Тема урока: Опорно-двигательная система животных (эволюция строения)

Тип урока: урок изучения нового материала

Цель: изучить эволюцию строения ОДС животных, систематизировав знания о строении ОДС животных разных систематических групп

Задачи:
Образовательные
- выявить функции ОДС животных и причины эволюционных изменений ОДС
- обосновать взаимосвязь строения и функций ОДС животных
- сравнить строение ОДС животных разных систематических групп, выявить усложнения
(одноклеточные – многоклеточные, беспозвоночные – хордовые, бесчерепные – позвоночные, разные классы позвоночных – круглоротые, хрящевые рыбы, костные рыбы, земноводные, пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие)
- объяснить причины различий и обосновать приспособленность ОДС животных к различным условиям среды обитания, местообитаний
Развивающие
- развить умение работать с рисунками (учебник, ТПО, слайды презентации, демонстрационные таблицы), образцами наружных и внутренних скелетов (анализировать их содержание, описывать строение скелетов, сравнивать скелеты различных организмов…)
- развить умение приводить примеры животных (с различными типами скелетов)
- развить способность понимать целесообразность эволюционных изменений
- развивать мышление, коммуникативные навыки
Воспитательные
- продолжить воспитание чувств любви к природе, восхищения ее мудростью, целесообразностью
- воспитывать чувство ответственности за успешность своей учебы, стремление к самообразованию, саморазвитию

Основные понятия:

«опорно-двигательная система», «наружный скелет», «внутренний скелет», «осевой скелет», «позвоночник», «позвонок», «скелет конечностей», «пояса конечностей», «кость», «сустав», «череп».

Этапы урока:

Организационный момент

Приветствие, призыв к учащимся оценить свою готовность к уроку, скорректировать ее при необходимости

Целеполагание и мотивация

***Давайте определимся с темой сегодняшнего урока
***Какой «мостик» можно перебросить от прошлого урока к сегодняшнему?
Какая есть логика в последовательности изучения учебного материала нашего раздела?
Какой раздел мы изучаем?
- эволюция строения и функций органов и их систем
- от изучения внешних покровов переходим к изучению внутренних систем органов (образно говоря, рассмотрели животное внешне, теперь пытаемся заглянуть вглубь)
- так как покровы часто являются частью ОДС (мы помним понятие «кожно-мускульный мешок», помним, что у членистоногих мышцы обычно крепятся к наружному скелету…), логично после их изучения перейти именно к этой теме

***Какова главная цель нашего урока?
(изучить эволюцию строения ОДС животных, систематизировав знания о строении ОДС животных разных систематических групп)

Актуализация знаний

- Докажите, что организму необходима ОДС (для передвижения, для защиты клеток, тканей, органов, для опоры и поддержания, сохранения постоянной формы тела…)
- Почему скелет и мускулатура, такие разные структуры, объединяются в одну систему органов? (для успешной работы любого органа, выполняющего движение, ему нужна опора)
- Объясните причины эволюции ОДС, изменений в ней с течение времени (освоение животными новых территорий, освоение новых видов пищи, необходимость, чтобы выжить, активнее искать пищу, лучше прятаться от врагов, постоянно совершенствовать свои приспособления к меняющимся условиям среды… таким образом, ОДС, изменяясь вместе с организмом, должна была обеспечивать все эти эволюционные изменения)

Усвоение знаний

***Какие этапы, «ступеньки» в достижении главной цели урока (в изучении эволюции ОДС от одной группы животных к другой) мы можем выделить?
 1. одноклеточные – многоклеточные
2. беспозвоночные – хордовые
3. бесчерепные – позвоночные
4. разные классы позвоночных – рыбы, земноводные, пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие

***Давайте назовем основные опорно-двигательные структуры простейших и многоклеточных беспозвоночных и проследим эволюционные изменения
1. одноклеточные – многоклеточные беспозвоночные

Беседа с использование слайдов презентации
- какие опорные и двигательные структуры имеет тело простейших? (амеба – оболочка клетки, ложноножки, эвглена – жгутик как вырост на оболочке, инфузория – реснички как выросты на оболочке)
- какие опорные и двигательные структуры появляются у кишечнополостных? (эпителиально-мускульные клетки в эктодерме)
- какие изменения характерны для червей? (внешние растяжимые покровы тела, кожно-мускульный мешок, гидроскелет)
- у моллюсков? (раковины у брюхоногих и двустворчатых)
- у членистоногих? (наружный скелет в виде хитиновых покровов насекомых, паукообразных, в виде пропитанных известью покровов ракообразных, к которому прикрепляются мышцы)
- а есть ли среди беспозвоночных животные с внутренним скелетом? (у головоногих моллюсков внутренний хрящевой скелет – головная капсула, защищающий мозг и глаза, но это, скорее, исключение, так как настоящий внутренний скелет появляется только у хордовых животных)

***Давайте обратим внимание на эволюционные возможности внутреннего скелета, появившегося у хордовых животных
2. беспозвоночные – хордовые

Индивидуально-групповая работа по выявлению достоинств и недостатков наружного и внутреннего скелетов (1 вариант готовится назвать как можно больше достоинств наружного скелета, а второй – внутреннего) с последующими обсуждением, выводами

Пособие на доске – «весы» с натуральными объектами наружных и внутренних скелетов

+ наружного скелета – прочность, прикрепление мышц и обеспечение передвижения, освоения новых способов перемещения (прыжки, полет), расселения
- наружного скелета – не растет вместе с животным, делает животное беззащитным во время линьки, ограничивает размеры тела (особенно у сухопутных животных)
+ внутреннего скелета – растет вместе с животным, увеличивает скорость перемещения тела за счет большей специализации отдельных мышц и их групп
ВЫВОД : более прогрессивным является внутренний скелет

***Мы помним, что хордовые делятся на низших и высших. Каковы «минусы» ОДС низших хордовых и «плюсы» ОДС высших хордовых?
- у низших – ланцетника – в течение всей жизни сохраняется хорда, а у высших она замещается в процессе развития позвоночником, который частично или полностью окостеневает
- у высших – позвоночных — появляется череп
- у позвоночных появляются скелеты конечностей и их поясов
- у позвоночных более сложная мускулатура

3. бесчерепные – позвоночные
Скелет большинства позвоночных образован костями, хрящами, сухожилиями.
Кости состоят из органических и неорганических веществ и обладают большой прочностью.

Самостоятельная индивидуальная работа по выявлению типов соединения костей (последний абзац на стр. 194 учебника, задание 4 в ТПО на стр. 98) с последующим выводом о прогрессивном значении суставов

Неподвижное (срастание костей) и подвижное (с помощью сустава) соединение.
Кости скелета позвоночных имеют специальные места для прикрепления мышц (прикрепляясь к двум костям скелета, соединенным через сустав, мышца приводит их в движение).

Динамическая пауза (опережающее творческое задание получил наш инструктор , который поможет нам сделать разминку основных суставов – у нас они имеют типичное для всех млекопитающих строение)
(упражнения на разминку суставов плечевого, локтевого, лучезапястного, тазобедренного, коленного, голеностопного)

Скелет состоит из трех основных частей: осевой скелет, скелет конечностей и скелет головы – череп.
Осевой скелет бесчерепных представлен хордой, а позвоночных – позвоночником, состоящим из хрящевых или костных позвонков.

Самостоятельная индивидуальная работа с учебником и ТПО по выявлению особенностей строения позвонка (рис. 147 учебника на стр. 195, ТПО – задание 6 на стр. 99) с последующим вы вводом о прогрессивном значении появления позвонков в осевом скелете

(состоит из тела, верхних и нижних дуг, концы верхних дуг позвонков, срастаясь между собой, образуют канал, в котором располагается спинной мозг, к концам нижних дуг, направленных в стороны, прикрепляются ребра)

Появление позвонков – важная прогрессивная черта, так как они придают прочность и гибкость скелету, являются защитой для спинного мозга.

***Давайте проследим изменения скелетов у позвоночных разных систематических групп
4. разные систематические группы позвоночных – рыбы, земноводные, пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие

Групповая работа с учебником, ТПО и карточкой
(5 групп выявляют особенности скелетов рыб, земноводных, пресмыкающихся, птиц, млекопитающих, выполняют соответствующие задания в карточках) с последующим обсуждением выводов об основных направлениях эволюции скелета позвоночных животных

Эксперты внимательно прослушают выступления представителей всех пяти групп и помогут нам сделать соответствующие выводы об основных направлениях эволюции скелета позвоночных.

Группа 1. Задание: выявить особенности строения скелета рыб.
Учебник – текст на стр. 195, 197-198, рис. 148 на стр. 196.
- позвоночник состоит из туловищного и хвостового отделов
- череп образован множеством костей
- есть скелет плавников парных – грудных и брюшных и непарных – спинного, хвостового, анального

Группа 2. Задание: выявить особенности строения скелета земноводных.
Учебник – текст на стр. 195, 197-198, рис. 149 на стр. 196.
- усложнение позвоночника – шейный (1), туловищный (7 с ребрами, оканчивающимися свободно), крестцовый (1 с прикрепленными к нему костями таза) отделы + хвостовой отдел у хвостатых

Группа 3. Задание: выявить особенности строения скелета пресмыкающихся.
Учебник – текст на стр. 195, 197, 198, рис. 150 на стр. 196.
- 5 отделов позвоночника – шейный, грудной, поясничный, крестцовый, хвостовой
- подвижное соединение позвонков в шейном отделе
- у некоторых есть грудная клетка (ребра соединяются с грудиной, грудная клетка защищает внутренние органы и обеспечивает лучшее поступление воздуха в легкие – делает дыхание более активным процессом)
- есть череп, скелет конечностей и их поясов

Группа 4. Задание: выявить особенности строения скелета птиц.
Учебник – текст на стр. 197, 198, рис. 151 на стр. 197.
- 5 отделов позвоночника – шейный (9-25 позвонков, соединенных подвижно), грудной (сросшиеся грудные позвонки – 3-10 — и ребра, соединенные с грудиной, образуют грудную клетку; у многих есть киль), поясничный, крестцовый, хвостовой – 6-9 (последний грудной, поясничные, крестцовые и первый хвостовой позвонки срастаются, образуя мощный крестец для большей прочности, для опоры задних конечностей
- легкие кости (многие имеют полости внутри)
- есть череп, скелет конечностей и их поясов (скелет верхней конечности
(кисть) видоизменен в связи с развитием крыла — приспособления к полету)

Группа 5. Задание: выявить особенности строения скелета млекопитающих.
Учебник – текст на стр. 197-198, рис. 152 на стр. 198.
- 5 четко выделенных отделов позвоночника – шейный (7 позвонков за редким исключением), грудной (12-15 позвонков), поясничный (2-9 позвонков), крестцовый (обычно 4 сросшихся позвонка), хвостовой
- есть череп (мозговой и лицевой отделы), скелет конечностей и их поясов (плечевой и тазовый)

ВЫВОД О НАПРАВЛЕНИЯХ ЭВОЛЮЦИИ СКЕЛЕТА ПОЗВОНОЧНЫХ ЖИВОТНЫХ (ЭКСПЕРТЫ):
- дифференцировка осевого скелета – позвоночника
- подвижное соединение шейных позвонков
- появление и развитие грудной клетки
- дифференцировка черепа но мозговой и лицевой отделы, развитие мозгового отдела
- появление и развитие парных передних и задних конечностей и их поясов – плечевого и тазового
- появление и развитие частных приспособлений в связи с вторичной утратой конечностей у змей, в связи с полетом у птиц и т. п.

Информирование о домашнем задании
(перед закреплением учебного материала темы и проверкой его усвоения давайте запишем в дневники домашнее задание,
обратим внимание на дифференцированную его часть)

§ 37, ТПО, понаблюдать за способами передвижения своих домашних животных (аквариумных рыб и моллюсков, черепах, птиц, хомяков, кошек, собак… а, может быть и, например, тараканов, моли…), подготовить небольшой устный рассказ о способах их передвижения, о том, способны ли они менять способ передвижения при изменении условий, например, при прикосновении.

Применение знаний (закрепление изученного материала)

Коллективное обсуждение биологических задач (ТВОРЧЕСКОЕ ОПЕРЕЖАЮЩЕЕ ЗАДАНИЕ с использованием ресурсов ИНТЕРНЕТ)
Задача 1. Известно, что рыбы не могут поворачивать голову. Могут ли это делать лягушки и тритоны? Ответ поясните.
- могут; лягушки могут только лишь поднимать и опускать голову – у них имеется один позвонок в шейном отделе; тритоны могут еще и поворачивать голову, так как в шейном отделе у них позвонки соединены подвижно

Задача 2. В скелете змей отсутствует грудная клетка. В связи с чем она была утрачена у этих животных? (стр. 125-126 учебника – если учащиеся не ответят на вопрос))
- в связи с отсутствием конечностей и выработкой особого способа передвижения путем боковых изгибов позвоночника и ребер, которые своими нижними концами способны сдвигаться вперед и назад

Задача 3. Любой лишний груз был бы помехой при полете. Какие изменения в связи с этим произошли в опорной структуре птиц?
- кости тонкие, заполнены воздухом
- челюсти без зубов

Задача 4. Шея у млекопитающих имеет разную длину: у собаки она короткая, у жирафа длинная. Чем определяются такие различия?
- это зависит не от количества шейных позвонков (их 7), а от длины их тел

Биологическая задача:
 О чем свидетельствует разное положение конечностей относительно туловища
у разных классов позвоночных?
- об эволюции конечностей от земноводных и пресмыкающихся – к птицам и млекопитающим; о том, что приподнятое над землей тело дает гораздо больше возможностей животным в плане активного передвижения в поисках пищи, защиты от врагов (у земноводных конечности упираются в землю по бокам тела; у пресмыкающихся - тоже, но тело более приподнято; лишь у птиц и млекопитающих конечности подпирают тело снизу)

Ответы на вопросы закрепления учебного материала
Вопрос 1. Что лежит в основе эволюционных изменений опорно-двигательной системы?
В основе эволюционных изменений опорно-двигательной системы лежит, прежде всего, переход животных из водной среды обитания в наземно-воздушную. Новая среда требовала от опорно-двигательного аппарата большей прочности и возможности осуществлять более сложные и разнообразные движения. В качестве примера можно привести появление составных парных конечностей с подвижными (суставными) соединениями частей и усложненной мускулатуры у представителей класса земноводных - первых наземных позвоночных.
Вопрос 2. О чем говорит сходный план строения скелетов разных позвоночных животных?
Общий план строения скелетов разных позвоночных животных говорит об общности происхождения, эволюционном родстве. А наличие сходных частных образований - о том, что животные ведут сходный образ жизни в сходных условиях среды. Например, костный гребень (киль) на грудной кости имеется и у летающих птиц, и у летучих мышей.
Вопрос 3. Какой вывод можно сделать, познакомившись с общими функциями опорно-двигательной системы у животных организмов?
Несмотря на значительные различия в строении опорно-двигательных структур у разных животных, их скелеты выполняют сходные функции: опоры тела, защиты внутренних органов, перемещения тела в пространстве.

Проверка уровня усвоения учебного материала урока

Выполнение письменного тестового задания

Птицы - это позвоночные животные, приспособленные к полету, их передние конечности превращены в крылья, тело покрыто перьями, имеют обтекаемую форму тела. Ныне живущих видов более 9000. Птицы живут фактически во всех климатических зонах, занимают разнообразные экологические ниши.

По-сравнению с пресмыкающимися у птиц произошел ряд крупных ароморфозов, позволивших им стать более активными и меньше зависеть от условий окружающей среды. Это возникновение терморегуляции (теплокровности), полное разделение венозного и артериального кровотока, возникновение четырехкамерного сердца. Другие множественные адаптации птиц уместней считать приспособлениями к полету.

Перьевой покров птиц

Перьевой покров птиц эволюционно возник из роговых чешуй пресмыкающихся. Каждое перо развивается в перьевой сумке, в ней же остается нижний конец пера (очин), через который происходит питание пера.

В пере выделяют ствол и опахало. Опахало состоит из роговых бородок первого, и отходящих от них второго порядка. У бородок второго порядка есть крючочки, которыми они сцепляются с соседними бородками второго порядка. Таким образом опахало становится монолитным, не пропускает через себя потоки воздуха, что играет немаловажную роль в способности птиц к полету.

Перьевой покров птиц растет не по всему их телу, а только в так называемых птерилиях . В аптериях перья не растут, однако они прикрыты перьями, выросшими в птерилиях. У птиц перьями не покрыты только нижняя часть ног и клюв (у некоторых видов еще и шея).

Перья птиц не одинаковы. Различают контурные, пуховые перья, пух и др. Контурные перья бывают покровными, рулевыми (находятся на хвосте), маховыми (на крыльях). Маховые и рулевые перья имеют важное значение для полета. Пух выполняет функцию теплоизоляции.

Для птиц характерна линька, когда перьевой покров сменяется. У одних видов это происходит так, что они сразу теряют почти все старые перья. У других линька происходит постепенно.

Кожа птиц сухая, тонкая. У них есть единственная железа - копчиковая. Хорошо развита у водоплавающих птиц. Ее жировым секретом птицы смазывают перья, что предотвращает их намокание.

Опорно-двигательная система птиц

Опорно-двигательная система птиц претерпевает ряд существенных изменений, связанных с полетом. Это касается как скелета, так и мышечной системы.

Кости птиц становятся более легкими, во многих есть полости. Многие кости скелета срастаются между собой, что дает дополнительную прочность во время полета.

Череп птиц прочный с большими глазницами. Клюв образован челюстями, покрытыми роговыми чехлами (надклювье и подклювье ). Клюв разных видов птиц приспособлен к добыванию и обработке определенных видов пищи. Зубы отсутствуют у всех птиц.

Шейный отдел позвоночника отличается большой подвижностью. Количество позвонков зависит от вида птиц. Грудные позвонки срастаются. Также срастаются поясничные, крестцовые и первые хвостовые позвонки, образуя сложный крестец , дающий мощную опору тазовому поясу и задним конечностям. Последние хвостовые позвонки также срастаются, к ним крепятся рулевые перья.

От грудных позвонков отходят ребра. Каждое ребро птицы состоит из верхней и нижней части, подвижно соединенных между собой. Нижние части ребер прикреплены к достаточно большой грудине. Ребра птиц имеют крючковидные отростки. У подавляющего большинства птиц от грудины отходит киль , к которому крепятся мощные мышцы, обеспечивающие подъем и опускание крыльев в полете.

Плечевой пояс птиц состоит из удлиненных лопаток (лежат вдоль позвоночника), мощных коракоидов (соединены с началом грудины) и ключиц. Ключицы срастаются между собой и образуют вилочку , которая играет роль своеобразной распорки при движении крыльев. Кости передних конечностей гомологичны таковым у пресмыкающихся. В крыле птиц сохраняется плечевая, локтевая и лучевая кости. Однако ряд костей запястья и пясти срастаются между собой образуя пряжку . Пальцы на крыльях у птиц редуцируются, остаются только три, из которых хорошо развит только один.

Кости тазового пояса (подвздошные, седалищные и лобковые) сращены между собой с каждой стороны и неподвижно приращены к сложному крестцу. Обе лобковые кости между собой не срастаются. Также между собой не срастаются седалищные кости. Это делает таз птицы открытым, что дает возможность нести крупные яйца. Скелет задней конечности состоит из бедренной кости, костей голени, цевки , пальцев (обычно четыре, три из которых повернуты вперед). Цевку образует ряд костей предплюсны и кости плюсны.

Мышцы птиц более дифференцированы, чем у пресмыкающихся. Кроме того в ряде отделов мышечная система очень мощная. Так у птиц сильно развиты грудные и подключичные мышцы, отвечающие за подъем и опускание крыльев. Хорошо развиты мышцы шеи и хвоста.

Дыхательная система птиц

Дыхательная система птиц во многом уникальна, для них характерно так называемое двойное дыхание . При нем через легкие проходит свежий воздух и при вдохе и при выдохе. Для осуществления такого дыхания у птиц есть воздушные мешки (несколько пар, также могут быть непарные).

На вдохе воздух поступает в легкие и задние воздушные мешки. На выдохе воздух из легких преимущественно переходит в передние воздушные мешки, а в легкие поступает из задних. Из передних мешков воздух удаляется через трахею.

Легкие птиц представляют собой плотную губчатую ткань, что увеличивает их поверхность.

Воздушные мешки, заполненные воздухом, уменьшают плотность тела птицы, делают его более легким.

В покое птицы дышат за счет расширения и сокращения грудных мышц. В полете грудь птиц остается почти неподвижной и создает дополнительную опору для крыльев. Поэтому расширение и сжатие воздушных мешков происходит за счет движения крыльев. Причем чем чаще и мощнее взмахи крыльев, тем чаше птицы дышат, и тем сильнее наполняются воздухом их воздушные мешки.

Кровеносная система птиц

В кровеносной системе птиц венозная и артериальная кровь не смешиваются. В отличие от пресмыкающихся у птиц из левого желудочка сердца выходит только одна (правая) аорта.

Сердце четырехкамерное. Правые предсердие и желудочек содержат только венозную кровь. Левые - только артериальную. Большой круг кровообращения начинается в левом желудочке и заканчивается в правом предсердии. Малый (легочный) круг кровообращения начинается в правом желудочке и заканчивается в левом предсердии.

Большое сердце птиц сокращается часто, в полете очень часто (сотни раз в минуту).

Пищеварительная система птиц

Для птиц характерно быстрое пищеварение. У многих пища проходит через их пищеварительных тракт менее чем за час.

У многих птиц пищевод имеет расширение (зоб), где на время откладывается проглоченная пища. Есть слюнные железы.

Особенностью пищеварительной системы птиц является наличие двух желудков. В первом (железистом) происходит ферментативная обработка пищи. Во втором (мускульном) пища перетирается как мощными стенками желудка, так и заглоченными камешками.

Толстая кишка у птиц короткая, открывается в клоаку, прямая кишка отсутствует. Таким образом остатки не задерживаются в организме, что облегчает тело птицы для полета.

Выделительная система птиц

Основным продуктом выделения у птиц является мочевая кислота, также как у пресмыкающихся. Для ее выделения требуется мало воды. Выведение вредных веществ из организма происходит быстро, что связано с интенсивным обменом веществ.

У птиц достаточно крупные почки, мочеточники открываются непосредственно в клоаку. Мочевой пузырь отсутствует.

Нервная система и органы чувств птиц

В нервной системе птиц происходит более сильное развитие полушарий переднего мозга (отвечают за сложное поведение и выработку условных рефлексов), также увеличивается средний мозг (связано с совершенствованием зрения) и мозжечок (отвечает за координацию движений, что для птиц имеет большое значение в связи с полетом).

Основным органом чувств птиц является зрение. Это связано с тем, что при полете надо видеть предметы с далекого расстояния, птицы хорошо различают цвета и их оттенки. В глазах птиц больше чувствительных клеток, чем у млекопитающих.

Немаловажное значение в жизни птиц имеет и слух. У ряда птиц (например, сов) он очень тонкий, позволяет улавливать в темное время суток звуки, издаваемые добычей.

У подавляющего большинства птиц обоняние плохо развито.

Размножение и развитие птиц

В качестве органов размножения у самцов птиц функционирует пара семенников. В период размножения они сильно увеличиваются. По семяпроводам сперма поступает в клоаку и впоследствии впрыскивается в клоаку самки. У птиц бывает только внутреннее оплодотворение.

У самок сохраняется только один яичник. Это связано с образованием крупных яйцеклеток (содержащих большое количество желтка), превращающихся в половых путях самки в крупные яйца. Два таких яйца не смогли бы пройти через таз птицы.

Оплодотворение яйцеклетки происходит в верхней части яйцевода. Продвигаясь к клоаке яйцо покрывается оболочками: белковой (содержит большой запас воды), двумя подскорлуповыми, скорлупой (известь в последствии частично используется на формирование скелета), надскорлуповой оболочкой. Длительность формирования яйца у разных видов птиц различна. В среднем около суток.

На поверхности желтка путем дробления образуется зародышевый диск. Желток подвешен в яйце на белковых нитях - халазах.

Одним из проявлений сложного поведения птиц является выраженная забота о потомстве. Птицы насиживают кладку, после вылупления птенцов еще долго заботятся о них. Птенцы бывают двух типов: выводкового и гнездового. Первые почти сразу после вылупления способны следовать за родителями, самостоятельно питаться. При вылуплении они уже покрыты пухом. Гнездовые птенцы появляются голыми, слепыми и беспомощными. Родители выкармливают их в гнезде.

Экология птиц

Высокая скорость обмена веществ за счет совершенствования в первую очередь кровеносной, дыхательной и пищеварительной систем привели к теплокровности птиц (способности к поддержанию постоянной температуры тела). Это привело к меньшей зависимости от условий окружающей среды, чем у пресмыкающихся. Птицы расселены по Земле достаточно широко, они встречаются в том числе и в Антарктиде.

Для птиц характерны сезонные миграции, связанные с перемещением в лучшие места для питания, размножения, избежания неблагоприятных условий. Выделяют оседлых, кочующих и перелетных птиц . Оседлые птицы обычно живут круглый год в одном и том же месте. Кочующие птицы в послегнездовой период улетают на сотни километров. Перелетные птицы пролетают тысячи и десятки тысяч километров. Обычно они улетают на зиму в те места, где нет сильных холодов (например, из Европы в Африку).

Среди птиц выделяют три большие группы: типичные птицы, пингвины и страусы. Представители последних двух не летают. Виды страусовых являются самыми крупными из ныне живущих птиц. Пингвины приспособлены к плаванию. Подавляющее большинство типичных птиц летают. Они наиболее многочисленны и разнообразны (более 20 отрядов).

Выделяют различные экологические группы птиц по местам обитания (птицы леса, открытых пространств, водоплавающие, обитающие у водоемов), местам гнездования (в кронах, кустарниках, наземные, гнездящиеся в дуплах и др.), типу питания (растительноядные, насекомоядные, хищные, падальщики, всеядные) и др.

Опорно-двигательная система. Скелет и мышцы птиц.

Тема: Скелет птиц.

Цель: изучить скелет птиц.

Задачи:

1.Образовательные: ознакомить учащихся с особенностями скелета птиц в связи с приспособленностью к полету; дать понятия «цевка», «киль».

2.Развивающие: развитие понятий: «позвоночник», «таз», «крестец», «грудина»; умений работать с учебником; развитие мышления.

3.Воспитательные: формирование научного мировоззрения, экологическое воспитание (на примере выявления адаптаций к факторам среды в строении скелета).



  • Череп представляет единую кость, с ним подвижно соединена только нижняя челюсть

С позвоночником срастаются тазовые кости.Поясничные, крестцовые и часть хвостовых позвонков образуют сложный крестец.

1 - поясничные позвонки, 2 - крестцовые позвонки, 3 - хвостовые позвонки,

4 - подвздошная кость, 5 - седалищная кость, 6 - лобковая кость


Кости легкие: все длинные кости трубчатые, имеют воздушные полости, небольшие воздушные полости есть и в некоторых плоских костях.

  • Скелет туловища вороны сбоку:
  • 1 - последние шейные позвонки, 2 - сросшиеся грудные позвонки (спинная кость),
  • 3 - шейные ребра, 4 - грудные ребра, 5 - крючковидный отросток, 6 - тело грудины,
  • 7 - киль, грудины, 8 - сложный крестец, 9 - подвижные хвостовые позвонки,
  • 10 - пигостиль, 11 - коракоид, 12 - вилочка, 13 - лопатка,
  • 14 - суставная впадина для головки плеча, 15 - подвздошная кость,
  • 16 - седалищная кость, 17 - лобковая кость,
  • 18 - вертлужная впадина для сочленения с головкой бедра

Отделы позвоночника

1 .Шейный(9-25позвонков), 2 .грудной(3-10 позвонков), 3 .поясничный(6 позвонков), 4 .крестцовый(2позвонка), 5 .хвостовой(5 срослись со сложным крестцом, 6 остались свободными, 4 последних срослись в копчиковую косточку).


  • Грудина, или грудная кость (6) - широкая и длинная, вогнутая изнутри костная пластинка, несущая по средней линии высокий костный гребень - киль грудины(7) . Резкое увеличение поверхности грудины, обусловленное как ее разрастанием, так и образованием киля, - прямое приспособление к полету; оно обеспечивает возможность прикрепления мощных мышц, приводящих в движение крыло. На переднем конце грудины по бокам киля расположены большие сочленовные площадки, обеспечивающие прочное прикрепление к телу грудины коракоидов(11) . На боковых краях грудины размещаются мелкие углубления, которые служат для сочленения с нижними концами брюшных отделов ребер.

Пояс передней конечности

Пояс передних конечностей состоит из парных мечевидных лопаток, двух сросшихся в вилочку ключиц и двух крупных каракоидов, упирающихся в грудину.

  • 1.Ключицы. 2.Лопатка. 3,Воронья кость. 4.Грудина. 5.Киль.

Скелет передней свободной конечности - крыла

  • Скелет крыла вороны: 1 - плечевая кость, 2 - лучевая кость, 3 - локтевая кость, 4 - самостоятельные косточки запястья, 5 - пряжка (слившиеся косточки запястья и пясти), 6 - фаланги II пальца, 7 - единственная фаланга I пальца, 8 - единственная фаланга III пальца

Изменения в связи с приспособлением к полету.

  • Скелет передней конечности, превратившейся в крыло, подвергся значительным изменениям. Плечо ( 1 ) - мощная трубчатая кость, входящая в суставную впадину плечевого сустава. Характер суставных поверхностей заметно ограничивает возможность вращательных движений в плечевом суставе, что обеспечивает устойчивость крыла в полете. Мощные эпифизы дистального конца плеча образуют суставные поверхности для сочленения с двумя костями предплечья: более прямой и тонкой лучевой (, 2 ) и более мощной, слегка изогнутой локтевой костью ( 3 ). На поверхности локтевой кости видны бугорки - места прикрепления очинов второстепенных маховых перьев. Характер суставных поверхностей локтевого сустава обеспечивает прочное соединение костей плеча и предплечья и ограничивает вращательные движения и в этом суставе. При этом сохраняется большая подвижность в одной плоскости - плоскости крыла, что дает возможность птице складывать крыло в покое и изменять его площадь при изменении режима полета. Резкие изменения в связи с приспособлением к полету произошли в строении кисти. В проксимальном отделе запястья сохраняются только две самостоятельные косточки (, 4 ). Они связками почти неподвижно соединяются с костями предплечья. Подвижный сустав расположен между ними и остальными костями запястья, поэтому его называют интеркарпальным. Остальные кости запястья и все кости пясти сливаются в единое образование- пряжку ( 5 ). Резко редуцируется скелет пальцев. Сохраняются две фаланги II пальца ( 6 ), продолжающие ось пряжки. От I пальца сохраняется одна фаланга (рис. 7 ), к ней прикрепляется пучок перьев, образующий крылышко (, 4 ). III палец представлен также одной фалангой ( 8 ), прикрепленной к основанию первой фаланги II пальца. Эти преобразования в скелете кисти обеспечивают прочную опору для первостепенных маховых перьев - части крыла, несущей в полете наибольшую нагрузку.

Скелет свободной задней конечности.

  • Мощные длинные кости скелета задних конечностей, появление добавочного рычага, резкий рельеф суставных поверхностей - все это обеспечивает прочность и подвижность задних конечностей.

Скелет задней конечности вороны : 1 - бедренная кость, 2 - коленная чашечка, 3 - голено-предплюсна), 4 - малая берцовая кость, 5 - цевка (слившиеся кости предплюсны и плюсны), 6 – интертарзальный сустав, 7 - фаланги пальцев; I - IV - пальцы


  • Хорошо развиты мышцы шеи. Более 30 мышц обеспечивают движения задних конечностей. Они начинаются на костях таза, бедра, голени. К пальцам подходят длинные сухожилия, которые при посадке птицы на ветку натягиваются, сжимая пальцы, поэтому птицы не падают с веток во время сна. Межреберные и некоторые другие мышцы обеспечивают подвижность грудной клетки. Есть специальные мышцы, двигающие перья.

Схема сокращения мышц

Схема сокращения мышц при поднятии (А) и опускании (Б) крыльев: 1 - большие грудные мышцы; 2 - подключичные мышцы

  • Важное значение для полета птиц имеют большие грудные мышцы опускающие крыло. Они прикрепляются к килю грудины и заканчиваются сухожилиями на костях крыла.


Страусы - нелетающие птицы.

Страусы - нелетающие птицы. Для них характерно полное отсутствие киля и слаборазвитая грудная мускулатура; скелет не пневматичен, за исключением бедренных костей. Крылья у страусов недоразвитые; два пальца на них заканчиваются когтями, или шпорами. Задние конечности длинные и сильные, всего с двумя пальцами. Один из пальцев заканчивается подобием рогового копыта (разросшимся когтем) - на него птица опирается при беге. Страус при беге способен развивать скорость до 60-70 км/ч.

Пингви́новые или пингви́ны - семейство нелетающих морских птиц, единственное в отряде пингвинообра́зных (Sphenisciformes ). В семействе около 20 современных видов (по разным данным - от 18 до 20). Все представители этого семейства хорошо плавают и ныряют.

  • Передние конечности пингвинов видоизменены в эластичные ласты, которые благодаря особому устройству скелета находятся в полурастянутом состоянии и во время плавания под водой вращаются в плечевом суставе почти винтообразно. Крылья этих птиц практически не сгибаются, так как представляют собой ласты, покрытые чешуйчатыми короткими перьями. Они помогают пингвинам лишь грести во время плавания и ныряния. Некоторые виды пингвинов способны совершать до 120 маховых движений в минуту. Перепончатые лапы и хвост служат пингвинам своеобразным рулем. К хорошо развитому килю грудины прикреплены мощные грудные мышцы, управляющие движением крыльев-ластов. У некоторых видов пингвинов грудная мускулатура составляет четверть всей массы тела, что значительно больше, чем у многих летающих птиц. Кости, образующие скелет крыльев, доскообразно уплощены. По плотности костей пингвины сильно отличаются от других птиц и похожи на морских млекопитающих.

Упражнения по пройденному материалу.

  • Какие изменения в строении скелета птиц по сравнению с рептилиями произошли в связи с приспособленностью к полету?
  • Каковы особенности расположения и строения мышц птиц? Объясните причины.
  • Почему у летающих птиц высокий киль?
  • Каковы особенности строения таза птиц? С чем связано такое строение?

Домашнее задание: § 45,заполнить таблицу

Отделы скелета

Кости, образующие отдел

Особенности


  • Призентация. Учитель биологии-Н.Ф.Неверова. МБОУ СШ №10 город Димитровград Ульяновская область.

Птицы - это животные, которые не только перемещаются по земле, но и поднялись в воздух, парят в небе. Поэтому в результате эволюционного развития наблюдалось изменение массы и формы их тела. При этом шло накопление жира - энергетического запаса, уменьшалось при движении трение, наращивалась мышечная масса. Вместе с тем изменялись их скелет и мышцы, т.е. опорно-двигательная система птиц.
Во многом он такая же, как и у млекопитающих. Опорно-двигательная система птиц состоит из черепа, плечевой кости и предплечья, лопатки, тазовой и бедренной костей и т.д.
В тоже время она совсем другая, нежели опорно-двигательная система млекопитающих. Например, голова у птиц мелкая, т.к. все кости мозгового черепа срослись, и количество их уменьшилось. Череп сильно облегчен из-за того, что кости в основном полые, и есть беззубый клюв, который покрыт только роговым покровом. У птиц нет изгибов позвоночника, как у человека. Грудная «человеческая» клетка расширена, а у животных и птиц она сжата с боков.
Шейный отдел скелета птиц представлен 11-25 свободными позвонками, а вот позвонки грудного отдела крепко скреплены между собой и заодно с отдела. Крестцовый отдел сросся с поясом задних конечностей, и образовался крестец.
Есть отличие и в лицевом скелете, и в поясе конечностей, и в самих конечностях. Например, только у птиц есть киль - хрящевой вырост, который сформировался при срастании ключицы с грудиной. У летающих птиц грудина развита достаточно сильно, а киль - большой.
Опорно-двигательная система птиц включает задние конечности, которыми являются две большие, мощные сросшиеся со сложным крестцом. И так как птица ходит на двух ногах, то крестец сам тоже мощный. Крестец образован сросшимися крестцовыми, поясничными, хвостовыми позвонками, поэтому считают, что поясничного отдела у птиц нет.
Скелет птицы отличается от скелетов других живых существ тем, что он прочный и лёгкий. Это достигается, во-первых, потому, что кости у птиц трубчатые. Во-вторых, лёгкость объясняется полостью костей. Поэтому масса скелета птицы составляет где-то 5 -15% от массы её тела. За исключением шейного отдела, весь позвоночник неподвижен.
Так как передние конечности в результате эволюционного развития превратились в крылья, то кисть почти не развита. Зато у птиц, которые хорошо летают, крупные составляют где-то 15-20% массы, и их особое расположение способствует устойчивости птиц в воздухе.

Стоящим ниже по уровню развития, чем птицы и млекопитающие, является класс пресмыкающихся. Тело такой рептилии состоит из головы, шей, туловища и конечностей, кроме змей и которые конечностей лишены. По строению опорно-двигательная система пресмыкающихся близка к земноводным, но в отличие от них, имеет более окостеневший скелет. Более прогрессивное строение костного скелета и мускулатуры таких животных определило их подвижность. Скелет пресмыкающихся, как и опорно-двигательная система птиц, тоже состоит их шейного, грудного, крестцового и хвостового отделов. Длинные рёбра соединяются с грудиной, и образуется грудная клетка.
Рептилии, в отличие от других животных, имеют более расчлененные мускулы, в частности, межрёберные мышцы. Они могут регулировать объем грудной клетки, сжимать и расширять её, совершая тем самым процесс дыхания. Так как рёбра рептилий заканчиваются свободно, то это позволяет им заглатывать довольно крупную пищу. У них орошо развит хвостовой отдел.
Подводя итоги, можно отметить, что скелеты всех животных имеют отличительные особенности, но выполняют похожие функции. Они служат опорой тела, защищают внутренние органы и помогают перемещаться всему живому в пространстве.