Урок
№35
Дата 24.01
Тема:
Дихання та газообмін у тварин. Органи дихання, їх різноманітність та функції.
Значення процесів дихання для вивільнення енергії в клітині.
Мета:
розширити, поглибити знання учнів
про будову органів дихання тварин, установити їх зв’язок з функціями, показати
значення газообміну в легенях і ткан инах, звернути увагу на значення дихання
для підтримання життєдіяльності; розвивати
вміння порівнювати; виховувати
етично-ціннісне ставлення до природи.
Обладнання
та матеріали: підручник, зошити, навчальна
презентація
Тип
уроку: комбінований
ХІД
УРОКУ
I.
Організаційний
етап.
Привітання.
Перевірка
готовності учнів до уроку.
II.
Перевірка
домашнього завдання. Актуалізація опорних знань.
Вправа «Вірю —
не вірю».
Учням необхідно позначити пропоновані твердження позначками «+» — вірю, «–»
— не вірю.
Чи вірите ви, що…
1) тварини належать до
гетеротрофних організмів?
2) наскрізна травна система
закінчується анальним отвором?
3) довжина кишечника рослиноїдної
та хижої тварини однакова?
4) їжа рослинного походження
перетравлюється швидше?
5) неперетравлені рештки у тварин
з ненаскрізною травною системою виділяються через рот?
6) до переднього відділу травного
каналу належать: ротова порожнина, стравохід, глотка?
7) травна система складається з
травної трубки і травних залоз?
8) дощовий черв’як має наскрізну
травну систему?
9) для одноклітинних тварин
характерне внутрішньоклітинне травлення?
10) для гідри характерне
порожнинне і внутрішньоклітинне травлення?
11) до фільтраторів належать
черевоногі молюски?
12) зовнішнє травлення властиве
павукам?
Відповіді:
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
11
|
12
|
+
|
+
|
–
|
–
|
+
|
+
|
+
|
+
|
+
|
+
|
–
|
+
|
III.
Мотивація
навчальної діяльності.
Постановка
проблемного питання.
Ученими було
встановлено, що ссавці споживають різну кількість кисню, наприклад землерийка
при масі тіла 3,5 г споживає 7–10 мл кисню на 1 г маси тіла за 1 год.; заєць
масою 1,6 кг — 0,96 мл, тюлень масою 26 кг — 0,22–0,34 мл, верблюд масою
170–330 кг — 0,03–0,04 мл. Так само неоднаковою є й кількість дихальних рухів
за хвилину: у коня вона дорівнює 8–16, у щура — 100–150, у миші — близько 200.
Із цих
показників випливає, що споживання кисню залежить від розмірів тварин: чим
більшою є тварина, тим менше вона споживає кисню. Чому так відбувається? На це
питання ви дасте відповідь наприкінці уроку.
Повідомлення
теми, мети уроку.
IV.
Вивчення нового
матеріалу.
Дихання
та газообмін у тварин. Значення процесів дихання для вивільнення енергії в
клітині
Розповідь
учителя.
В основі дивовижної, збалансованої
діяльності всіх систем тваринного організму лежить використання тієї енергії,
яка виділяється при окисненні поглинутої та засвоєної їжі. Для цього необхідна
постійна наявність кисню у клітинах і тканинах. Кінцевими продуктами окиснення
речовин в організмі тварин є вода та вуглекислий газ. Вода потім
використовується організмом для його потреб. А от вуглекислий газ необхідно
постійно видаляти з організму.
Запитання
до учнів.
— Як називається складний безперервний біологічний процес,
унаслідок якого живий організм із зовнішнього середовища споживає кисень, а
виділяє вуглекислий газ та воду? (Дихання.)
Дихання як біологічний процес являє
собою розщеплення органічних речовин (за допомогою кисню — аеробне; у
безкисневому середовищі — анаеробне) з метою отримання енергії, необхідної для
життєдіяльності.
Складання
опорної схеми.
Запитання
до учнів.
— Як ви вважаєте, який
тип дихання був першим з погляду еволюції?
— Коли виникло аеробне
дихання?
Аеробне дихання виникло, коли в
атмосфері в результаті життєдіяльності фотосинтезуючих організмів з’явився
вільний кисень. До цього живі істоти використовували анаеробні, безкисневі
джерела енергії.
Розповідь
учителя.
Дихання не можливе без газообміну.
— Що таке газообмін?
— За
допомогою якого фізичного явища відбувається газообмін? (Дифузії.)
Органи
дихання, їх різноманітність та функції
Розповідь
учителя.
У процесі еволюції різні групи
тварин, як тих, що живуть у воді, так і тих, що живуть на суходолі, виробили
декілька типів органів і систем дихання, у кожному випадку пристосованих до
певних умов.
Запитання
до учнів.
— Які органи дихання
характерні для мешканців водойм?
Органи дихання у мешканців водойм
(ракоподібних, молюсків, риб тощо) — це зябра — тонкостінні вирости, які
омиваються водою.
— Що є умовою газообміну
через зябра?
Умовою газообміну через зябра є
їхня зволоженість, тому на суходолі ці органи дихання функціонувати не можуть.
— Які органи дихання
характерні для мешканців суходолу?
Органи дихання мешканців суходолу
представлені:
1) трахеями (комахи,
павукоподібні),
2) легеневими мішками (деякі
павукоподібні),
3) легенями (наземні хребетні
тварини).
Органи дихання тварин: а
— трахеї, б — зябра, в — легені
Розповідь
учителя.
Але як би
не був побудований орган дихання, він повинен відповідати низці загальних
вимог:
1) мати тонкі стінки, які не
перешкоджатимуть дифузії газів;
2) завжди бути вологим, щоб не
перешкоджати розчиненню кисню і вуглекислого газу у воді;
3) добре забезпечуватися кров’ю або
мати контакт з позаклітинними рідинами, що омивають клітини.
Індивідуальна
робота .
Завдання
для самостійного опрацювання:
I учень — Як відбувається газообмін
за рахунок дифузії?
Як відбувається трахейне
дихання?
II група — Як відбувається дихання
за допомогою зябер?
Як відбувається легеневе
дихання?
Висновки
роботи учнів.
№
групи
|
Тип
дихання
|
Висновки
груп
|
1
|
Газообмін за рахунок дифузії
|
Одноклітинні
організми, або найпростіші (амеба, інфузорія-туфелька), не мають спеціальних
органів дихання. Газообмін у них відбувається за рахунок дифузії внаслідок
безпосереднього проникнення газів через поверхню клітини. У результаті
процесу дихання, який відбувається в мітохондріях клітин, концентрація кисню
в цитоплазмі знижується. Тому кисень проникає до клітини з навколишньої води,
де його концентрація вища. Цей процес називають дифузією. Концентрація ж
вуглекислого газу у клітині, навпаки, стає вищою, і він виходить назовні, у
воду. Газообмін за рахунок дифузії притаманний також і нижчим багатоклітинним
тваринам, наприклад губкам, кишковопорожнинним (гідра, медузи, корали),
плоским червам (планарія молочно-біла) тощо.
|
2
|
Дихання за допомогою зябер
|
Багатоклітинні організми, які
живуть у воді, дихають зябрами — тонкостінними виростами або зморшками,
вкритими тонкою шкірою, яка має проникність. Уперше справжні зябра
з’являються в багатощетинкових кільчастих червів — у вигляді тонких
ниткоподібних або гребінчастих виростів на голові або на примітивних
кінцівках — параподіях. Серед хребетних тварин зовнішні зябра трапляються
лише в деяких риб, хвостатих амфібій та пуголовків багатьох жаб і ропух. У
більших за розмірами і більш рухливих водяних тварин зябра заховані в
особливій порожнині. Ця навколозяброва порожнина, як правило, має зв’язок з
навколишнім водним середовищем і, крім того, має пристосування, які
збільшують циркуляцію свіжої води навколо зябер, що також сприяє покращенню
газообміну. Такі захищені зябра мають представники трьох великих груп
високоорганізованих водяних тварин — молюсків, ракоподібних і риб.
Серед хребетних тварин зяброве
дихання найкраще розвинуте в риб. Їхні зябра розташовані з країв бічних
отворів, що ведуть від глотки. Таких отворів, або зябрових щілин, найчастіше
буває чотири або п’ять по обидва боки віди глотки. Відкриваючи та закриваючи
рот, риба набирає воду до ротової порожнини, а потім завдяки скороченням
м’язів глотки, перекачує її через зяброві щілини назовні. Зворотному плину
води через рот запобігають м’які шкіряні зморшки, що оточують ротовий отвір.
Тому вода рухається лише крізь зябра, віддаючи у кров розчинений у ній
кисень. Ефективний обмін киснем і вуглекислим газом між кров’ю і водою
забезпечується завдяки тому, що кров тече біля поверхні зябер у напрямку,
прямо протилежному плину води, яка омиває зябра (це явище називають принципом
протиплину).
|
3
|
Трахейне дихання
|
У тварин, що вийшли на суходіл,
зяброве дихання в сухому повітрі, яке містить мало вологи, виявилося
неможливим і тому змінилося на інші типи — легеневе і трахейне. Комахи та ряд
інших членистоногих (наприклад, павуки) мають високоспеціалізований тип
дихальної системи — трахейну. Її відмінність від інших систем полягає в тому,
що кисень з повітря надходить по ній безпосередньо до клітин тіла, а не
переноситься за допомогою крові. На декількох сегментах тіла (а точніше
черевця) у комах є парні отвори, які називають дихальцями,— по одному на
кожному сегменті. Вони ведуть до заповнених повітрям порожнин, від яких у
глиб тіла йдуть невеликі трубочки — трахеї. Вони багаторазово розгалужуються,
їх галуження відбувається доти, поки кінцеві трубочки, які називають
трахеолами, не досягнуть діаметра, меншого за 1 мн. Трахеї та трахеоли
заповнені повітрям. Вони проникають до всіх частин тіла комахи, особливо
густо оплітаючи найбільш активні органи і тканини. У деяких випадках трахеоли
проникають навіть до окремих клітин. Кисень і вуглекислий газ переміщуються
по трахеях і трахеолах за допомогою дифузії.
|
4
|
Легеневе дихання
|
Легені хребетних являють собою
парні мішки, що відкриваються за допомогою довгого каналу на черевній стінці
глотки гортанною щілиною. Дихальні шляхи, на відміну від самих легень,
вистелені миготливим епітелієм. Гортанна щілина веде в гортань, яка
переходить у трахею. Починаючи з рептилій, у хребетних трахея розділяється на
два бронхи. Бронхи розгалужуються на бронхіоли, на кінцях яких знаходяться
легеневі пухирці (альвеоли), у яких і відбувається газообмін.
В амфібій
легеневе дихання має другорядне значення. Переважну роль відіграє шкірне
дихання і дихання через слизову ротової порожнини і глотки. У вищих хребетних
у зв’язку зі зроговінням покривів легені набувають значення єдиного органа
дихання. Особливістю дихання птахів є наявність спеціальних повітряних
мішків, розташованих між органами тіла.
|
Запитання
до учнів.
— Як транспортується кисень, що
надходить в організм?
Кисень, який надходить в організм,
транспортується по ньому за участю кровоносної системи, рідини порожнини тіла
тощо.
— Пригадайте, у яких тварин
кровоносна система не бере участі в транспортуванні кисню. Як у цих тварин
відбувається транспорт кисню?
Лише в комах, які мають трахеї,
кисень безпосередньо надходить до органів і тканин по їхніх розгалуженнях.
Висновки.
1. У процесі еволюції у тварин
виникають спеціалізовані органи дихання — зябра, трахеї, легені, пристосовані
до певних умов середовища існування.
2. Одноклітинні (амеба,
інфузорія-туфелька) та нижчі багатоклітинні тварини (кишковопорожнинні, плоскі
черви) не мають спеціальних органів дихання. Газообмін у них відбувається за
рахунок дифузії.
3. Зябра — органи дихання у водному
середовищі, характерні для риб, майже всіх пуголовків земноводних, у більшості
молюсків, багатощетинкових кільчастих червів, личинок комах, які живуть у воді
— бабок, поденок.
4. Трахеї представлені
розгалуженими трубочками, які пронизують усе тіло і відкриваються назовні
отворами, характерні для деяких членистоногих.
5. Легеневе дихання притаманне
наземним хребетним тваринам.
V.
Узагальнення та
систематизація знань.
Вправа «Закінчи
речення».
1. Дихання, під
час якого використовується кисень — … (аеробне).
2. Дихання, під
час якого не використовується кисень — … (анаеробне).
3. Дихання
одноклітинних тварин здійснюється через … (поверхню клітини).
4.
Багатоклітинні організми, які не мають органів дихання — це … (дощові черви).
5. Органи
дихання комах — … (трахеї).
6. До
повітроносних шляхів ссавців належать … (носова порожнина,
носоглотка, гортань, трахея, бронхи).
7. Для птахів характерне …
(подвійне) дихання.
VI.
Підбиття
підсумків уроку.
Обговорення
проблемного питання.
Споживання
кисню залежить від розмірів тварини (у великих тварин інтенсивність обміну
речовин нижча, ніж у дрібних).
VII.
Домашнє
завдання.
Завдання для всього класу.
Підручник:
_____________________________________________________________________________
Індивідуальні та творчі завдання.
Скласти
таблицю «Порівняльна характеристика газообміну у хребетних тварин».
Органи
дихання
|
Будова
органів дихання
|
Розташування
органів дихання
|
Механізм
дихальних рухів
|
|
Риби
|
||||
Амфібії
|
||||
Рептилії
|
||||
Птахи
|
||||
Ссавці
|
Додатковий
матеріал
Дихальна система губок
|
Для
дихання використовується розчинений у воді кисень, який поглинається всіма
клітинами тіла. Вуглекислий газ також виводиться в розчиненому стані. Здійснюються
за допомогою безперервного потоку води крізь тіло.
|
Дихальна система кишково-порожнинних
|
Здійснюється клітинами ектодерми
і ентодерми шляхом дифузії.
|
Дихальна система плоских червів
|
Спеціалізовані органи відсутні. Дифузія.
|
Дихальна система кільчастих червів
|
У дощового черв'яка
газообмін відбувається через багату на кровоносні судини шкіру. У деяких
морських кільчаків є зябра.
|
Дихальна система ракоподібних
|
Органи дихання зябра
– тонкостінні вирости основ грудних ніг. Вони прикриті ззовні складкою
панцира, яка захищає зяброву порожнину. Річковий рак дихає розчиненим у воді
киснем. Наземні ракоподібні дихають атмосферним повітрям. Дрібні форми
дихають усією поверхнею тіла.
|
Дихальна система павуко-подібних
|
Дихальна система у павука-хрестовика
представлена легеневими мішками і трахеями. Легеневі мішки і трахеї відкриваються назовні особливими
отворами на боках члеників. У легеневих мішках є багато листкоподібних складок, в яких
проходять кровоносні капіляри. Трахеї представляють собою систему
розгалужених трубочок, які підходять безпосередньо до багатьох органів
(особливо у павукоподібних, що не мають легеневих мішків), де і відбувається
тканинний газообмін.
|
Дихальна система комах
|
Органи дихання комах — трахеї
— відрізняються великою розгалуженістю. У дрібних комах газообмін
відбувається шляхом дифузії. Великі комахи вентилюють трахеї (під час
розслаблення стінок черевця повітря засмоктується в трахеї, а під час
скорочення — виходить у зовнішнє середовище). Завдяки трахейному диханню кров
не бере участі у перенесенні кисню і вуглекислого газу, а транспортує лише
поживні речовини.
|
1 – трахеї
|
Дихальна система риб
|
Основні органи дихання риб – зябра,
з їхньою допомогою риби поглинають з води розчинений у ній кисень. Зябра
розміщені на зябрових дугах.
Ззовні кожного краю зябрової дуги розташовані два ряди зябрових пелюсток. В них розгалужуються кровоносні судини й
відбувається газообмін.
Завдяки рухам зябрових кришок вода проходить через ротовий отвір, глотку та зяброві щілини, омиваючи зяброві пелюстки. Коли ж зяброві кришки повертаються у вихідний стан, вода виходить з-під зябрових кришок назовні. Хрящові риби зябрових кришок не мають, зяброві щілини у них відкриваються назовні самостійними отворами.
З внутрішнього боку зябрової дуги розміщені зяброві тичинки, які слугують своєрідним фільтруючим апаратом. Вони
запобігають потраплянню їжі та сторонніх часток з водою до зябер. Таким
чином, їжа затримується в ротоглотці і не заважає газообміну через зябра.
У деяких риб, дводишних, крім зябер є ще одна чи дві легені, які дають змогу дихати атмосферним киснем. Це порожні міхури, що сполучаються із стравоходом. Тому дводишні риби можуть мешкати у водоймах з невисоким умістом кисню й навіть переживати тривалі періоди посухи. |
 Будова зябер
1 – зяброві дуги;
2 – зяброві пелюстки;
3 – зяброві тичинки;
4 – зяброві пластинки
|
Дихальна система амфібій
|
Дихальна система
земноводних побудована дуже різноманітно. Наприклад, жаба, як і інші
безхвості, дихає легенями і через шкіру. Легенево-шкірне
дихання властиве більшості земноводних. Але личинки земноводних, а також
деякі види в дорослому стані дихають зовнішніми
зябрами.
Без легенева саламандра у
дорослому стані не має ні зябер, ні легенів, а дихання здійснюється через шкіру.
Легені являють собою пару мішків з тонкими комірчастими стінками.
Дихальні шляхи розвинуті слабо і представлені тонкою гортанно-трахейною
камерою, оточеною двома черпаловидними хрящами на яких розміщуються голосові
зв’язки. Скелет гортані властивий лише вищим земноводним. Механізм легеневого
дихання у зв’язку з відсутністю грудної клітини досить своєрідний. Роль носа
виконує ротоглоткова ділянка, дно якої то опускається (повітря при відкритих
ніздрях всмоктується), то піднімається (повітря при закритих ніздрях
проштовхується в легені). Видох здійснюється при спаданні еластичних стінок
легенів.
|
Дихальна система рептилій
|
У зв'язку з життям на
суші у плазунів тільки легеневе
дихання. Дихальні шляхи диференційовані на гортань, трахею та бронхи. Легені, порівняно із земноводними,
більші за розмірами і мають губчасту структуру, що збільшує поверхню
газообміну. Вентиляція легень забезпечується роботою грудної клітки за
допомогою міжреберної та черевної мускулатури.
|
8 – ніздрі;
9 – трахея;
10 – легеня
|
Дихальна система птахів
|
Органи дихання
забезпечують інтенсивний газообмін під час польоту. Птахи мають добре
розвинені дихальні шляхи. У них наявна властива лише їм нижня гортань —
голосовий апарат цих тварин. Нижня гортань розташована у нижній частині трахеї.
Трахея розділяється на два бронхи, які входять у легені. У
легенях бронхи галузяться, на кінцях частини розгалужень розміщені легеневі
міхурці, густо обплетені капілярами. Інші великі розгалуження бронхів
пронизують легені і за їх межами розширюються у тонкостінні повітряні
мішки. Вони займають простір між внутрішніми органами, а численні
відростки проникають у порожнини кісток, проходять між м'язами під шкіру
(об'єм повітряних мішків приблизно у 10 разів більший за об'єм легенів).
Повітряні мішки відіграють важливу роль під час польоту. У стані спокою
дихання у птаха відбувається шляхом розширення і звуження грудної клітки. У
польоті грудна клітка залишається майже нерухомою і дихання відбувається
завдяки підніманню й опусканню крил. Під час підняття крил повітряні мішки
розтягуються і наповнюються крізь легені повітрям; під час опускання повітря
з них виштовхується в легені, а потім крізь дихальні шляхи — назовні. Таким
чином забезпечується так зване подвійне дихання: легені вентилюються
повітрям, збагаченим киснем, як під час вдиху, так і під час видиху. Чим
швидше летить птах, тим інтенсивніше він дихає. Повітряні мішки також
полегшують масу тіла, захищають внутрішні органи від перегрівання під час
польоту.
|
  |
Дихальна система ссавців
|
Ефективне здійснення
газообміну у ссавців забезпечується дихальними шляхами – носова порожнина,
гортань, трахеї, бронхи та легенями. Їх легені, завдяки
альвеолярній структурі, мають велику дихальну поверхню. Акт дихання здійснюється
шляхом зміни об'єму грудної клітки, внаслідок руху ребер та опускання і
піднімання діафрагми.
У гортані ссавців є
голосові зв'язки, за допомогою яких звірі мукають, нявкають, гавкають,
ревуть, виють, бекають — оповіщають представників свого виду про небезпеку,
місцезнаходження, відношення один до одного тощо.
|
 |
