. За цикл работ по физиологии пищеварения И.П. Павлову в 1904 г. была присуждена Нобелевская премия.

Осмысление (первичное закрепление материала)

• Что обозначено на схеме 3 цифрами 1–5? (1 – рецепторы языка; 2 – чувствительный нейрон; 3 – центр слюноотделения, продолговатый мозг; 4 – двигательный нейрон; 5 – слюнная железа).

• Будет ли происходить слюноотделение, если перерезать нервы, отходящие от языка и слизистой рта? (Слюноотделение будет происходить, т.к. его обеспечит возбуждение зрительных, слуховых, обонятельных рецепторов.)

• Будет ли происходить слюноотделение, если перерезаны нервы, иннервирующие слюнную железу? (Нет, т.к. возбуждение не дойдет до слюнной железы.)

Отчет команды «Анатомы»

1-й ученик. Большое значение в нормализации работы пищеварительной системы имеют вкусовые ощущения, которые мы получаем от пищи, попадающей в ротовую полость.
В стенках гортани, надгортанника, глотки, мягкого неба, но главным образом на поверхности языка, находятся особые клетки – вкусовые рецепторы. Они собраны группами в образования, называемые вкусовыми сосочками. У человека на языке их насчитывается более 3 тыс. Размер каждой рецепторной клетки, входящей в сосочек, не превышает 10 мкм, но это настоящая химическая лаборатория. У каждой такой клетки есть участок, предназначенный для контакта с пищевыми веществами. Рецептор связан с двумя видами нервных волокон. По одним сигнал идет в головной мозг, а по другим – из головного мозга.

Язык (lingua) человека и других млекопитающих образован поперечно-полосатой мышечной тканью, покрытой слизистой оболочкой. Язык выполняет множество разнообразных функций: жевание, глотание, артикуляция речи, восприятие вкуса. Чрезвычайно важна роль языка при сосании молока матери детенышами млекопитающих (включая человека), поэтому язык новорожденного и грудного ребенка относительно большой, толстый и широкий.
Язык имеет удлиненную овальную форму. По бокам он ограничен краями, которые кпереди переходят в верхушку, а кзади – в корень; между верхушкой и корнем расположено тело языка. Верхняя поверхность языка – спинка – выпуклая и значительно длиннее, чем нижняя.

Спинка языка:
1 – грибовидные сосочки; 2 – листовидные сосочки;
3 – желобовидные сосочки; 4 – пограничная борозда;
5 – слепое отверстие языка; 6 – язычная миндалина

Слизистая оболочка языка покрыта неороговевающим многослойным (плоским) эпителием. Слизистая оболочка спинки и краев языка лишена подслизистой основы и непосредственно сращена с мышцами. Передний отдел спинки языка усеян множеством покрытых эпителием сосочков, являющихся выростами пластинки слизистой оболочки. У человека имеются четыре вида сосочков: нитевидные, грибовидные, желобоватые (окруженные валом) и листовидные. Больше всего на спинке языка нитевидных сосочков – высоких, узких выростов, длиной примерно 0,3 мм. Покрывающий их многослойный плоский эпителий частично ороговевает. Нитевидные сосочки имеют специализированные нервные окончания, которые воспринимают механические раздражения.

Грибовидных сосочков меньше и расположены они на верхней поверхности языка неравномерно: их несколько больше на кончике и по краям языка. Эти сосочки закругленные, длиной 0,7–1,8 мм и диаметром 0,4–1 мм, основание их сужено, поэтому формой они напоминают гриб. Покрывающий их эпителий ороговевает.

Виды сосочков языка:
1 – грибовидный; 2 – листовидный; 3 – нитевидный; 4 – желобоватый

Сосочки, окруженные валом, или желобоватые, имеют диаметр 2–3 мм и расположены в виде римской цифры V на границе между спинкой и корнем языка. Их немного, обычно 7–12. По форме желобоватый сосочек напоминает грибовидный, однако верхняя поверхность его уплощена, а вокруг сосочка имеется узкий глубокий желобок, в который открываются протоки желез. Желобок снаружи обнесен валиком слизистой оболочки. На поверхности грибовидных и боковых поверхностях желобоватых сосочков в толще эпителия располагаются вкусовые почки – группы специализированных рецепторных вкусовых клеток. Небольшое количество вкусовых почек расположено на листовидных сосочках и в области мягкого неба.
Листовидные сосочки длиной 2–5 мм лежат по краям языка в виде поперечно-вертикальных складок или листиков. Их количество с каждой стороны варьирует от 4 до 8. У новорожденных и грудных детей листовидные сосочки хорошо развиты и имеют много вкусовых почек.
На слизистой оболочке корня языка сосочков нет, ее поверхность неровная из-за скопления в ее собственной пластинке лимфоидной ткани, образующей язычную миндалину.
Мышцы языка делятся на две группы:

– наружные, начинающиеся на костях и оканчивающиеся в языке, которые осуществляют движения языка и сохраняют его тонус;
– собственные мышцы языка, не связанные с костями, которые изменяют форму языка.

Мышцы языка:
1 – шилоязычная мышца; 2 – подъязычно-язычная мышца;
3 – хрящеязычная мышца; 4 – подбородочно-язычная мышца

Собственные мышцы языка состоят из пучков продольных, поперечных и вертикальных волокон, переплетающихся между собой и с наружными мышцами. Все мышцы языка иннервируются волокнами XII пары черепных нервов.

2-й ученик.

Глотка (pharynx) представляет собой воронкообразный канал длиной 11–12 см, обращенный кверху своим широким концом и сплющенный в передне-заднем направлении. Верхняя стенка глотки сращена с основанием черепа. На уровне границы между VI и VII шейными позвонками глотка, суживаясь, переходит в пищевод. У взрослого человека глотка вдвое длиннее ротовой полости, у новорожденного приблизительно равна ей. Функции глотки не ограничиваются продвижением пищи изо рта в пищевод. В глотке человека и других наземных позвоночных животных перекрещиваются дыхательный и пищеварительный пути.

Полость глотки делится на три части: верхнюю – носовую, среднюю – ротовую и нижнюю – гортанную. Спереди носовая часть глотки (носоглотка) сообщается с полостью носа через хоаны, ротовая часть глотки с полостью рта сообщается через зев, а внизу гортанная часть через вход в гортань – с гортанью. Задняя стенка глотки отделена от передней поверхности позвоночника прослойкой из рыхлой соединительной ткани, благодаря чему глотка подвижна. На уровне хоан на боковых стенках носоглотки с обеих сторон расположены глоточные отверстия слуховых (евстахиевых) труб, которые соединяют глотку с каждой стороны с полостью среднего уха и способствуют сохранению в ней атмосферного давления. Вблизи глоточного отверстия слуховой трубы (между ним и небной занавеской) расположено парное скопление лимфоидной ткани, трубные миндалины.

Глотка:
1 – свод глотки; 2 – глоточная миндалина;
3 – носовая часть глотки; 4 – мягкое нёбо;
5 – небный язычок; 6 – зев

На границе между верхней и задней стенками глотки располагается непарная глоточная миндалина, которая вместе с трубными, небными и язычной миндалинами образует глоточное лимфоидное кольцо Пирогова–Вальдейера, играющее важную роль в функциях иммунной системы.

Стенка глотки состоит из трех слоев слизистой оболочки, выстланной однослойным многорядным реснитчатым эпителием (носовая часть) и неороговевающим многослойным (плоским) эпителием (остальные отделы). Вместо подслизистой основы имеется фиброзная оболочка, которая сращена со слизистой оболочкой, а наверху прикрепляется к основанию черепа.

К фиброзной оболочке снаружи прилежат поперечно-полосатые мышцы глотки, которые располагаются в двух направлениях – продольном (подниматели глотки) и поперечном (сжиматели-констрикторы). Последний, циркулярный, слой более мощный и состоит из трех мышц: верхнего, среднего и нижнего констрикторов, которые покрывают друг друга черепицеобразно, причем верхний лежит глубже других. При глотании продольные мышцы поднимают глотку, а циркулярные сокращаются последовательно сверху вниз, тем самым продвигая пищу в направлении к пищеводу. В акте глотания участвуют также небная занавеска и мышцы языка. При глотании мягкое небо отделяет носоглотку, гортань поднимается, надгортанник опускается и прикрывает вход в гортань, корень языка проталкивает пищевой комок в глотку, а дальше пища поступает в пищевод.

3-й ученик.

Пищевод (oesophagus) человека – цилиндрическая трубка длиной 22–30 см. В спокойном состоянии имеет щелевидный просвет. Начинается на уровне границы между VI и VII шейными позвонками и оканчивается на уровне XI грудного позвонка впадением в желудок. У новорожденного начало пищевода находится на уровне III–IV, а у стариков смещается до VII шейного – I грудного позвонков.

Различают три части пищевода: шейную, грудную и брюшную. Шейная часть пищевода прилежит к позвоночнику. Грудная часть постепенно отходит от него вперед и влево, т.к. желудок расположен в левом подреберье. На уровне границы между IV и V грудными позвонками пищевод перекрещивает левый главный бронх, который проходит кпереди от пищевода. Брюшная часть пищевода самая короткая (1,0–1,5 см), находится в брюшной полости под диафрагмой. В брюшную полость пищевод проходит вместе с блуждающим нервом через пищеводное отверстие диафрагмы.

Пищевод окружен рыхлой волокнистой соединительной тканью, что обусловливает его подвижность. Лишь впереди в шейной части он соединен с трахеей фиброзной тканью. Пищевод имеет три сужения: первое – у самого начала, на границе между VI и VII шейными позвонками; второе – при перекресте с левым бронхом; третье – на уровне пищеводного отверстия диафрагмы.

Стенка пищевода состоит из четырех слоев: слизистой оболочки подслизистой основы, мышечной и адвентициальной оболочек. Слизистая оболочка выстлана неороговевающим многослойным (плоским) эпителием, который при переходе пищевода в желудок переходит в однослойный простой столбчатый эпителий слизистой оболочки желудка. Подслизистая основа развита хорошо, благодаря чему слизистая оболочка образует продольные складки, и просвет пищевода на поперечном разрезе имеет звездчатую форму. В подслизистой основе находятся многочисленные собственные железы пищевода.

Мышечная оболочка верхней трети пищевода образована поперечно-полосатыми мышечными волокнами, в среднем они постепенно заменяются гладкими миоцитами, в нижней полностью состоят из гладких миоцитов. Мышечные волокна и миоциты располагаются в два слоя: внутренний кольцевой и наружный продольный. Такое расположение сохраняется на всем протяжении пищеварительной трубки. Мышечная оболочка обусловливает как перистальтику пищевода, так и его постоянный тонус. Адвентициальная (наружная) оболочка образована рыхлой волокнистой неоформленной соединительной тканью.

3-й ученик.

Глотание. Пережеванная, смоченная слюной и ставшая более скользкой пища превращается в комок. Благодаря движениям языка и щек пищевой комок попадает на спинку языка. Раздражение рецепторов корня языка сопровождается поднятием мягкого неба, которое ограничивает сзади ротовую полость. Благодаря поднятию мягкого неба пища не попадает в носовую полость, а сокращениями языка проталкивается дальше в глотку. В момент проталкивания происходит поднятие гортани и закрытие ее входа надгортанником. Поэтому пища не попадает в дыхательные пути, а в результате сокращения мышц глотки продвигается в пищевод. Глотание является сложным рефлекторным актом. Обязательное условие при этом – раздражение рецепторов корня языка. От них нервные импульсы передаются в продолговатый мозг, где располагается центр глотания. Отсюда выходят нервные волокна, оканчивающиеся в глотательных мышцах. Центр глотания находится во взаимодействии с центром дыхания и центром сердечной деятельности. Вот почему во время каждого глотательного движения задерживается дыхание и учащаются сердечные сокращения. Из глотки пищевой комок попадает в пищевод. В это время открывается вход в желудок.

Вопрос группе

Почему пища продвигается по пищеводу, даже если человек висит вниз головой? (Сокращение мышечных стенок пищевода обеспечивает продвижение пищевого комка только в одну сторону – к желудку.)

Вывод: строение органов соответствует выполняемым ими функциям.

Закрепление

• Как называются три пары крупных слюнных желез.

• До каких веществ в ротовой полости расщепляются углеводы?

• Какие три части различают во внешнем строении зуба?

• Как называется мягкая часть в центре зуба, содержащая нервы и кровеносные сосуды?

• Как называются твердые ткани зуба?

• Какие виды зубов вы знаете?

• Какие ферменты выделяются со слюной в ротовую полость?

• При каких условиях происходит пищеварение в ротовой полости?

• Где находятся центры регуляции деятельности слюнных желез?

• Собака увидела пищу, и у нее началось слюноотделение. Какой это рефлекс: условный или безусловный?

Задача. В столовой к обеду был приготовлен винегрет, сильно заправленный уксусом. Как будет перевариваться в ротовой полости картофель, входящий в состав винегрета?

Подведение итогов

Что нового вы узнали на уроке?

1. Функции органов в ротовой полости:

а) механическое измельчение пищи (язык, зубы);
б) образование пищевого комка (слюна, язык);
в) частичное расщепление углеводов (ферменты слюны);
г) определение качества пищи и ее температуры (язык);
д) орган речи у человека (язык, зубы, губы).

2. Регуляция слюноотделения:

а) нервная: безусловный слюноотделительный рефлекс (продолговатый мозг – центр слюноотделения; возникает при наличии пищи во рту); условный слюноотделительный рефлекс (вид и запах пищи).
б) гуморальная: гормоны гипофиза, поджелудочной железы, щитовидной железы, половые железы.

3. Функция органов вкуса очень важна в процессе пищеварения.

Вопрос в конце урока

Вернемся к вопросу, заданному в начале урока: почему виновный человек не мог съесть сухой рис? Можно ли быть совершенно уверенным, что данный человек виновен?

Задание на дом

Изучить § 31 учебника (Биология 9. Человек.//Под ред. А.С. Батуева. – М.: Просвещение, 1994). Ответить на вопросы в конце учебника. Используя новые термины, составить кроссворд (не менее 10 слов) на отдельных листах.