Слайд 2
Слайд 3
У амфибий она состоит из тех же органов, что и у рыб (см. также § 31) (рис. 134, 135). Широкий рот ведет в обширную ротовую полость. Язык лягушек прирастает передним концом к нижней челюсти. У взрослых лягушек в глоточном отделе нет жаберных щелей (они появляются только на ранних этапах развития, а затем исчезают).
Слайд 4
Сравнительно короткий пищевод плавно переходит в желудок. Смоченная слюной во рту пища проходит по пищеводу, подвергается воздействию пищеварительных ферментов в желудке. Кишечник подразделяется на тонкий и толстый отделы.
Слайд 5
В двенадцатиперстную кишку (первый отдел тонкого кишечника) открываются протоки печени, желчного пузыря и поджелудочной железы. В тонком кишечнике происходит окончательное переваривание пищи. Питательные вещества всасываются стенками кишечника и разносятся кровью по всем органам и тканям организма.
Слайд 6
В толстом кишечнике накапливаются непереваренные остатки. Толстая кишка открывается в особое расширение – клоаку. В нее открываются также протоки выделительной и половой систем. Через клоаку непереваренные остатки пищи удаляются наружу.
Слайд 7
Слайд 8
Слайд 9
У личинок земноводных – головастиков, как и у рыб, функционируют жабры и только один круг кровообращения. Взрослые лягушки дышат легкими, представляющими собой небольшие вытянутые мешочки с тонкими эластичными стенками. В них обильно разветвляются многочисленные капилляры.
Слайд 10
Дыхание происходит за счет опускания и подъема дна ротовой полости. Когда оно опускается, воздух поступает в ротовую полость. Если ноздри закрываются, дно ротовой полости поднимается и воздух проталкивается в легкие.
Слайд 11
При выдохе ноздри открыты, и при поднимании дна ротовой полости воздух выходит наружу. В легких происходит газообмен: кислород поступает в капилляры и кровью разносится по всем органам и тканям, а из капилляров в легкие выделяется углекислый газ, который сюда доставляется кровью от органов и тканей.
Слайд 12
Легкие у земноводных примитивны: у них мала поверхность соприкосновения капилляров с воздухом. Поэтому важное значение в газообмене имеет кожа. Через влажную кожу также происходит обмен газами, поэтому так опасно для амфибий высыхание кожи.
Слайд 13
В связи с развитием легких у земноводных появляется второй – малый, или легочный, круг кровообращения (рис. 136).
Слайд 14
Слайд 15
Сердце трехкамерное: два предсердия и один желудочек. Кровь от внутренних органов собирается в крупных венах и поступает в правое предсердие. В левое предсердие по легочной вене приносится кровь от легких, богатая кислородом. При сокращении предсердий кровь переходит в желудочек, где частично смешивается. Более насыщенная углекислым газом кровь по легочным артериям направляется в легкие.
Слайд 16
Слайд 17
Продолговатые красно-бурые почки располагаются в полости тела по бокам позвоночника. Вредные продукты обмена веществ фильтруются почками и в виде мочи поступают в мочеточники. По стенке клоаки она стекает и наполняет мочевой пузырь. Стенки мочевого пузыря периодически сокращаются, и моча через клоаку выделяется наружу.
Слайд 18
Слайд 19
у земноводных (рис. 137), как и у рыб, состоит из центрального и периферического отделов. В головном мозге сильнее развит передний мозг, разделенный на два полушария. Они почти скрывают сверху промежуточный мозг. Умеренно развит средний мозг, связанный с органами зрения.
Слайд 20
Плохо развит мозжечок. Этим объясняются однообразные движения земноводных и их малоподвижный образ жизни. Условные рефлексы у земноводных вырабатываются медленно, для этого требуется много времени.
Слайд 21
Слайд 22
Земноводные по сравнению с рыбами имеют более сложное внутреннее строение. Усложнение касается дыхательной и кровеносной систем в связи с появлением легких и двух кругов кровообращения. Более сложное строение, чем у рыб, имеют нервная система и органы чувств.
Слайд 23
Посмотреть все слайды
Рассмотрим системы внутренних органов земноводных также на примере лягушки озерной (рис. 98). Пищеварительная система земноводных построена сложнее, чем пищеварительная система рыб. Начинается она полостью рта, на дне
Которой передним концом прикреплен язык. (Подумай, чем способ прикрепления языка лягушки отличается от способа прикрепления языка человека.) Основная функция языка - ловить насекомых, а не проталкивать пищу. В ротовую полость открываются протоки слюнных желез, продуцирующих слюну, предназначенную для смачивания пищи. (Вспомни, которые другие животные имеют слюнные железы и каково их назначение.) Ротовая полость переходит в пищевод, который открывается в желудок, где начинается переваривание пищи. Двенадцатиперстная кишка лежит под желудком, в нее впадает желчный проток печени и проток поджелудочной железы. Кишечник образует несколько петель, переходит в прямую кишку и заканчивается клоакой. В кишечнике происходит всасывание воды.
Как ни странно, глотать пищу некоторым земноводным помогают... глаза. Возможно, ты наблюдал, как страдальчески закатывает глаза лягушка, когда ест муху. Это отнюдь не признак сочувствия к жертве, а процесс проглатывания пищи.
Выделительная система земноводных подобна выделительной системы рыб. Голая кожа лягушки озерной не препятствует проникновению воды внутрь организма, поэтому в нем постоянно накапливается избыток воды. Эту лишнюю воду выводят большие туловищные почки (подобные имеют и рыбы) . От почек по мочеточниках моча выводится в клоаку.
Земноводные, живущих в пустыне, умеют экономить воду. Именно поэтому в южноамериканской квакиии - филомедузы не образуется моча. Вредные вещества в ней накапливаются в мочевом пузыре в виде твердых кристаллов растворяются, когда животное попадает в воду.
Дыхательная система. Органы дыхания лягушки - легкие - имеют вид разделенных на ячейки мешков. Легкие пронизаны разветвленной сеткой кровеносных сосудов.
Механизм вдоха такой: когда опускается дно ротоглоточной полости, в ней создается разреженное пространство, и воздух поступает через открытые ноздри. Далее ноздри закрываются специальными клапанами, и дно полости поднимается, проталкивая воздух в легкие.
Из-за недостаточного развития легких у земноводных большое значение приобретает кожное дыхание. Количество кислорода, поступающего в организм через кожу, и углекислого газа выделяется так же через кожу, составляет половину общего объема газов, необходимых животному для дыхания.
Прудовая лягушка, которую посадили в воду и таким образом лишили возможности дышать легкими, способна прожить три недели, травяная - месяц. Обычный тритон как-то просидел под водой семь месяцев! Он прекрасно чувствовал и просидел бы еще неизвестно сколько, но ученым надоело наблюдать за ним. Целая семья амфибий - безлегеневи саламандры - обходятся вообще без легких, а дышат только через кожу и с помощью поверхности ротовой полости.
Кровеносная система земноводных приспособлена к легочному типу дыхания. (Вспомни строение сердца окуня.) Это означает, что у лягушки озерной трехкамерное сердце, состоящее из двух предсердий и желудочка, а два круга кровообращения позволяют частично разделять артериальную и венозную кровь и лучше насыщать ткани тела кислородом. В правое предсердие собирается смешанная кровь: венозная, насыщенная углекислым газом, - от внутренних органов, и артериальная, богатая кислородом - от кожи. В левое предсердие поступает только артериальная кровь, в легких обогащается кислородом. Оба предсердия сокращаются одновременно, и кровь из них попадает в желудочек. В желудочке кровь смешанная. Благодаря наличию сердечного клапана происходит распределение крови: артериальная кровь поступает к головному мозгу, венозная - в легких и кожи, где насыщается кислородом и превращается в артериальную, а смешанная - ко всем органам. Вследствие того, что у земноводных артериальная и венозная кровь смешиваются и насыщение тканей кислородом происходит недостаточно быстро, обмен веществ замедлен. (Вспомни, что такое обмен веществ.) Поэтому температура тела у амфибий, как и у рыб, не отличается от температуры окружающей среды.
Нервная система лягушки озерной сложнее нервную систему рыб. Более развитый передний мозг лягушки разделен на две большие полушария, благодаря которым лягушка является сообразительней существом, чем, например, окунь.
Органы чувств. Осложнения нервной системы непосредственно связано с развитием органов чувств.
Органы зрения лягушки - глаза - хорошо приспособлены к наземным условиям. Она способна видеть движущиеся предметы на значительном расстоянии, а также следить за добычей, не поворачивая головы и туловища.
Органы слуха у лягушки состоят не только из внутреннего (как у рыб) , но и из среднего уха. Наружное отверстие полости среднего уха затянут барабанной перепонкой - специальной эластичной мембраной. В состав среднего уха входит слуховая косточка - стремя, которое передает сигналы от барабанной перепонки к внутреннему уху.
Органы обоняния представлены парными внешними и внутренними ноздрями и достаточно хорошо развиты. С их помощью земноводные ищут дорогу к родной водоемы, преодолевая расстояние более километра.
Орган вкуса - вкусовые бугорки, которые находятся на языке. Можно наблюдать, как лягушка сначала хватает языком несъедобный предмет, а затем избавляется его, выталкивая изо рта передней лапкой.
В отличие от рыб, у земноводных сложнее строение нервной, пищеварительной и кровеносной систем, являются легкие, лучше развиты органы чувств. Однако строение выделительной системы подобна выделительной системы рыб.
Термины и понятия: двенадцатиперстная кишка, желчный проток, поджелудочная железа, прямая кишка, ротоглоточный полость, кожное дыхание, большие полушария, среднее ухо, стремя.
Проверь себя. 1 . Какое строение пищеварительной системы лягушки озерной? 2 . Как дышит лягушка?
3 . Благодаря чему лягушка имеет легочное дыхание, не задыхается под водой?
4 . Чем кровеносная система лягушки отличается от кровеносной системы рыбы, в чем заключается это различие? 5 . Какая кровь поступает к левому предсердию, а какая - к правому? 6 . В чем проявляется совершенство нервной системы и органов чувств земноводных по сравнению с нервной системой и органами чувств рыб?
Как ты считаешь? Почему наличие двух кругов кровообращения и трехкамерного сердца прогрессивной признаком строения животного?
«Строение и деятельность внутренних органов земноводных». 7 класс. Животные. Урок 41: «Строение и деятельность внутренних органов земноводных». Выполнила: Полтавцева О.А. – учитель биологии МОУ Пролетарская СОШ 4 им. Нисанова Х.Д. Цель урока: Продолжить изучение класса Земноводные; Выявить приспособления к наземной и водной средам обитания; Продолжать формировать умения работать с учебником, схемой, рисунком.
1)Проверка домашнего задания: работа с рисунком «внешнее строение лягушки», работа с терминами, проверка домашней таблица «Скелет и мускулатура». 2)Изучение новой темы: пищеварительная система, дыхательная система, кровеносная система, выделительная система, нервная система, обмен веществ. 3)Выводы: убедиться, что Земноводные получили своё название заслуженно. 4)Закрепление нового материала. 5)Домашнее задание.
Проверка домашнего задания. 1) Назовите части тела лягушки. 2) Перечислите внешние органы лягушки, расположенные на голове. 3) Назовите части передней конечности лягушки. 4) Назовите части задней конечности лягушки. Почему задние конечности длиннее передних?
Схема внутреннего строения земноводных. Внутреннее строение связано с водно-наземной средой обитания. Земноводные по сравнению с рыбами имеют более сложное внутреннее строение. Усложнение касается дыхательной и кровеносной систем в связи с появлением легких и двух кругов кровообращения. Более сложное строение, чем у рыб, имеют нервная система и органы чувств.
Дыхательная система земноводных. Строение лёгких. Механизм дыхания земноводных. Легкие - представляют собой небольшие вытянутые мешочки с тонкими эластичными стенками. Дыхание происходит за счет опускания и подъема дна ротовой полости. Легкие у земноводных примитивны, Поэтому важное значение в газообмене имеет кожа.
Тип урока: комбинированный.
Педагогическая технология: технология проблемного обучения.
Оценка педагогической ситуации: Одной из ведущих форм деятельности учащихся 7 класса является поисковая деятельность. Поэтому на уроках для учащихся данного возраста оправдано использование таких познавательных методов как метод моделирования, аналогии, выведения следствий из фактов и эксперимент. Эти методы основываются на активной деятельности учащихся. Тема данного урока позволяет, опираясь на самостоятельную работу учащихся, определить содержание основных учебных единиц, сформулировать ведущие понятия. В качестве модели обучения выбрана поисковая модель.
Цель: создать условия для овладения учащимися знаний об особенностях организации и работы систем внутренних органов земноводных.
Задачи:
Методы: словесные – по характеру средств преобладающей речевой деятельности, и логические – по способу добывания учебной информации, основанные на логических операциях, наглядные.
Оборудование: медиапроектор, демонстрационные таблицы, раздаточные пособия, презентация.
Ход урока
Сегодня на уроке продолжается изучение хордовых животных. Тема урока – «Строение и работа систем внутренних органов земноводных», (начало показа презентации с помощью медиапроектора)
Цели урока:
Как вы полагаете, для чего нужно знать строение лягушки? В каком случае эти знания могут пригодиться в будущем во взрослой жизни? (Предполагаемый ответ: для людей, которые выбирают профессию, связанную с изучением животных). Верно, и такой профессией, где требуется знания строения и работы органов животных, является, например, врач, точнее ветеринарный врач.
Вспомните детское стихотворение Корнея Чуковского о таком враче? (Предполагаемый ответ: Айболит)
(Просмотр видеофрагмента по мультфильму «Айболит» с использованием медиапроектора – 2-3 мин.)
Конечно, чтобы лечить животных, нужно знать, как устроен их организм. Представляете, как много, наверное, знал о строении и работе разных органов животных Айболит! Ведь у него лечились разные животные. Вспомните, кто? (Предполагаемый ответ: лиса, которую укусила оса, барбос, которого курица клюнула в нос, бегемотики, страусята, акулята, тигрята, верблюжата и др)
Вспомните, как Айболит вылечил зайчика? (Предполагаемый ответ: ему пришили ножки)
Посмотрите, какие чудесные ножки пришил Айболит зайчику.
(Демонстрация рисунка зайчика с человеческими ногами. Смех.)
Но что-то не так?…(Предполагаемый ответ: это не зайкины ноги). Конечно, это шутка. Доктор Айболит должен хорошо знать, кому и какие ноги пришивать.
Но вот представим, что к Айболиту пришла лягушка за советом, стоит ли ей обменять свое сердце на рыбье, двухкамерное, ведь все равно же она живет в воде. Давайте сегодня попробуем представить себя в роли доктора Айболита, и дадим лягушке обоснованный совет.
Пока мы, пожалуй, не можем решить проблему менять ли лягушке сердце или нет. А поэтому я вам предлагаю несколько суждений. Верные из них могут являться ключами к решению проблемы.
Попробуем их найти.
1. Основной орган в любом живом организме, от которого зависит работа других органов, это кишечник.
2. Все органы в организме связаны кровеносными сосудами.
3. Животные, живущие в воде, не нуждаются в кислороде.
4. Кровь транспортирует вещества.
5. Нервная система позвоночных представлена брюшной нервной цепочкой.
6. Движение крови по сосудам обеспечивается работой сердца.
(Верные суждения: 2, 4, 6)
Как можно связать между собой верные суждения?(Предполагаемый ответ: можно выстроить следующую схему)
Давайте упростим схему. Последняя ее часть содержит элементы одной из важнейших систем органов, какой? (Предполагаемый ответ: кровеносная) И с этой системой функционально связаны (Предполагаемый ответ: все другие системы органов)
Корректировка исходной схемы.
Кровеносная система функционально связана с другими системами органов. Какие это системы? Давайте вспомним их функции.
Работа с таблицей – пособием
Эти системы характерны для рыб и для лягушки. Они выполняют одинаковые функции у рыб и земноводных.
Но, как вы считаете, будет ли одинаково строение этих систем и почему? (Предполагаемый ответ: отличается в связи с наземным образом жизни)
Чтобы разобраться в строении внутренних органов лягушки мы воспользуемся текстом. Прочтите текст и внесите знак «+» в одну из колонок таблицы на ваших раздаточных пособиях, предварительно сравнив строение системы органов у рыб и лягушки. Самостоятельная работа учащихся по раздаточным пособиям.
Раздаточное пособие 1. Строение и деятельность систем внутренних органов
Пищеварительная система состоит из тех же органов, что и у рыб. Широкий рот ведет в обширную ротовую полость. На дне помещается настоящий язык. Он может выбрасываться изо рта и служит для ловли мелких насекомых. Смоченная слюной во рту пища проходит по пищеводу, подвергается действию пищеварительных ферментов в желудке. Далее следует двенадцатиперстная кишка (начальный отдел кишечника). В нее открываются протоки печени, желчного пузыря и поджелудочной железы. В тонком кишечнике происходит окончательное переваривание пищи. Питательные вещества всасываются стенками кишечника и разносятся кровью по всем органам и тканям организма. В толстом кишечнике накапливаются непереваренные остатки. Через расширение - клоаку непереваренные остатки пищи удаляются наружу.
Раздаточное пособие 2. Дыхательная система
Лягушки дышат легкими и кожей. Легкие – небольшие вытянутые мешочки с тонкими эластичными стенками. Роль насоса при дыхании выполняет ротовая полость, дно которой то опускается, то поднимается. В легких происходит газообмен: кислород поступает в капилляры и кровью разносится по всем органам и тканям, а из капилляров в легкие выделяется углекислый газ, который сюда доставляется кровью от органов и тканей. Легкие у земноводных примитивны: у них мала поверхность соприкосновения капилляров с воздухом. Поэтому важное значение в газообмене имеет кожа. Газообмен происходит только через влажную кожу.
Раздаточное пособие 3. Кровеносная система
Сердце - трехкамерное: два предсердия и один желудочек. Кровь от внутренних органов собирается в крупных венах и поступает в правое предсердие. В левое предсердие приносится кровь от легких, она богата кислородом. При сокращении предсердий кровь переходит в единственный желудочек, где частично смешивается. Смешанная кровь поступает в аорту и разносится ко всем органам и тканям организма. Таким образом, у амфибий два круга кровообращения: малый, проходящий через органы дыхания, и боль- шой, проходящий через остальные органы.
Раздаточное пособие 4. Нервная система
Нервная система состоит из центрального и периферического отделов. Сильнее развит передний мозг, разделенный на два полушария. Почти скрыт сверху полушариями промежуточный мозг. Умеренно развит средний мозг, связанный со зрением. Плохо развит мозжечок. Этим объясняются однообразные движения и малоподвижный образ жизни.
(Демонстрация заполненной суммарной таблицы через медиапроектор. Самопроверка.)
Сравнение внутреннего строения рыб и земноводных
|
Система органов |
Признаки лягушки |
Сходство с рыбами |
Отличие от рыб |
|---|---|---|---|
|
Пищеварительная |
Пищеварительный канал дифференцирован (разделен на отделы). |
+ | |
|
Имеются слюнные железы и язык. |
+ | ||
|
Кишечник удлиняется за счет дополнительного отдела. |
+ | ||
|
Дыхательная |
При дыхании возможно поступление кислорода в капилляры из воды. |
+ | |
|
Газообмен происходит в легких и коже. |
+ | ||
|
Обмен газами происходит между атмосферным воздухом и кровью. |
+ | ||
|
Кровеносная |
Кровеносная система замкнутая, есть сердце. |
+ | |
|
Строение сердца обеспечивает разделение кровообращения на два круга. |
+ | ||
|
Нервная система включает спинной и головной мозг, а также отходящие от них нервы. |
+ | ||
|
Передний мозг разделен на два полушария. |
+ | ||
|
Плохо развит мозжечок. |
+ |
Мы видим, что строение внутренних органов земноводных изменилось по сравнению с рыбами, отличий больше чем сходства. С чем это может быть связано? (Предполагаемый ответ: переход в наземно-воздушную среду) Вернемся к нашей схеме. На схеме мы видим функциональную зависимость кровеносной системы и др.систем органов. Переход в наземно-воздушную среду способствовал изменению всех систем органов и в первую очередь дыхательной системы, а поэтому изменилась и кровеносная система - у лягушки сердце не похоже на рыбье.
Теперь наших знаний будет достаточно, чтобы смоделировать организм лягушки и понять принцип организации ее сердца в связи с выполняемой в организме работой.
(Построение схемы на доске из отдельных элементов, связывание их друг с другом. Сопровождается рассказом учителя.)
Устройство сердца земноводных позволяет функционально разделить циркуляцию крови по двум капиллярным сетям. Первая капиллярная сеть включает кожу и легкие. В ней происходит насыщение крови кислородом. Вторая капиллярная сеть включает все остальные органы. В ней кровь отдает кислород, превращаясь в венозную. Трехкамерное сердце лягушки помимо насасывающей (нагнетательной) функции, выполняет распределительную функцию. Кровь, идущая от легких (малый круг кровообращения), попадает в левое предсердие. Кровь от мышц, внутренних органов и кожи (большой круг кровообращения) поступает в правое предсердие. Дальнейшее разделение потоков крови в сердце достигается физиологически, за счет работы единственного желудочка. В центре желудочка кровь частично перемешивается. При сокращении желудочка кровь выталкивается в артерии через спиральный клапан. Этот клапан последовательно открывает вход сначала в сосуд, идущий к легким и коже, затем в сосуд, идущий к другим внутренним органам, и, наконец, в сосуд, идущий к головному мозгу. Такая особенность позволяет «сортировать» венозную кровь к органам дыхания, а артериальную – к мозгу.
Т. о. благодаря строению и работе сердца у лягушки существует система целесообразного распределения венозной и артериальной крови между легкими, внутренними органами и мозгом.
Рассмотрим теперь вопрос о двухкамерном сердце. (Учащиеся выполняют самостоятельно.) (Предполагаемый ответ: оно получится, если убрать перегородку между предсердиями. В таком случае венозная и артериальная кровь будет смешиваться уже в предсердии. В легкие будет попадать такая же смешанная кровь, как и в мозг. Внутренние органы будут получать меньше кислорода. Активность животного снизится).
Какой же совет мы можем дать лягушке? (Предполагаемый ответ: лягушке нужно сохранить ее трехкамерное сердце)
Подведем итог урока. Сегодня на уроке мы изучили строение систем внутренних органов земноводных на примере лягушки, сравнили ее организм с организмом рыбы.
Дома я предлагаю вам попробовать смоделировать систему работающих органов лягушки в случае нахождения ее под водой. Подумайте, как нужно изменить построенную схему.
А теперь проверим, насколько хорошо вы усвоили новый материал. Выполните тестовое задание «Волна». Если признак относится к рыбам, то поднимите «волну» над горизонтальной линией, если к земноводным - то под линией.
1. Занимают водную среду обитания.
2. Имеют два круга кровообращения.
3. Тело покрыто влажной кожей.
4. В предсердии собирается венозная кровь.
5. Газообмен происходит в одном органе.
6. Кишечник снабжается смешанной кровью.
Проверка с комментариями.
Домашнее задание
1) Нет ошибок в работе:
Ответьте на вопрос
Передний мозг лягушки развит лучше, чем у рыб, что связано с поведением животного. Используя собственные наблюдения, источники дополнительной информации, докажите данное утверждение, сравнив поведение рыб и земноводных.
2) 1 или 2 ошибки:
Ответьте на вопросы
Может ли лягушка всю жизнь провести в воде, не выходя на сушу?
Что вы можете посоветовать лягушке, пожелавшей иметь жабры рыбы.
3) 3 и более ошибок:
Еще раз перечитайте текст на раздаточных пособиях.
Попробуйте по памяти восстановить прочитанное и заполнить таблицы.
Занятие 10. ВНУТРЕННЕЕ СТРОЕНИЕ ЗЕМНОВОДНЫХ НА ПРИМЕРЕ ЛЯГУШКИ РОДА RANA
Оборудование и материалы
1. Свежеумерщвленные лягушки (по одной на двух студентов).
2. Готовые препараты: 1) вскрытая лягушка; 2) пищеварительная система; 3) инъецированная кровеносная система; 4) органы выделения; 5) органы размножения; 6) головной мозг.
3. Таблицы: 1) внешний вид лягушки; 2) общее расположение внутренних органов; 3) пищеварительная система; 4) органы дыхания; 5) кровеносная система; 6) органы выделения; 7) органы размножения самца и самки; 8) головной мозг.
4. Препаровальные инструменты: скальпель; ножницы; пинцет; препаровальная игла; булавки канцелярские (по одному набору на двух студентов).
5. Ванночки (по одной на двух студентов).
6. Стеклянные трубочки с оттянутым носиком, соединенные с резиновой грушей (2 - 4 на группу).
Вводные замечания
Земноводные, или амфибии, - первая относительно немногочисленная группа примитивных наземных позвоночных. Однако у них еще сохраняется тесная связь с водной средой. Наиболее полно это проявляется в период эмбрионального и начального постэмбрионального развития. Откладывание икры (яиц) и ее развитие у абсолютного большинства земноводных происходит в воде. Вышедшие из икры личинки - головастики - также обитают в водной среде. Они обладают признаками типичных водных животных: жаберное дыхание, двухкамерное сердце, один круг кровообращения, органы боковой линии и др. После метаморфоза земноводные приобретают признаки наземных позвоночных.
Для взрослых амфибий характерно легочное дыхание. Соответственно меняется кровеносная система: сердце становится трехкамерным; возникает легочный круг кровообращения; жаберные артерии замещаются гомологичными им сонными артериями, системными дугами аорты и легочными артериями. Появляется характерная для наземных позвоночных животных задняя полая вена. Заметно совершенствуются органы чувств: форма роговицы глаза становится выпуклой, хрусталик линзовидным, появляются подвижные веки и полость среднего уха с барабанной перепонкой и слуховой косточкой - стременем. Пищеварительный тракт значительно более дифференцирован, чем у рыб. Возникают наземные конечности пятипалого типа. Пояса конечностей становятся более сложными. Осуществляется прочное сочленение пояса задних конечностей с осевым скелетом и т.д.
Однако, несмотря на эти преобразования, амфибии еще плохо приспособлены к обитанию на суше. Это выражается в слабом развитии легких, в связи с чем важную роль в процессе дыхания играет голая кожа. Легко проницаемая для газов и воды кожа не предохраняет организм от высыхания, что обусловливает необходимость постоянного восполнения потерь воды. У ряда водных видов пожизненно сохраняются внешние жабры, поэтому многие специалисты считают амфибий переходной группой между рыбами и настоящими наземными позвоночными. Трехкамерное сердце не обеспечивает полного разделения крови, и по телу разносится в большей или меньшей степени смешанная кровь. Конечности развиты еще слабо и не могут удерживать тело в приподнятом положении над землей. Мочеполовая система почти у всех амфибий принципиально не отличается от таковой у рыб. Земноводные, как и рыбы, характеризуются пойкилотермностью (непостоянством температуры тела).
Рассмотрите особенности внутреннего строения лягушки.
Пищеварительная система: ротоглоточная полость; зубы; пищевод; желудок; двенадцатиперстная; тонкая и прямая кишка; печень; желчный пузырь; поджелудочная железа.
Органы дыхания: гортанная щель; гортань; бронхи; легкие.
Кровеносная система: трехкамерное сердце (два предсердия и желудочек); брюшная аорта; две системные дуги аорты; передние полые вены, задняя полая вена, два круга кровообращения. По препарату и рисунку проследить схему циркуляции крови.
Органы выделения: почки; мочеточники; мочевой пузырь.
Органы размножения: семенники; семяпроводы; семенные пузырьки; яичники; яйцеводы; жировые тела.
Центральная нервная система: головной мозг (большие полушария переднего мозга с обонятельной долей, промежуточный мозг, зрительные доли среднего мозга, мозжечок, продолговатый мозг); спинной мозг.
Зарисуйте :
1) общее расположение внутренних органов; 2) головной мозг (вид сверху); 3) схему кровеносной системы (домашнее задание).
Внутреннее строение
Вскрытие
Для вскрытия наиболее удобны свежеубитые лягушки по возможности крупных размеров. Умерщвление животных производят
Рис. 39. Вскрытая лягушка:
1 - сердце; 2 - легкое; 3 - печень; 4 - желчный пузырь; 5 - желудок, 6 - поджелудочная железа; 7 - двенадцатиперстная кишка; 8 - тонкая кишка; 9 - прямая кишка; 10 - селезенка; 11 - клоака; 12 - мочевой пузырь; 13 - почка; 14 - мочеточник; 15 - правый яичник (левый яичник удален); 16 - жировое тело; 17 - правый яйцевод; 18 - маточный отдел яйцевода; 19 - спинная аорта; 20 - задняя полая вена; 21 - сонная артерия; 22 - левая дуга аорты; 23 - легочная артерия
за 20 - 30 мин до начала занятия. Для этой цели лягушек помещают в плотно закрывающийся сосуд, в котором находится вата, обильно смоченная хлороформом или эфиром.
Положите лягушку в ванночку брюхом кверху и, растянув ее конечности, прикрепите их булавками. Оттянув пинцетом кожу в задней части брюха, сделайте ножницами небольшой поперечный разрез перед основанием конечностей. Затем введите ножницы в образовавшееся отверстие и сделайте отсюда продольный разрез кожи по средней линии тела вплоть до подбородка. Для того чтобы не повредить нижележащие органы, при разрезании необходимо оттягивать ножницы кверху. На уровне передних конечностей надрежьте кожу перпендикулярно продольному разрезу до основания передних конечностей. Образовавшиеся лоскуты кожи отверните в стороны и закрепите их булавками. После этого рассмотрите открывшуюся мускулатуру и некоторые кровеносные сосуды.
В средней части туловища, над брюшной полостью, лежит прямая брюшная мышца, разделенная поперечными сухожильными перегородками на отдельные сегменты. В области передних конечностей расположена парная грудная мышца, которая отходит от середины тела (от грудины) тремя пучками к передним конечностям. Впереди грудной мышцы между ветвями нижней челюсти находится подчелюстная мышца, играющая важную роль в механизме дыхания. Обращает на себя внимание темный кровеносный сосуд - брюшная вена, которая тянется по средней линии прямой брюшной мышцы. Кроме этого, обнаруживается большое количество сосудов, расположенных на внутренней поверхности кожи. Это разветвления кожных артерий и вен.
Продолжая вскрытие, разрежьте стенку полости тела. Продольный разрез следует проводить не по средней линии, а сбоку от брюшной вены, с тем чтобы избежать кровотечения. При перерезании костей пояса передних конечностей необходимо соблюдать осторожность, стараясь не повредить лежащее глубже сердце. После этого отверните в стороны и закрепите булавками лоскуты мускулатуры, прикрепите заново передние конечности (их натяжение ослабло после разрезания плечевого пояса) и осторожно промойте препарат водой. Не рекомендуется удалять ни один из внутренних органов. Можно лишь аккуратно расправить кишечник и разложить его рядом с животным (рис. 39).
Общее расположение внутренних органов
В верхней части полости тела лежит трехкамерное сердце. У недавно умерщвленной лягушки оно продолжает пульсировать. Хорошо заметны темноокрашенные предсердия и более светлый
желудочек (обратите внимание на асинхронность сокращения этих камер).
По бокам сердца лежат темно-серые тонкостенные легкие. Как правило, они при вскрытии спадаются и поэтому плохо заметны. Для того чтобы их лучше рассмотреть, введите тонкий конец стеклянной трубочки в гортанную щель и, действуя резиновой грушей, осторожно наполните легкие воздухом. Отметьте тонкостенность легочных мешков, слабую ячеистость их поверхности и сеть кровеносных сосудов в их стенках.
Ниже сердца находится большая трехлопастная печень. Между лопастями печени виден округлый зеленовато-бурый желчный пузырь. Под печенью в левой части тела расположен желудок, переходящий в двенадцатиперстную кишку. В петле между двенадцатиперстной кишкой и желудком на брыжейке прикреплена небольшая оранжево-желтая поджелудочная железа. Двенадцатиперстная кишка переходит в тонкую кишку, которая свернута клубком. Толстый отдел кишечника плохо заметен, а прямая кишка, наоборот, выражена очень четко. На брыжейке примерно на уровне переднего края прямой кишки лежит бордового цвета округлое тельце - селезенка. Над прямой кишкой, в месте ее выхода в клоаку, располагается прозрачный, двухлопастной мочевой пузырь (часто при вскрытии он повреждается, спадается и бывает плохо заметен).
Почки расположены на спинной стороне брюшной полости и прикрыты кишечником, а у самок лягушек и половыми органами. Приподняв пинцетом кишечник (и яичники у самок), можно увидеть почки и лежащие впереди них жировые тела, которые представлены многолепестковыми плоскими образованиями. Если вскрывается самец, то под кишечником обнаруживается пара овальных семенников. У половозрелой самки вся задняя часть полости тела занята яичниками, наполненными яйцами (икрой) и свернутыми в сложный клубок длинными яйцеводами. Следует подчеркнуть, что половая система самок обычно развита настолько сильно, что закрывает даже кишечник. Поэтому для рассмотрения последнего приходится отодвигать яичники и яйцеводы в стороны.
Системы органов
Пищеварительная система
По сравнению с пищеварительной системой костных рыб пищеварительная система земноводных более сложная и дифференцированная. Пищеварительная трубка начинается ротовой щелью, ведущей в ротоглоточную полость (последняя изучена при внешнем осмотре лягушки). В этой полости помещается язык. В нее открываются протоки слюнных желез, впервые возникшие у
амфибий. Однако эти железы служат у лягушек только для смачивания пищевого комка и в химической обработке пищи еще не участвуют. Ротоглоточная полость переходит в короткий, но широкий пищевод (рис. 40), а последний - в относительно объемистый желудок, имеющий несколько изогнутую форму.
Пилорическая часть желудка, сильно изгибаясь, переходит в двенадцатиперстную кишку, представляющую собой начало тонкого кишечника. Как уже указывалось, в петле между желудком и двенадцатиперстной кишкой лежит поджелудочная железа. Тонкая кишка образует много изгибов, петель и плавно переходит в толстую кишку, которая заканчивается хорошо заметной прямой кишкой. Прямая кишка открывается в клоаку. Весь кишечник подвешен к стенкам полости на особых складках брюшины - брыжейке. Пищеварительные железы - печень с желчным пузырем и поджелудочная железа - развиты хорошо. Протоки печени вместе с протоком желчного пузыря открываются в двенадцатиперстную кишку. Протоки поджелудочной железы впадают в проток желчного пузыря, поэтому эта железа самостоятельного сообщения с кишечником не имеет.
Рис. 40. Пищеварительный тракт лягушки:
1 - пищевод; 2 - желудок; 3 - двенадцатиперстная кишка; 4 - тонкая кишка; 5 - прямая кишка; 6 - клоака; 7 - место впадения прямой кишки в клоаку; 8 - мочевой пузырь
Органы дыхания
Органы дыхания у земноводных совершенно иного типа, чем у рыб. Они представлены легкими - двумя тонкостенными мешками овальной формы с узкими нижними концами. Внутренняя поверхность легких слегка ячеиста. При наполнении легких воздухом (см. стр. 87) на их стенках хорошо просматривается сеть кровеносных сосудов. Однако из-за несовершенства легких (малая поверхность окисления) важную роль в дыхании играет кожа. Например, у зеленых лягушек через кожу проходит свыше 50 % кислорода, необходимого для окисления крови. В связи с легочным дыханием появляются внутренние ноздри, или хоаны, соединяющие носовую полость с ротоглоточной. Дыхательные пути в связи с
отсутствием шейного отдела очень коротки. Они представлены носовой и ротоглсточной полостями, а также гортанью. Гортань открывается непосредственно в легкие двумя отверстиями.
Механизм дыхания у лягушки нагнетательного типа. Роль насоса выполняет ротоглоточная полость. При опускании ее дна объем полости увеличивается и воздух через наружные ноздри (клапаны которых в это время открыты), а затем через хоаны засасывается в полость. При этом гортанная щель закрыта. Затем гортанная щель открывается, клапаны ноздрей закрываются и воздух из легких в результате сокращения брюшных мышц выталкивается также в ротовую полость. После этого смешанный по составу воздух из ротоглоточной полости при поднятии ее дна проталкивается в легкие (клапаны ноздрей продолжают быть закрытыми). Выдох происходит при открывании клапанов ноздрей за счет сокращения эластичных стенок легких.
Кровеносная система
Кровеносная система земноводных в связи с легочным дыханием претерпела существенные преобразования и значительно отличается от таковой рыб. В связи с появлением легких возникли второй круг кровообращения и трехкамерное сердце. Жаберные артерии заменились сонными артериями, системными дугами аорты и легочными артериями. У высших (бесхвостых) земноводных исчезли задние кардинальные вены и возникла характерная для наземных позвоночных задняя полая вена, появилась брюшная вена. В связи с кожным дыханием большого развития достигли кожные кровеносные сосуды, что является специфической чертой амфибий.
Сердце у лягушки трехкамерное (рис. 41), оно состоит из правого и левого предсердий и желудочка. Оба тонкостенных предсердия сообщаются с желудочком одним общим отверстием. Правое предсердие более
Рис. 41. Схема вскрытого сердца лягушки с брюшной стороны:
1 - правое предсердие; 2 - левое предсердие; 3 - желудочек; 4 - клапаны; закрывающие общее отверстие; ведущее из обоих предсердий в желудочек; 5 - артериальный конус; 6 - общий артериальный ствол; 7 - кожно-легочная артерия; 8 - дуга аорты; 9 - общая сонная артерия; 10 - сонная "железа"; 11 - спиральный клапан артериального конуса
объемисто - в него по венам собирается кровь со всего тела, в левое же поступает кровь только от легких.
Желудочек толстостенный, его внутренняя поверхность покрыта многочисленными выступами, между которыми располагаются карманообразные углубления. Кроме указанных основных отделов сердца, имеется венозная пазуха (синус), сообщающаяся с правым предсердием, и отходящий с правой стороны желудочка артериальный конус.
От артериального конуса отходят три пары артериальных сосудов (артериальных дуг), гомологичных жаберным артериям рыб. Каждый сосуд, отходящий от артериального конуса, начинается самостоятельным отверстием. Все три сосуда (дуги) левой и соответственно правой стороны идут вначале общим артериальным стволом, окруженным общей оболочкой, а затем разветвляются (см. рис. 41).
Сосуды первой пары (считая от головы), гомологичные первой паре жаберных артерий рыб, называются сонными артериями. Сонные артерии несут кровь к голове. Эти сосуды отходят от общего артериального ствола в виде общих сонных артерий, каждая из которых почти сразу же распадается на наружную и внутреннюю сонные артерии (рис. 42). На месте их разделения лежит сонная "железа", регулирующая, по-видимому, давление крови в сонных артериях.
Рис. 42. Схема артериальной системы лягушки:
1 - желудочек; 2 - правое предсердие; 3 - левое предсердие; 4 - артериальный конус; 5 - общая сонная артерия; 6 - системные дуги аорты; 7 - подключичная артерия; 8 - спинная аорта; 9 - подвздошная артерия; 10 - бедренная артерия; 11 - седалищная артерия; 12 - кишечно-брыжеечная артерия; 13 - легочная артерия; 14 - кожные артерии; 15 - сонная "железа"; 16 - наружная сонная артерия; 17 - внутренняя сонная артерия. В черный цвет окрашены артерии с венозной кровью, артерии с артериальной и смешанной кровью заштрихованы
По сосудам второй пары (гомологичной второй паре жаберных артерий рыб) - системным дугам аорты - кровь направляется к задней части тела. Системные дуги огибают сердце соответственно с правой и левой стороны и сливаются под позвоночником в общий ствол - спинную аорту. От системных дуг отходят подключичные артерии, несущие кровь к передним конечностям.
По сосудам третьей пары, гомологичным четвертой паре жаберных артерий рыб (сосуды, гомологичные третьей паре жаберных артерий, у лягушки отсутствуют), - легочным артериям - кровь направляется в легкие. От каждой легочной артерии отходит крупная кожная артерия, по которой кровь направляется в кожу для окисления (см. рис. 42). От спинной аорты кровь по ряду артерий разносится к внутренним органам и задним конечностям.
Венозная кровь от переднего конца тела собирается по двум парам яремных вен (рис. 43). Последние, сливаясь с кожными венами, уже принявшими в себя подключичные вены, образуют две передние полые вены. Эти вены несут в венозный синус смешанную кровь, поскольку по кожным венам от кожи движется обогащенная кислородом артериальная кровь. Кровь от задних конечностей и задней части тела по подвздошным венам движется к почкам, где проходит через воротную систему. Выходящие из почек сосуды, сливаясь, образуют
Рис. 43. Схема венозной системы лягушки:
1 - венозный синус (показан как бы просвечивающим сквозь контуры сердца); 2 - наружная яремная вена; 3 - внутренняя яремная вена; 4 - большая кожная вена; 5 - подключичная вена; 6 - передняя полая вена; 7 - задняя полая вена; 8 - бедренная вена; 9 - седалищная вена; 10 - подвздошная вена; 11 - воротная система почек; 12 - подкишечная вена; 13 - воротная система печени; 14 - печеночные вены; 15 - брюшная вена; 16 - легочная вена Заштрихованы вены с артериальной кровью
мощную заднюю полую вену. Нижний (задний) отдел этой вены гомологичен задним кардинальным венам рыб, тогда как ее верхний (передний) отдел - новообразование. По задней полой вене кровь направляется в венозный синус, из которого поступает затем в правое предсердие.
От кишечника кровь собирается подкишечной веной, впадающей в печень, где функционирует воротная система. Через воротную систему печени проходит также кровь из брюшной вены, которая несет ее от задних конечностей. Из печени кровь по печеночным венам попадает в заднюю полую вену.
Из легких по легочным венам кровь движется в левое предсердие.
Схематично циркуляцию крови в сердце лягушки можно представить следующим образом. В правое предсердие попадает смешанная кровь (от всех частей тела поступает кровь венозная, от кожи - артериальная), а в левое - артериальная (из легких). При сокращении предсердий кровь через общее отверстие поступает в желудочек. Здесь происходит дальнейшее смешивание крови. Однако в правой части желудочка преобладает венозная, а в левой - артериальная кровь. Отверстие, ведущее из желудочка в артериальный конус, расположено в правой части желудочка. Поэтому при сокращении желудочка первая порция крови, содержащая больше венозной крови, поступает в отверстие ближайшей легочной дуги, следующая порция - с преобладанием артериальной крови - в системные дуги аорты, а в сонные артерии попадает порция с наименьшим содержанием венозной крови.
Органы выделения
Органы выделения (рис. 44 и 45) представлены у амфибий, так же как и у рыб, туловищными почками (мезонефрос). Это удлиненные компактные тела красновато-коричневого цвета, лежащие по бокам позвоночника. От каждой почки тянется к клоаке тонкий вольфов канал. У самок лягушек вольфов канал служит лишь выделительным протоком, или мочеточником, а у самцов
Рис. 44. Мочеполовые органы самца лягушки:
1 - семенник; 2 - жировое тело; 3 - почка; 4 - мочеточник; 5 - семенной пузырек; 6 - клоака; 7 - мочевой пузырь; 8 - задняя полая вена; 9 - семявыносящие канальцы; 10 - надпочечник
Рис. 45. Мочеполовые органы самки лягушки:
1 - воронка яйцевода; 2 - яйцевод; 3 - маточный отдел яйцевода; 4 - клоака; 5 - мочевой пузырь; б - правый яичник; 7 - почка; 8 - жировое тело
он одновременно выполняет функцию и полового протока, или семяпровода (об этом см. стр. 93). В клоаку вольфовы каналы открываются самостоятельными отверстиями. Также отдельно открывается в клоаку и мочевой пузырь. Моча поступает вначале в клоаку, а из нее в мочевой пузырь. После наполнения последнего через то же отверстие моча выводится снова в клоаку, а затем наружу.
Органы размножения
Органы размножения земноводных представлены парными половыми железами. У самцов это овальной формы семенники, прикрепленные брыжейкой к переднему отделу почек (см. рис. 44). От семенников к почкам тянутся тонкие семявыносящие канальцы. Половые продукты из семенника направляются через эти канальцы в тела почек, далее в уже известные вольфовы каналы и по ним в клоаку. Перед впадением в клоаку вольфовы каналы образуют небольшие расширения - семенные пузырьки, служащие для временного резервирования спермы.
Яичники самок (см. рис. 45) представляют собой тонкостенные мешки, у взрослых особей наполненные пигментированными яйцами. В боковых частях полости тела расположены сильно извитые светлые яйцеводы, или мюллеровы каналы. Эти половые каналы непосредственно не связаны с яичниками, они открываются небольшими воронками близ легких в полость тела. Перед впадением в клоаку каждый яйцевод расширяется в так называемую "матку". Зрелые яйца выпадают через разрывы стенок яичника в полость тела, затем захватываются воронками яйцеводов и по ним перемещаются в клоаку. Проходя по яйцеводам, яйца одеваются студенистой оболочкой. В "матках" происходит формирование комков готовых к откладке яиц. Таким образом, у самок выделительные и половые протоки оказываются полностью разделенными.
Впереди почек у обоих полов лежат желтые многолепестковые жировые тела (у самцов они развиты сильнее), функция которых заключается в снабжении питательными веществами половых желез в период размножения.
Центральная нервная система
По сравнению с головным мозгом рыб головной мозг амфибий имеет ряд прогрессивных черт. Главным образом это касается переднего мозга, который у амфибий относительно крупнее, чем у рыб, полушария его полностью разделены, и нервное вещество выстилает кроме дна боковых желудочков также бока и крышу, т. е. у амфибий имеется настоящий мозговой свод - архипаллиум. Среди костных рыб настоящий мозговой свод свойствен лишь двоякодышащим.
Для изучения строения головного мозга снимите кожу с головы животного. Затем сделайте небольшой поперечный разрез кожи и мышц сразу же за головой. Перегнув тело лягушки по проведенному разрезу, введите острие ножниц в открывшийся затылочный отдел и осторожно надрезжьте череп с боковой стороны к глазу. То же проделайте с другой стороны. Аккуратно приподнимите пинцетом надрезанную крышу черепа вверх, перегните вперед и отрежьте. Если после этого часть мозга остается все же прикрыта костями, их следует обломать пинцетом.
Головной мозг лягушки состоит из пяти отделов (рис. 46). Впереди расположен передний мозг, состоящий из двух разделенных глубокой щелью удлиненных полушарий. Спереди от полушарий
Рис. 46. Головной мозг лягушки сверху (А) и снизу (Б):
1 - большие полушария переднего мозга; 2 - обонятельная доля; 3 - обонятельный нерв; 4 - промежуточный мозг; 5 - зрительная хиазма; 6 - воронка; 7 - гипофиз; 8 - зрительные доли среднего мозга; 9 - мозжечок; 10 - продолговатый мозг; 11 - спинной мозг
отходит общая обонятельная доля, от которой берут начало два обонятельных нерва. Позади переднего мозга находится промежуточный мозг. На его крыше располагается эпифиз (железа внутренней секреции). Средний мозг представлен в виде двух округлых зрительных долей. Сзади зрительных долей лежит слаборазвитый мозжечок. Сразу же за ним расположен продолговатый мозг с ромбовидной ямкой (четвертый желудочек). Продолговатый мозг постепенно переходит в спинной мозг.
Для рассмотрения мозга с нижней стороны обрежьте отходящие от мозга нервы и осторожно поднимите его за продолговатый мозг кверху. На нижней стороне мозга обнаруживается перекрест зрительных нервов, или хиазма, отходящая от дна промежуточного мозга воронка и гипофиз (нижняя мозговая железка). От головного мозга земноводных отходит 10 пар головных нервов, одиннадцатая пара не развита, а двенадцатая отходит за пределами черепа.
