Газообмен в водной среде кратко

Обновлено: 07.07.2024

Этот урок предназначен для учащихся 7-го класса, изучающих биологию по авторской программе В.В. Пасечника. Авторы учебника В.В. Латюшин, В.А. Шапкин. Урок идет в разделе «Эволюция строения и функций органов и их систем.

Цели урока:

  • изучить особенности строения органов дыхания в связи с их функциями;
  • раскрыть сущность процесса дыхания, его значение в обмене веществ;
  • развить умение выделять главное, сравнивать, делать правильные выводы, логически мыслить, находить закономерные связи между строением и функциями, развивать эмоции учащихся и познавательный интерес;
  • воспитывать бережное отношение к своему организму, к своему здоровью, к здоровью окружающих;
  • развивать самостоятельность, воспитывать интерес к предмету, воспитывать чувство взаимовыручки;

Ход урока

I. Организационный момент.

II. Проверка домашнего задания. Тест.

Вариант I

Покровы тела у членистоногих представлены:
1) плоским эпителием;
2) хитинизированной кутикулой;
3) эпидермисом;
4) собственно кожей.

Наружный скелет имеют:
1) моллюски;
2) рыбы;
3) ланцетник;
4) птицы.

Позвоночник рыб состоит из:
1) 2 отделов;
2) 3 отделов;
3) 4 отделов;
4) 5 отделов.

Особенностью скелета земноводных является:
1) отсутствие грудной клетки;
2) имеет шейный отдел;
3) состоит из скелета черепа, позвоночника, конечностей;
4) лицевая часть черепа больше мозговой.

К поясу передних конечностей млекопитающих относится:
1) ключица;
2) тазовые кости;
3) бедренная кость;
4) грудина.

Амебоидное движение характерно для:
1) головоногих моллюсков;
2) ракообразных;
3) простейших;
4) червей.

Первичную полость тела имеют:
1) плоские черви;
2) ланцетник;
3) кольчатые черви;
4) рыбы.

Функция опорной системы:
1) кроветворная;
2) транспортная;
3) защитная;
4) газообмен.

Инфузория туфелька движется при помощи:
1) жгутиков;
2) ресничек;
3) ложноножек;
4) оболочки клетки.

Вариант II

Покровы тела у плоских червей представлены:
1) плоским эпителием;
2) хитинизированной кутикулой;
3) эпидермисом;
4) собственно кожей.

Внутренний скелет имеют:
1) моллюски;
2) членистоногие;
3) рыбы;
4) черви.

Позвоночник птиц состоит из:
1) 2 отделов;
2) 3 отделов;
3) 4 отделов;
4) 5 отделов.

Особенностью скелета птиц является:
1) отсутствие многих костей, легкие прочные кости;
2) позвоночник состоит из 5 отделов;
3) состоит из скелета черепа, позвоночника, конечностей;
4) лицевая часть черепа больше мозговой.

К поясу задних конечностей млекопитающих относится::
1) ключица;
2) тазовые кости;
3) бедренная кость;
4) грудина.

Реактивное движение характерно для:
1) головоногих моллюсков;
2) ракообразных;
3) простейших;
4) червей.

Вторичная полость тела у:
1) хордовых;
2) плоских червей;
3) кишечнополостных;
4) круглых червей.

Какие функции не выполняет опорно-двигательная система:
1) опора;
2) защита;
3) движение;
4) газообмен.

Эвглена движется при помощи:
1) жгутиков;
2) ресничек;
3) ложноножек;
4) оболочки клетки.

III. Изложение нового материала.

  • На какие две группы делится все живое по способу дыхания?
  • Какие организмы называются аэробами, анаэробами?
  • У каких животных впервые появляется дыхательная система?
  • Какие функции она выполняет?
  • Как связана среда обитания со строением дыхательной системы?
  • Как дышат растения, грибы?

Презентация:

  • Какие органы дыхания появляются в типах:
    а) кольчатые черви;
    б) моллюски;
    в) членистоногие;
    г) рыбы;
    д) земноводные;
    е) пресмыкающиеся;
    ж) птицы;
    з) млекопитающие?

По дыханию все организмы делятся на две большие группы – анаэробы и аэробы. Анаэробы – организмы живущие в бескислородных условиях. Все процессы происходят у них по типу брожения. Это были первые организмы, появившиеся на Земле. Сегодня представления об этих организмах нам могут дать бактерии рода клостридиум. Аэробы – организмы, живущие в кислородных условиях. Процессы жизнедеятельности у них происходят по типу дыхания. Это большинство организмов, сегодня живущих на Земле – грибы, растения и животные. (Слайд 3)

Растение, грибы и примитивные животные, такие как губки, кишечнополостные, плоские и круглые черви дышат всей поверхностью тела. (Слайд 4)

Впервые дыхательная система появляется в типе Кольчатые черви. У многощетинковых кольчатых червей нереиды и пескожила появляются органы дыхания жабры на особых выростах тела параподиях. А есть ли специализированные органы дыхания у дождевого червя. Нет, малощетинковые кольчатые черви дышат всей поверхностью тела. (Слайд 5)

Какие функции выполняет дыхательная система? Что такое дыхание?

Функции дыхательной системы:

  • снабжение организма кислородом;
  • удаление углекислого газа;
  • обеспечение организма энергией. (Слайд 6)

Дыхание – это процесс, сопровождающийся поглощением кислорода и выделением углекислого газа. Дыхательная система выполняет важнейшую функцию – газообмен, без которого невозможна жизнь, ибо превращение энергии в организме происходит в результате окислительного распада питательных веществ с участием кислорода. (Слайд 7)

Из всех систем органов животных и человека дыхательная система больше всего связана со средой обитания. В водной среде обитания кислород растворен в воде, поэтому здесь работают такие органы дыхания, как жаберные щели или жабры. У каких животных орган дыхания – жаберные щели – ланцетник; жабры – многощетинковые кольчатые черви, двустворчатые моллюски, рыбы. (Слайд 8)

У многощетинковых кольчатых червей перистые жабры образуются на выростах кожи; пластинчатые, перистые жабры моллюсков расположены в мантийной полости. Органами дыхания ракообразных тоже являются жабры. Они находятся под головогрудным щитом и представляют собой тонкостенные выросты кожных покровов. Известно, что рак может жить несколько дней без воды, эта особенность обусловлена тем, что отверстия жаберных полостей могут наглухо замыкаться. За счет остатков воды, сохраняющихся в жабрах, и поддерживается дыхание. Наиболее сложно устроены жабры у рыб. Они состоят из жаберных дуг с жаберными лепестками, пронизанными мельчайшими кровеносными сосудами. Вода, проглатываемая животными, попадает в ротовую полость, проходит через жаберные лепестки, омывает их и снабжает кровь кислородом. (Слайды 9–14)

В наземно-воздушной среде обитания появляются такие органы дыхания, как легочные мешки ( брюхоногие моллюски), трахеи (насекомые). У наземных позвоночных животных органами дыхания являются легкие. Они представляют собой тонкостенные полые мешки, оплетенные густой сетью кровеносных сосудов, капилляров. У земноводных эти мешки несовершенны, поэтому 51% поступает через влажную кожу и только 49% – через легкие. Пресмыкающиеся дышат более сложными легкими, в которых появляются многочисленные выросты и легочные перегородки, что значительно увеличивает их внутреннюю поверхность. Для птиц характерно двойное дыхание. Дыхательная система состоит из воздухоносных путей, легких и воздушных мешков,при вдохе воздух через легкие проходит в воздушные мешки, а при выдохе – выходит из легких, а из воздушных мешков снова попадает в легкие. Двойное дыхание не только обеспечивает организм птицы кислородом, но и спасает его от перегрева. (Слайды 15–19)

Наиболее сложно устроена дыхательная система млекопитающих. Она состоит из воздухоносных путей и легких. Легкие образованы множеством мелких пузырьков – альвеол. Схема строения дыхательной системы выглядит так: ноздри – носоглотка – гортань – трахея – бронхи – легкие.

Вентиляцию легких обеспечивает диафрагма, отделяющая грудную полость от брюшной.

Вывод: Эволюция органов дыхания у позвоночных шла по пути:

  1. увеличения площади легочных перегородок;
  2. совершенствования транспортных систем, доставка кислорода клеткам;
  3. развития систем, обеспечивающих вентиляцию органов дыхания. (Слайд 21)

Заполните таблицу (Слайд 22)

Название группы животных Органы дыхания Особенности строения
Многощетинковые кольчатые черви жабры Имеют перистое строение

Найдите ошибки в приведенном тексте, укажите номера предложений в которых они сделаны, напишите эти предложения правильно:

Дыханием называется процесс поглощения кислорода (О2) из среды и выделение углекислого газа (СО2). Различают следующие виды водного дыхания:

– газообмен через всю поверхность тела – губки, мшанки, пиявки, круглые черви;

– жаберное (жабры – органы с выпяченной наружу дыхательной поверхностью и густой сетью кровеносных сосудов, кислород из воды поступает через тонкие покровы и стенки сосудов в кровь) – головастики лягушек, личинки тритонов, жаберные моллюски, раки;

– трахейное (трахеи – система воздушных трубочек, пронизывающих все ткани насекомых; кислород из воды проникает через тонкую кутикулу, далее в трахею и по ним доставляется ко всем тканям организма) – личинки стрекоз, поденок, ручейников, вислокрылок.


Схема газообмена в жабрах (слева) и трахеях.


Внутренние жабры (1) у перловицы и наружные жабры (2) у рачка бранхипуса, головастика и личинки тритона.


Различные типы водного трахейного дыхания: 1) замкнутая, без дыхалец и дополнительных выпячиваний трахейная система – многие мелкие насекомые: 2) с наружными дополнительными жаберными листками – личинки поденок; 3) трахейные жабры в полости прямой кишки, газообмен происходит при наборе и выталкивании воды для реактивного движения – личинки стрекоз.

– легочное (легкие – полость, образованная углублением дыхательной поверхности, пронизанной капиллярами). У легочных моллюсков (прудовик, катушка) – в виде простого мешковидного углубления, у взрослых лягушек, тритонов – более сложной разветвленной структуры;

– трахейное – трахеи заполняются воздухом при прорыве поверхностной пленки воды дыхальцевой трубочкой на заднем конце тела (личинки комаров, водяной скорпион, личинка иловой мухи); у жуков-плавунцов дыхальца открываются в замкнутое пространство под крыльями, куда втягивается запас воздуха;


Разновидности воздушного дыхания: набирающий воздух жук-плавунец; прудовик, ползущий по нижней стороне поверхностной пленки воды с открытым входом в дыхательную полость; личинка жука-плавунца и водяной скорпион, выставившие дыхальцевые трубки; личинки мухи львинки и комара, подвешенные к поверхностной пленке воды во время дыхания.

– диффузионная жабра – пузырек воздуха на брюшке, в который открыты дыхальца, по мере расхода кислорода в пузырек некоторое время дополнительно поступает кислород из воды за счет разницы давлений газов (гладыш);

– пластрон – часть поверхности тела, покрытая водоотталкивающими волосками, удерживающими воздух; волоски препятствуют контакту воздуха с водой, поэтому прослойка воздуха не уменьшается, и кислород из воды проникает в нее неограниченно долгое время (водяной клоп, водолюбы); пластрон – часть поверхности тела, покрытая водоотталкивающими волосками, удерживающими воздух; волоски препятствуют контакту воздуха с водой, поэтому прослойка воздуха не уменьшается, и кислород из воды проникает в нее неограниченно долгое время (водяной клоп, водолюбы);

– внутренний запас кислорода – некоторые водные клопы имеют в брюшке крупные клетки с гемоглобином, в которых создается долгосрочный запас кислорода, расходуемого под водой.

Теория водных обезьян

Теория водных обезьян Эта очень противоречивая теория гласит, что люди вышли из водной среды и утратили волосяной покров по той же причине, что киты, дельфины и ламантины. Сохранять в воде тепло помогает слой подкожного жира, а не волосы9.Стоит ли говорить, что каждая из

3.7. Преодоление водных преград

3.7. Преодоление водных преград 3.7.1. Переправа вброд Основным условием форсирования реки является выбор места брода. Для переправы вброд выбирается такое место, где река разделяется на несколько рукавов. Переходить ее нужно в самом широком месте ниже поворота реки или

Чемпионы водных пространств

Чемпионы водных пространств 3 Уэб, Мэтью – капитан, Англия, заплыв через Ла-Манш.Сюэ, Хань – Китай, 50 м, брасс, Германия, Гельзенкирхен.4 Отто, Кристин – ГДР, пловчиха: 6 олимпийских наград.Спиц, Марк – США, пловец: 11 олимпийских наград.5 Попов, Александр – Россия, плавание: 50,

Движения водных животных Плавание:

Движения водных животных Плавание: – с помощью плавников на заднем конце тела – тритоны, личинки стрекоз, поденок, жуков;– с помощью волнообразных движений тела – черви;– с помощью конечностей – водные жуки и клопы, лягушки;– с помощью водяного выстрела – личинки

Размножение водных животных

Размножение водных животных – Половое размножение, продуктами которого является икра в студенистой оболочке (тритоны, лягушки, моллюски, ручейники, комары-дергуны) или яйца разнообразной формы, откладываемые на различные предметы и части растений как в воду, так и вне

Сообщества водных животных

Сообщества водных животных Каждый вид животных выбирает для жизни подходящее ему место обитания (биотоп, микростацию), к условиям которого он наиболее приспособлен. Можно выделить характерные, однородные по факторам биотопы, в которых образуются устойчивые видовые

Определение личинок водных насекомых

Определение личинок водных насекомых Личинки Поденок (68). Личинки Веснянок (74). Личинки

Описания водных животных

Описания водных животных Систематика животных, включенных в книгу:Царство Животные Animalia:· Тип Губки Porifera;· Тип Щупальцевые (мшанки) Tentaculata;· Тип Кишечнополостные (гидры) Coelenterata;· Тип Плоские черви Plathelminthes;· Тип Круглые черви Nemathelmintha;· Тип Кольчатые черви Annelida;· Тип

Преодоление водных преград

Преодоление водных преград Переправа вброд Для переправы вброд выбирается такое место, где река разделяется на несколько рукавов. Переходить ее нужно в самом широком месте ниже поворота реки или ниже по течению с островом между рукавами. Максимальную глубину брода в

Преодоление водных преград

Преодоление водных преград Переезд реки вброд начинают прежде всего с обследования дна, определения глубины, твердости грунта, выявления ям и больших камней. Признаками брода могут быть: дороги и тропинки, подходящие к реке с обеих сторон; местное расширение реки на ее

По отношению к кислороду живые организмы подразделяются на анаэробные и аэробные. Анаэробные организмы способны жить и развиваться при отсутствии в среде свободного кислорода. Анаэробные организмы, как правило, распространены среди прокариот. Среди эукариотических организмов известны простейшие, обитающие в рубце жвачных, кишечные паразиты – лентецы, аскарида, энергетические процессы которых основываются на гликолизе. Абсолютное большинство живых организмов получают энергию за счет окислительно-восстановительных процессов. Содержание кислорода в воздухе составляет 290 мг/л, в воде при температуре 20ºС – 9,2 мг/л.

Механизм газообмена заключается в диффузии газов по градиенту концентрации. У животных поступление кислорода в организм диффузным без специальных органов дыхания возможен при диаметре тела 0,5 мм (простейшие, коловратки). Имеются и более крупные животные, у которых отсутствуют такие органы – плоские черви (кислород свободно диффундирует по толщине тела), губки, кишечнополостные, у которых поверхность тела структурирована. Но у этих животных уровень метаболизма невысокий. У более крупных и активных животных имеются особые участки (жабры, легкие), приспособленные к диффузии газов. Эти участки выстланы тонким однослойным эпителием (0,5-15 мкм), на который приходится большая часть поверхности тела.

Количество растворенного кислорода в воде относительно атмосферного кислорода невелико – при температуре воды в 20ºС в 1 л воды растворяется 6,57 мл кислорода. Содержание кислорода в воде обусловлено многими факторам, в первую очередь существует стратификация кислорода – различная его концентрация у дна и поверхности. При фотосинтезе растений происходит увеличение содержания кислорода в воде, при гнилостных процессах – его уменьшение. Поэтому в зимнее время в эвтрофных водоемах наблюдаются заморы.

У большинства гидробионтов органами дыхания в водной среде являются жабры. Помимо рыб, жабры имеются у ракообразных, моллюсков, личинок насекомых, личинок амфибий. Жабры представляют собой дыхательные поверхности, через которые диффундирует кислород. В наиболее простом случае диффузия газов происходит пассивным путем.

  • увеличение длины жаберных лепестков,
  • образование дополнительных жаберных пластинок.

Так, у макрели дыхательная поверхность жабр в 5 раз превышает таковую у удильщика.

Существует так называемая группа факультативных анаэробов. К ним относятся черепахи и многие виды рыб, ведущие придонный образ жизни. В придонных слоях содержание кислорода может доходить до 15% от величины насыщения воды кислородом. В ряде случаев в придонных слоях кислород может отсутствовать и вообще. Вместе с тем установлено, что в придонной бескислородной зоне оз. Танганьик обитают или надолго заплывают туда около 10 видов рыб. Факультативными анаэробами являются также карп и карась золото. В бескислородных условиях они получают энергию за счет гликолиза. Избыток молочной кислоты окисляется уже в весеннее время, когда кислорода в воде достаточно.

Интересным примером органных адаптаций являются нототениевые рыбы (известная нам ледяная рыба). У этих рыб, в результате давно произошедших мутаций, в крови отсутствуют эритроциты и гемоглобин. В процессе эволюции, в связи с обитанием в условиях низких температур, у них сформировался механизм диффузного поглощения кислорода из воды через кожу, снабженной мощной сетью каппиляров (их длина составляет 45 мм на 1 мм2 площади кожи). Также у них интенсифицировано кровообращение и их сердце в 3 раза больше, чем у сходных им по размерам других нототений и арктических рыб.

К физиологическим адаптациям рыб относится показатели красной крови. Хорошие пловцы отличаются более высокими показателями содержания эритроцитов, гемоглобина, гематокритной величиной, что позволяет увеличить общую кислородную емкость крови, а, следовательно, интенсифицировать процесс фиксации кислорода из воды. У рыб имеется морфофункциональный резерв увеличения мощности дыхания. В нормальных условиях функционирует только 60% жаберных лепестков. При гипервентиляции у рыб наблюдается брадикардия – замедление сердечного ритма, что обусловливает общее снижение потребности в кислороде при его недостатке.

У рыб, обитающих в условиях дефицита кислорода, образуются дополнительные органы дыхания. В первую очередь, к ним относится плавательный пузырь. Помимо гидростатической функции у многих видов рыб он служит источником кислорода. Содержание кислорода в пузыре регулирует чудесное сплетение, где реализована противоточная система кровотока. У угря в чудесном сплетении имеется 88 тыс. венозных капилляров и 116 тыс. артериальных. За счет плавательного пузыря в организм амии поступает 70-80 % кислорода.

Органом воздушного дыхания является наджаберный орган или лабиринт. У рыбы-ползуна он обеспечивает 80% кислорода. Задний отдел кишечника вьюна и южноамериканского сомика, лишен слизистой и пронизан сетью капилляров, где и происходит газообмен. Помимо кишечного дыхания у вьюна и других видов рыб газообмен происходит через кожу. Их покровы лишены чешуй и обильно покрыты слизью. Вьюн в утренние часы по росистой траве может переползать из одного водоема в другой на расстояние нескольких километров. Через его кожные покровы поступает около 66% кислорода.

У некоторых видов рыб образуются настоящие легкие, как выросты кишечника. Изменяется и система кровоснабжения – формируется легочный круг кровообращения (1 пара жаберных артерий). К ним относится африканский многопер, американский лепидосирен, которые населяют периодически пересыхающие водоемы. Во время засухи они переходят на легочное дыхание.

ГАЗООБМЕ́Н (био­ло­гич.), об­мен га­зов ме­ж­ду ор­га­низ­мом и внеш­ней сре­дой в про­цес­се ды­ха­ния. В ор­га­низ­мы по­сту­па­ет ки­сло­род (O2), ко­то­рый за­тем ис­поль­зу­ет­ся для окис­ле­ния со­еди­не­ний, во­вле­кае­мых в об­мен ве­ществ; в ре­зуль­та­те ос­во­бо­ж­да­ет­ся энер­гия, не­об­хо­ди­мая для жиз­не­дея­тель­но­сти, и об­ра­зу­ют­ся ко­неч­ные про­дук­ты об­ме­на, в т. ч. ди­ок­сид уг­ле­ро­да (CO2) и не­зна­чит. ко­ли­че­ст­во др. га­зо­об­раз­ных со­еди­не­ний. Ор­га­низ­мы по­лу­ча­ют не­об­хо­ди­мый им O2 ли­бо из ат­мо­сфе­ры, ли­бо из во­ды, в ко­то­рой он рас­тво­рён. Г. осу­ще­ст­в­ля­ет­ся пу­тём диф­фу­зии га­зов не­по­сред­ст­вен­но че­рез по­верх­ность кле­ток.

Читайте также: