Урок 2. Особенности внутреннего строения членистоногих

Цели урока: раскрыть особенности строения систем внутренних органов членистоногих в связи с их функциональным значением, найти черты усложне­ния их в процессе эволюции и определить причины их прогрессивного разви­тия; формирование умений работать с учебником, находить главное в тексте параграфа для заполнения таблицы, работать с рисунками.

Оборудование: таблицы «Тип Членистоногие».

Ход урока

I.                    Организационный момент

II.                 Актуализация опорных знаний

1.                   Карточки-задания для индивидуальной работы учащихся.

I.                    1. Выберите признаки, обеспечившие распространение членистоногих на суше:

а)                                                     хитиновый покров     д) многофункциональные конечности

б)                                                                  паразитизм     е) развитые органы чувств

в)                                               высокая плодовитость     ж) жаберное дыхание

г)         незамкнутая кровеносная система

2.                   Членистоногих на Земле насчитывается:

а)                      5 млн. видов в)       более 3 млн. видов

б)1—1,5         млн. видов

3.                   Больше всего ног у:

а)                                                                             краба     в) паука-крестовика

б)                                                            майского жука     г) муравья

4.                   Хитиновый покров не выполняет функцию:

а)                                                                         защиты     в) выделения

б)                                                          терморегуляции     г) опоры.(защита от потери воды)

5.                   Функции усиков майского жука:

а)                                                                       осязание     в) обе функции

б)                                                                      обоняние     г) другие функции

II.                  Подпишите названия классов членистоногих и назовите общие признаки типа.

1.                   Паук-крестов и к

2.                   Комнатная муха

3.                   Речной рак

I.                    1. Выберите признаки, характерные для членистоногих:

а)         самый многочисленный тип животных

б)         тело сегментировано

в)         в основном ведут паразитический образ жизни

г)         роль внутреннего скелета выполняет хитиновый покров

д)         органы чувств развиты плохо

е)         органами зрения служат простые и сложные глаза

ж)        замкнутая кровеносная система

з)         органами дыхания служат кожные покровы

и)        у некоторых конечности превратились в крылья к) все покрыты хитиновым покровом.

2.                   Назовите отделы тела насекомых

3.                   Сколько ходильных ног у:

а)                     речного рака б) паука-птицееда в) бабочки-крапивницы.

4.                   Как называется тип зрения раков и насекомых?

II.                 Почему у членистоногих происходит линька? Какой процесс, характерный для членистоногих, называют линькой?

2.                   Работа в парах

О Объясните значение терминов: членистоногие, хитиновый покров, линька, го­ловогрудь, сложный или фасеточный глаз, мозаичное зрение.

III.               Изучение нового материала

Появление наружного скелета и связанный с этим распад кожно-мускуль­ного мешка был причиной существенных изменений и внутренних органов.

—                  В чем заключаются эти изменения и с чем они связаны?

Превращение однотипных параподий кольчатых червей в многочленистые

конечности разнообразного жизненного значения, несущие у членистоногих различные функции (передвижение, схватывание добычи, прием пищи и др.); развитие сложной мускулатуры, состоящей из пучков поперечно-полосатых мышц, способных к быстрым сокращениям; развитие хитинового покрова по­зволили повысить жизнеспособных членистоногих, заселить разнообразные участки Земли и преодолеть неблагоприятные влияния среды обитания и в воде, и на суше.

Во внутреннем строении членистоногих также произошли изменения.

Пищеварительная система членистоногих по уровню развития близка к таковой у кольчатых червей. Пользуясь рис. 93,94,96, определите состав орга­нов пищеварительной системы животных этой группы.

—                  Что вы знаете о способах питания этих животных?

В зависимости от способов питания членистоногих их органы пищеваре­ния значительно видоизменяются. У речного рака рот, окруженный челюстя­ми, помещается на нижней стороне головы. Вверх от него отходит короткий пищевод, открывающийся в желудок, представленный двумя отделами, жева­тельным и цедильным. В переднем (об этом говорит его название) пища раз­мельчается и перетирается, во втором она частично переваривается и фильтруется. Сильно измельченная и отфильтрованная пища поступает в кишку и в «печень», где происходит ее окончательное переваривание и всасывание.

Паукообразные обыкновенно питаются полужидкой пищей. Паук, напри­мер, прокалывает покровы добычи, выпускает в ранку пищеварительный сок, который растворяет ткани жертвы, а затем высасывает полужидкую пищу. Желудок у паука мускулистый, сосательный. На рис. 94 видно, что кишка пау­ка образует 5 пар выростов, которые увеличивают ее всасывающую поверхность. Сюда открываются протоки хорошо развитой «печени».

У насекомых пищеварительная система достигла наибольшей сложности и разнообразия. Строение ротовых органов зависит о вида потребляемой пищи и способа питания насекомых. У майского жука — грызущий ротовой аппарат, у комара — колюще-сосущий, у бабочек — сосущий, у мух — лижущий. В глотку насекомых открываются протоки слюнных желез. У многих видов желудок же­вательный. При сокращении его стенок происходит перетирание попавших в него частиц. Средняя кишка выполняет функции переваривания и всасывания пищи. У многих форм она имеет дополнительные выросты, увеличивающие всасывающую поверхность. Задняя кишка обладает способностью всасывать воду из проходящих непереваренных остатков пищи, поэтому выводимые через анальное отверстие фекальные массы оказываются почти сухими.•

—                  Какое это имеет значение?

О Сформулируйте проблему, связанную с дыханием членистоногих.

—                  Как дышат кольчатые черви?

—                  При каких условиях возможен такой способ дыхания?

—                  Как происходит дыхание у членистоногих животных, имеющих на по­верхности собственного тела хитиновый покров, обладающий свойст­вом воздухонепроницаемости?

—                  Почему на открытой поверхности суши или кожное дыхание, или дыха­ние с помощью жабр невозможно?

После постановки проблемного вопроса учащимся предлагается познак­омиться с пунктом «Дыхательная система», § 23.

Водные организмы, извлеченные насушу, погибают от потери воды или от недостатка поступающего кислорода. На суше только скрыто живущие мел­кие членистоногие, обитающие в таких местах, где воздух всегда насыщен водным паром, например в почве, могут дышать всей поверхностью тела, ко­нечно при условии тонких покровов (мелкие клещи, ногохвостки).

Жизнь на суше вне влажных укрытий требует развития непроницаемых для испарения покровов, но такие покровы не пропускают кислород.

У наземных членистоногих развиваются особые дыхательные органы — либо «легкие», представляющие глубокие мешковидные втягивания со склад­чатыми стенками, открывающиеся наружу лишь небольшими отверстиями (у пауков), либо (у большинства наземных членистоногих) трахеи. Трахеи пред­ставляют собой тонкие, обычно обильно ветвящиеся трубочки, открываю­щиеся наружу маленьким входным отверстием (дыхальцем) на поверхности тела (рис. 96, 97). Из тонких трубочек трахей вода через дыхальца испаряется очень медленно, и потери ее незначительны, а кислород по ним проникает бы­стро и легко. Ветви трахей омываются полостной жидкостью, а самые мелкие ответвления доходят до отдельных клеток. Трахейная система позволяет чле­нистоногим наилучшим образом приспособиться к жизни на суше.

Хочется отметить, что у членистоногих, хорошо приспособившихся к жиз­ни на суше, панцирь нередко бывает тоньше, чем у обитающих в воде, но зато на его поверхности отлагается очень тонкий слой воскоподобных и жиропо­добных веществ, не пропускающих пары воды, этот слой защищает организм от высыхания, препятствуя испарению.

—                  Какие еще системы органов меняются у членистоногих с переходом к жизни на суше?

Потери воды неизбежны не только при дыхании, но и выделении жидких продуктов обмена веществ. Водные животные в качестве продукта белкового обмена обычно выделяют аммиак, который весьма токсичен и должен быть растворен в большом количестве воды. Выведение этих продуктов происходит непосредственно во внешнюю среду через отверстия выделительных органов, открывающиеся у основания конечностей головного или грудного отделов (рис. 93, у рака — протоки открываются у основания усиков). Воду, разбав­ляющую аммиак, речные раки удаляют из полости тела, поддерживая тем са­мым постоянную повышенную концентрацию солей в полостной жидкости по сравнению с окружающей средой. Таким образом они избавляются и от лишней воды.

—                  Чем отличается выделительная система сухопутных членистоногих от системы водных животных? (§ 23, стр. 74).

—                  Какое значение имеет именно такое расположение выделительных трубо­чек? Вспомните, что происходит в задней кишке членистоногих?

По мере прохождения по задней кишке непереваренных остатков пищи и продуктов выделения (они поступают сюда из выделительных трубочек) и из тех и из других стенки кишки всасывают воду так, что экскременты и продук­ты обмена выводятся из кишечника в обезвоженном состоянии. Это особенно важно в целях экономии воды. Наземные членистоногие выводят мочевую кислоту (или ее производные), менее токсичную и слабо растворимую в воде.

Выделительные трубочки насекомых и пауков называются мальпигиевы­ми сосудами. Они слепозамкнуты со стороны полости тела и открыты в облас­ти задней кишки. Интересно отметить следующее:

Приспособившиеся к жизни на суше членистоногие выработали способность запасать много жира в особых образованиях — в жировом теле. Главная роль жи­рового тела состоит в том, чтобы в критические периоды, когда организм не мо­жет получить воду извне, снабжать его... водой! При окислении жиров образуется много воды, которая и идет на покрытие расхода воды животными. В этом отно­шении насекомые сходны с верблюдами.

О Рассмотрите на рис. 85, 93, 94 строение кровеносной системы члени­стоногих. Какие изменения по сравнению с кольчатыми червями вы за­метили (рис. 84)? Проверьте свои предположения по тексту параграфа.

У членистоногих кровеносная система представлена расположенным в спинной части тела пульсирующим, обычно продолговатым сосудом (говорит о примитивности) — сердцем. Кровь поступает в сердце через закрывающие­ся клапанами боковые отверстия, а выталкивается или непосредственно в по­лость тела, или через немногие крупные кровеносные сосуды. Кровеносная система членистоногих незамкнутая.