Тема: Класс Головоногие моллюски.
Задачи урока: сформировать знания о классе Головоногие моллюски (на примере осьминога)
Цели урока:
Образовательные:
1. Познакомить с общей характеристикой класса Головоногие моллюски, особенностями их строения в связи со средой обитания, многообразием.
Воспитательные:
1. Формирование экологической культуры учащихся и бережного отношения к окружающей нас природе.
Развивающие:
1. Умение применять информационные технологии.
2. Умение сравнить биологические объекты.
3. Умение наблюдать, делать выводы из наблюдений.
Форма урока
Изучение нового материала с применением ИКТ
Оборудование:
1. Презентация “Головоногие моллюски ”,
2. Компьютер, мультимедийный проектор.
3. Анимация «Реактивное движение»
4. Ростры белемнитов, колба с раствором медного купороса
5. Мультфильм «Осьминожки»
6. Таблицы «Строение осьминога», «Многообразие головоногих»
Ход урока:
Организационный момент. Приветствие. Здравствуйте, меня зовут….. Сегодня я проведу у вас урок биологии. Надеюсь, что вам будет интересно, и вы уйдете с урока с новыми знаниями. Начнем мы урок не совсем обычно. Конечно, все вы любите мультфильмы. Давайте посмотрим маленький кусочек одного из них, и вы сами назовете мне тему нашего урока.
Фрагмент мультфильма (1 мин) Итак, тема нашего урока? (Класс Головоногие) Назовите представителей данного класса.
Тема урока: Класс Головоногие. Особенности строения. Для того, чтобы вам было удобно работать в течение урока мы будем заполнять таблицу, которая лежит перед вами. В конце урока мы вместе ее проверим (Приложение №1).
Постановка проблемы: Головоногие моллюски уже не одню сотню лет будоражат воображение человека. Слишком много в них загадочного и до сих пор непонятного. Российский биолог Игорь Иванович Акимушкин, в своей книге, посвященной головоногим, назвал их «приматами моря»? Как вы думаете почему? Кого называют приматами? (обезьян). Итак, цель нашего урока познакомиться с классом головоногие и с особенностями их внешнего и внутреннего строения.
Изучение нового материала.
Головоногие появляются 500 млн лет назад и сразу же становятся «господами морей». Дело в том, что на тот момент у них еще нет реальных врагов. Первые головоногие были малоподвижными формами, родственными современному наутилусу, но с незакрученной конической раковиной, так называемые прямые головоногие.
С появлением настоящих рыб ситуация меняется. Рыбы начинают охотиться на головогих в связи с чем прямые головоногие не выдерживают конкуренции, и их разнообразие заметно сокращается; попытки спастись за счет гигантизма (раковины Endoceras, например, достигали 4 м в длину - хотя сам моллюск был, понятное дело, много меньше) не имели успеха.
Но головоногие сумели тогда дать позвоночным достойный эволюционный ответ благодаря появлению свернутых головоногих, имеющих спирально закрученную раковину - аммонитов. Дело в том, что прямые наутилоидеи обладали достаточно совершенным аппаратом регулирования плавучести (они меняли заполнение водою пустых камер раковины - в точности как подводная лодка заполняет и опорожняет балластные цистерны), но вот с горизонтальными перемещениями у них были большие проблемы. Головоногие движутся реактивным способом. В чем заключается такой способ движения? Напомню вам, что между кожной складкой – мантией и телом моллюска располагается мантийная полость. Она сообщается с окружающей средой щелевидным отверстием. Вода засасывается в мантийную полость через это отверстие, а выбрасывается через специальную трубку (воронку), направленную вперед и располагающуюся в районе головы (Анимация «Реактивное движение»).
Первые наутилоидеи "висели" вниз головой в придонных слоях воды и могли лишь "падать" на свою добычу сверху. В дальнейшем они "завалили" раковину, сместив центр ее тяжести за счет неравномерного отложения карбоната кальция (на брюшной стороне больше, чем на спинной); вся конструкция в результате обрела способность к продольному движению. Однако эта конструкция принципиально неустойчива в движении , т.к. центр тяжести и точка приложения реактивной тяги (воронка) должны находиться на противоположных концах тела животного: малейшее отклонение от линии тяги - и движущийся моллюск начнет кувыркаться. А вот у свернутых головоногих центр тяжести их спиральной раковины почти совпадает с сифоном, что и обеспечивает устойчивое продольное движение. Именно поэтому свернутые головоногие стали первой группой хищников, освоивших толщу воды. (Здесь необходимо заметить, что рыбы, например, будут продолжать "ходить по дну" почти до середины мезозоя: лишь тогда костные рыбы "изобретут" плавательный пузырь, а среди хрящевых рыб - появятся акулы современного типа, которые "не тонут" из-за того, что находятся в постоянном движении.) Видимо, именно освоение трехмерного пространства привело к возникновению у позднепалеозойских головоногих самых совершенных (среди беспозвоночных) глаз и чрезвычайно усложненного.
К юре аммониты достигли максимального своего размера, однако с появлением короткошейных плезиозавров - плиозавров, черепа которых достигали 3 м в длину, - эта стратегия себя исчерпала. Аммониты начали мельчать, пытаясь уйти за нижний предел оптимального размера жертвы, а разнообразие их - уменьшаться.
И вновь головоногие нашли выход: с этого времени начинается расцвет групп, имеющих внутреннюю раковину - белемнитов и происходящих от них кальмаров (демонстрация ростров белемнитов). Отказ от раковины в обмен на увеличение скорости передвижения - оказывается генеральной линией эволюции головоногих. Судя по всему, внутреннераковинные головоногие оказались самыми скоростными обитателями мезозойского океана; они, казалось бы, должны столкнуться с тою же проблемой устойчивости в движении, что и прямые головогоногие (см. выше), однако их тело, лишенное раковины, способно выравнивать "полет" при помощи плавников-стабилизаторов. Кроме этого, у всех современных головоногих моллюсков имеются хорошо развитые щупальца – складывая их определенным образом, осьминог может не только великолепно управлять своим движением, но и резко изменять направление движения! При этом отсутствие таких ограничителей роста, как твердые покровы членистоногих, позволяет им достигать очень крупных размеров. Современный гигантский кальмар достигает в длину 18 м (со щупальцами) и является самым крупным беспозвоночным (на коже китов находили отпечатки присосок кальмаров, длина которых оценивается в 30 м), а ведь в прошлом вполне могли существовать и более крупные виды! Как бы то ни было, внутреннераковинные головоногие успешно дожили до наших дней и вымирать явно не собираются. Достаточно сказать, что в пробах грунта из глубоководных частей Тихого океана число челюстей кальмаров на один квадратный метр варьирует от нескольких десятков до нескольких сотен, что дает некоторое представление о численности (и экологической роли) этих животных в современных морях.
Но такие перестройки внешнего строения не могли не повлечь за собой и перестройку систем внутренних органов. Исчезновение внешней раковины связано с большой скоростью передвижения. По этой же причине у головоногих начинают формироваться элементы внутреннего хрящевого скелета: мозг защищен хрящевым черепом, хрящи имеются также в основании щупалец и плавников.
Большая скорость передвижения позволяет вести образ жизни активного хищника. Пищеварительная система Головоногих. Чтение в учебнике на странице 109-110. Далее - заполнение таблицы.
Добычу свою головоногие моллюски захватывают щупальцами. Ротовое отверстие находится в венце щупалец и открывается мощными роговыми челюстями, напоминающими клюв попугая. В сильно развитой мускулистой глотке находится язык, на котором располагается терка (радула). В глотку впадают протоки ядовитых слюнных желез. Далее идет длинный пищевод, мускулистый желудок и длинная кишка, которая заканчивается анальным отверстием. В заднюю кишку впадает проток чернильного мешка. В случае опасности осьминог выпускает чернила и под защитой «дымовой завесы» скрывается от врага. Свойства чернил уникальны – сепия способна в течение 10 минут не расплываться в воде, сохраняя форму самого осьминога или кальмара. Краска начинает расплываться лишь после механического воздействия и обладает парализующем эффектом. Так, например, мурена – злейший враг каракатиц, лишается обоняния и дезориентируется на 6 часов. Запаса чернил осьминогам хватает на 5-6 «залпов», а пополнение мешка происходит за полчаса.
Активное движения и хищничество невозможно без интенсивного обмена веществ, а это, в свою очередь ведет к оптимизации процессов дыхания. Чем дышат головоногие?
Жабрами. Одна пара жабр расположена в мантийной полости. Ритмические сокращения прокачивают воду через жабры. Какая система органов участвует в газообмене? – Кровеносная. Кровь переносит кислород от органов дыхания по всему организму. Для того, чтобы кровь быстрее перегонялась через жабры, перед вступлением в жабры кровеносные сосуды образуют расширения, так называемые «венозные сердца», способные к пульсации. Настоящее сердце у головоногих состоит из одного желудочка и двух предсердий. А кровеносная система практически замкнутая – во многих местах капилляры переходят в вены. А еще их величают «морскими аристократами». Как вы думаете, почему? Поводом для этого послужила их голубая кровь. Столь необычный цвет объясняется тем, что в эритроцитах и плазме вместо гемоглобина содержится гемоцианин, в котором железо заменено медью (демонстрация стакана с раствором медного купороса).
Обыкновенный осьминог обладает способностью изменять окраску, приспосабливаясь к окружающей среде. Это объясняется наличием в его коже клеток с различными пигментами, способных под влиянием импульсов из центральной нервной системы растягиваться или сжиматься в зависимости от восприятия органов чувств. Обычный окрас — коричневый. Если осьминог напуган — он белеет, если разгневан, то краснеет.
Этой способностью осьминоги обязаны зрительным анализаторам, расположенным не только в глазах, но и в присосках щупальцев. После оценки окружающей обстановки сигналы поступают к соответствующим отделам нервной системы, а те, в свою очередь, посылают «приказ» клеткам.
Головной мозг высокоразвитый (один из самых развитых среди беспозвоночных) нервные головные узлы у него слились вместе и образовали нечто вроде головного мозга, который защищен хрящевой капсулой. Интересно, что мозг головоногих кольцом охватывает пищевод – именно поэтому они не могут глотать крупные куски, а вынуждены предварительно перетирать пищу до состояния пюре. Благодаря наличию мозга поведение кальмара может быть очень сложным.
Самый «умный» среди всех беспозвоночных: поддается дрессировке, имеет хорошую память, различает геометрические фигуры — маленький квадрат отличает от более крупного, прямоугольник, поставленный вертикально, от прямоугольника, поставленного горизонтально, круг от квадрата, ромб от треугольника. Узнает людей, привыкает к тем, кто их кормит. Если проводить с осьминогом достаточно времени, он становится ручным. Прекрасно обучаем.
Глаза большие, с хрусталиком, похожим на человеческий. У кальмара очень хорошо развиты органы чувств, особенно глаза, которые по сложности могут конкурировать с глазами совы, кошки и человека. Глаз кальмара имеет роговицу, радужину, хрусталик, стекловидное тело и сетчатку. Хрусталик круглый, поэтому фокусировка глаза для разглядывания предметов, расположенных на разном расстоянии, осуществляется удалением или приближением его к сетчатке (как это происходит в фотоаппарате), а не изменением кривизны линзы, как у млекопитающих. Поэтому, кстати, у кальмаров не может быть близорукости или дальнозоркости. Зрачок прямоугольный. Во время глубокого сна осьминог глаза не закрывает, а лишь сильно суживает зрачки. Его дыхание замедляется, все щупальца, кроме двух нижних, он прижимает к телу. Две нижние раскинутые в стороны руки выполняют сторожевую функцию. Прикосновение к ним, а также малейшее колебание воды действуют на спящего осьминога подобно будильнику.
Осьминоги способны воспринимать звук, в том числе инфразвук. На каждой «руке» расположено до 10 тыс. вкусовых рецепторов, определяющих съедобность или несъедобность предмета.
Размножение (учащиеся читают самостоятельно Приложение №2) После оплодотворения самка устраивает в норе или пещерке гнездо и откладывает в нем несколько тысяч яиц, которые при помощи слизи прикрепляет к потолку и стенам норы связками-гроздьями. И с этого момента уже неотлучно находится при яйцах, постоянно перебирая их, омывая свежей водой и отгоняя от гнезда хищников. «Высиживание», в зависимости от вида, может продолжаться 12 и более месяцев. Все это время самка ничего не ест, рационально используя запас питательных веществ, накопленных в печени. А к моменту вылупления осьминожков она бывает настолько истощена, что, освободив потомство от яйцевой оболочки, вскоре умирает.
Как вы думаете, почему самка не покидает гнездо?
Почему умирая, она уходит подальше от кладки?
Сколько раз в жизни размножаются головоногие?
4. Закрепление материала. Проверка таблицы
5. Рефлексия. Составление синквейна.
Первая строка — тема синквейна, заключает в себе одно слово (обычно существительное или местоимение), которое обозначает объект или предмет, о котором пойдет речь.
Вторая строка — два слова (чаще всего прилагательные или причастия), они дают описание признаков и свойств выбранного в синквейне предмета или объекта.
Третья строка — образована тремя глаголами или деепричастиями, описывающими характерные действия объекта.
Четвертая строка — фраза из четырёх слов, выражающая личное отношение автора синквейна к описываемому предмету или объекту.
Пятая строка — одно слово-резюме, характеризующее суть предмета или объекта.
(Ряд методистов полагает, что синквейны полезны в качестве инструмента для синтезирования сложной информации, в качестве среза оценки понятийного и словарного багажа учащихся)
Использованная литература:
И.И. Акимушкин «Приматы моря»
К.Ю. Еськов «История Земли и жизни на ней»
Учебник под редакцией В.М. Константинова «Биология. Животные. 7 класс»
Приложение №1
Т ема:
|
Особенности строения
|
Внешнее строение
|
|
Тип движения
|
|
Пищеварительная система
|
|
Кровеносная система
|
|
Дыхательная система
|
|
Нервная система и органы чувств
|
|
Размножение
|
|
Представители класса
|
|
|
Приложение №2
После оплодотворения самка устраивает в норе или пещерке гнездо и откладывает в нем несколько тысяч яиц, которые при помощи слизи прикрепляет к потолку и стенам норы связками-гроздьями. И с этого момента уже неотлучно находится при яйцах, постоянно перебирая их, омывая свежей водой и отгоняя от гнезда хищников. «Высиживание», в зависимости от вида, может продолжаться 12 и более месяцев. Все это время самка ничего не ест, рационально используя запас питательных веществ, накопленных в печени. А к моменту вылупления осьминожков она бывает настолько истощена, что, освободив потомство от яйцевой оболочки, вскоре умирает. |
