Органи чуття їх значення. Нервова система, її значення і розвиток у різних тварин. Лабораторне дослідження: Вивчення органів чуття тварин.

Про матеріал

Мета: довести до учнів відомості про особливості будови нервової системи та органів чуття у різних груп тварин; розвивати логічне мислення; виховувати бережливе ставлення до живих організмів, що оточують людину.

Перегляд файлу

Урок № 46

Тема: Органи чуття їх значення. Нервова система, її значення і розвиток у різних тварин. Лабораторне дослідження: Вивчення органів чуття тварин.

Мета: довести до учнів відомості про особливості будови нервової системи та органів чуття у різних груп тварин; розвивати логічне мислення; виховувати бережливе ставлення до живих організмів, що оточують людину.

Обладнання і матеріали: зображення нервової системи різних груп тварин, підручник

Базові поняття і терміни: дифузна, стовбурова, вузлова та трубчаста нервові системи

Державні вимоги щодо рівня загальноосвітньої підготовки учнів:

Називає:
- процеси життєдіяльності тварин: подразливість;

- органи чуття;

описує:

- способи прояву подразливості у тварин;

характеризує:

- особливості нервової системи та у різних груп тварин;

пояснює:

- значення нервової системи для організму;

порівнює і зіставляє:

- органи і системи органів у різних груп тварин;

- прояви життєдіяльності у різних груп тварин;

пояснює відповідними прикладами:

- взаємозв’язок життєдіяльності і будови організму тварин;

робить висновок:

- ускладнення будови організму тварин пов’язане з ускладненням функцій.

Тип уроку: комбінований

Хід уроку

І. Організаційний етап

Привітання вчителя і учнів. Перевірка готовності до уроку. Перевірка присутніх.

ІІ. Актуалізація опорних знань

Бесіда за питаннями:

1. Що таке подразливість ?

2. Які безумовні рефлекси властиві тваринам ?

3. Охарактеризуйте умовні рефлекси тварин.

ІІІ. Мотивація навчальної діяльності

Проблемне запитання:

Різні групи організмів мають нервову систему різної складності. Як ви вважаєте, з чим це пов’язано ?

ІV. Вивчення нового матеріалу

1. Типи нервових систем тварин

У процесі еволюції у тварин виникли такі типи нервової системи: дифузна, стовбурова, вузлова та трубчаста.

Дифузна нервова система найдавніша, характерна для кишковопорожнинних, у яких утворена дифузним сплетінням нервових клітин в ектодермальному шарі тіла тварин. Примітивність такої системи полягає в тому, що відсутнє розподілення її на центральну та периферичну частини та відсутні довгі провідні шляхи. Сітка відносно повільно проводить подразнення в усіх напрямках від нейрону до нейрону. Так як нейрони пов'язані з шкірно-м᾽язовими клітинами, то хвиля збудження від якої завгодно точки тіла поширюється далі і супроводжується м'язовими скороченнями. Реакції організму мають неточний характер. Але велика кількість зв'язків між елементами дифузної нервової системи спричиняють їхню широку взаємозаміну, а цим забезпечується надійність функціонування.

Стовбурова нервова система характерна для Плоских та Круглих червів і характеризується утворенням скупчень нервових клітин, які набувають форми тяжів, що проходять уздовж тіла. При цьому особливо розвивається парний мозковий ганглій, тобто в ході еволюційного розвитку спостерігається процес цефалізації. Переваги, що отримують організми зі стовбуровою нервовою системою в порівнянні з дифузною - це, в першу чергу, ускладнення поведінки, зокрема, можливість формування умовних рефлексів та підвищення швидкості реакції на подразник. Разом з тим, їх нервова система зберігає високу здатність до регенерації через неповну спеціалізацію відділів, що є перевагою в порівнянні з досконалішими системами. Проте реакцій на подразник примітивні. До того ж даний тип нервової системи забезпечує лише примітивні умовні рефлекси через незначний ступінь концентрації нервових клітин.

Вузлова нервова система типова для кільчастих червів, молюсків, членистоногих. Для неї характерне скупчення тіл нервових клітин з утворенням вузлів — гангліїв. Нейрони, зосереджені у гангліях, утворюють центральну частину нервової системи. Відбувається диференціація нейронів згідно з різними функціями. Нейрони, по яких інформація поступає в нервові центри називаються доцентровими (чутливими). Нейрони, по яких інформація від нервових центрів іде до органів, називаються відцентровими (руховими). Завдяки спеціалізації нейронів, нервовий імпульс проводиться певним шляхом, що забезпечує швидкість і точність реакцій. Також даний тип нервової системи завдяки високій централізації дозволяє формувати складні умовні рефлекси та інстинкти. Таким чином,у організмів з даним типом нервової системи спостерігається значне ускладнення поведінки. При цьому найрозвиненіша вузлова нервова система характерна для головоногих молюсків, яких називають «ссавцями моря» завдяки складності поведінкових реакцій. Також для них характерний високий рівень розвитку сенсорних систем.

Трубчаста нервова система характерна для вищих тварин — хордових. Ця система забезпечує найбільшу точність, швидкість та локальність відповідних реакцій. Для неї характерна вища ступінь концентрації нервових клітин. Центральна нервова система складається із спинного мозку у вигляді трубки та головного. У процесі еволюції ускладнювався розвиток головних відділів мозку та зростала його регулююча роль. Цей процес назвали цефалізацією. У головному мозку вищих хребетних утворився новий відділ — кора великих півкуль. Вона збирає інформацію від усіх сенсорних і рухових систем, здійснює вищий аналіз та слугує апаратом тонкої умовнорефлекторної діяльності. У людини кора ще є органом психічної діяльності та усвідомленого мислення.

Недоліком трубчастої нервової системи є її низький потенціал регенерації, що повязано як з незамінністю багатьох структур, так і з повільним відновленням самих нейронів. До того ж різні ділянки мозку виконують різні функції. Така вузька спеціалізація окремих структур одного з найважливіших органів унеможливлює регенерацію мозку, бо при його пошкодженні один відділ не може замінити інший, тому пошкодження центрів призводить до порушення функцій організму в цілому.

2. Органи чуття тварин

Тваринний організм не може існувати без зв’язку з навколишнім середовищем. Єдиним каналом такого зв’язку між організмом і зовнішнім середовищем є чутливі клітини, які розсіяні по всіх тканинах тіла тварини чи об’єднані у органи чуттів. Від них сприйнята інформація передається до ЦНС (центральної нервової системи).

Органи механічної чутливості. В органах механічної чутливості подразнення механорецепторів відбувається внаслідок фізичної деформації - руху або тиску у різних проявах ( вібрації, згинання, удару тощо). Сюди в першу чергу відносяться органи дотику, які представлені рецепторами дотику.

Органи дотику безхребетних тварин часто представлені сенсиллами - групами чутливих клітин.

У хребетних тварин механічні подразнення сприймаються вільними закінченнями нервів у шкірі або спеціальних кінцевих органів, які складаються з сенсилл. Роль органів дотику у ссавців грає також волосся, в сумці якого містяться чутливі клітини і сітка нервових закінчень. Дуже ефективними органами дотику є довгі тверді волоски, наприклад, “вуса” хижих тварин.

Для первинноводних хребетних тварин (риб і амфібій) досить характерними є так звані органи бічної лінії. Ці спеціалізовані шкірні органи сприймають рухи і коливання води. У риб при цьому у товщі шкіри утворюються канали, що відкриваються отворами назовні. На стінках каналів розташовані окремі рецептори бічної лінії.

До органів механічної чутливості відносяться також і органи рівноваги й слуху. Перші слугують для сприйняття свого положення у просторі, другі - для сприйняття звукових коливань.

Органи слуху, які сприймають звукові коливання, є і у безхребетних і у хребетних тварин.У хребетних тварин орган слуху має більш складну будову і є одночасно й органом рівноваги.

Головну частину органа слуху хребетних тварин становить внутрішне вухо, або перетинчастий лабіринт. У наземних хребетних будова органа слуху ускладнюється. В них вже утворюється середне вухо, яке наділене барабанною перетинкою і слуховими кісточками (молоточок, ковадло й стремінце) , а потім формується й зовнішне вухо, особливо розвинуте у ссавців. Всі ці ускладнення забезпечують можливість чути у повітряному середовищі, звукопровідність якого відносно невелика.

Показовим прикладом того, наскільки важливими є звукові сигнали в житті деяких тварин, є локаційні системи кажанів, які використовуються ними під час польотів у темноті.

Кажани для дослідження простору, який їх оточує, випромінюють орієнтаційні звукові сигнали тривалістю всього біля 1 мілісекунди і частотами, які лежать поза межами слухового сприйняття людини. Луна від сигналу, який відбивається від різних перешкод і комах, діє на слуховий апарат тварини так же само, як діють низькі частоти - на вухо людини. Спеціалізовані слухові відділи мозку цих тварин аналізують ці відбиті сигнали на протязі малих долей секунди. Таким чином кажан уникає зіткнення з перешкодами і ловить комах.

Китоподібні також використовують схожі прийоми локації, які основані на розповсюдженні звукових хвиль у водному середовищі. Цей тип активної акустичної орієнтації, який зветься ехолокацією, вражає не тільки тим, що кажани і кити сприймають дуже слабкі сигнали, але й тим, що вони здатні надзвичайно швидко перебудовувати свою поведінку, корегуючи своє переміщення і визначаючи місцеположення здобичі.

Органи зору. Світлові подразнення можуть сприйматися і тваринами, які не мають спеціальних органів зору. Однак, у реагуючих на світло організмів, як правило, є особливий світлочутливий апарат. В самому простому випадку це світлочутливі клітини, які розсіяні у покривах тіла і у мозку (як у дощових черв’яків, наприклад).

У примітивному випадку світлочутливі клітини просто розкидані під шкірою і здатні відрізняти світло від темряви і інтенсивність освітлення. Такими клітинами обмежується зоровий апарат деяких війчастих червів і п’явок.

Найбільш досконалими очами у безхребетних тварин володіють головоногі молюски - восьминоги, кальмари, каракатиці. Хоч такі очі розвиваються інакше, ніж у хребетних тварин, його зорові можливості подібні до зорових можливостей ока досить досконалих представників тих же хребетних тварин. В ньому є сітківка, кришталик, радужна оболонка з зіницею, роговиця і навіть повіки (у восьминогів).

Органи зору хребетних тварин представлені парними очами кулеподібної форми, які знаходяться у особливих западинах черепа - орбітах. Зовнішню оболонку ока - склеру - утворює шар хрящу або щільної сполучної тканини. На передній поверхні ока (перед зіницею) склера переходить у тонку прозору рогівку, яка вкрита епітелієм. Зсередини до склери прилягає судинна оболонка, а за нею слідує темна пігментна оболонка. На кордоні між склерою і рогівкою краї судинної і пігментної оболонок утворюють райдужку - кільцеву зморшку, яка обмежує отвір - зіницю.

У сітківці хребетних тварин є два основних типи рецепторних клітин - палички і колбочки. Палички, які відсутні лише у деяких денних птахів, забезпечують високу чутливість ока в умовах слабкого освітлення. Поріг їх сприйняття нижчий, ніж у колбочок, і вони звичайно поєднані між собою таким чином, що збудження сотень і навіть тисяч їх сумується. Колбочки розраховані на чітке бачення при доброму освітленні. Вони відповідальні й за кольоровий зір, в той час коли палички кольори не розрізняють.

Органи хімічного чуття.

У молюсків скупчення чутливих клітин розташовані у так званих нюхових ямках або в окремих частинах мантійної порожнини. Спеціалізовані органи хімічної чутливості молюсків, які знаходяться у мантійній порожнині, досліджують якість води, що поступає до зябер. Функцію органа смаку в них виконують нюхові ямки, які допомагають їм знаходити і впізнавати здобич.

Органи смаку членистоногих побудовані у вигляді сосочків, які розташовані на ротових придатках або на вусиках, а у комах навіть на лапках. Тварини, обмацуючи вусиками предмети, прикладають чутливі закінчення до поверхні, яка пахне. Органи НЮХУ мають вигляд ямки, дно якої вистелено тонкою плівкою, до якої підходять закінчення чутливих клітин. Запахи вільно проникають через плівку і отримують доступ до рецепторів. Органи нюху пов’язані головним чином з вусиками. У бджіл кількість таких ямок досягає 14-15 тисяч на кожному вусику.

Гострота нюху комах просто вражає. Це перевірено у експериментах з статевими пахучими секретами особливих залоз, які мають здатність приваблювати особин протилежної статі метеликів. Французький ентомолог А.Фабр ще у ХІХ столітті показав, що самець дубового шовкопряду уловлює запах самки, знаходячись від неї на відстані у декілька кілометрів. І у цьому немає нічого дивного, якщо пригадати, що запахи відіграють виключно велику роль в житті комах. Ці тварини, керуючись запахами, розшукують їжу, партнерів для парування, місця для відкладки яєць тощо.

У хребетних тварин орган нюху розвивається як потовщення ектодерми, яке заглиблюється у шкіру і утворює нюховий мішок, який відкривається назовні отвором - ніздрею.

Органами смаку хребетних є смакові бруньки - скупчення чутливих і опорних клітин, які розташовані у ротовій порожнині, а у риб також у стравоході, глотці, на губах і навіть на плавцях. При цьому основа чутливих клітин звичайно оплітається кінцевими закінченнями нервів.

Порогова чутливість до запахів у хребетних тварин також дуже велика і варіює у значній степені. Їжаки можуть виявлять присутність їстівних комах за запахом на відстані 1 м, а наближення ворога (наприклад, тієї ж собаки) - 9 м. Ну і дивовижне повернення мігруючих лососів на нерест до тієї ж річки, у якій вони самі народились, також пов’язане з їх нюхом.

Таким чином, запахи для тварин є дуже важливим засобом спілкування і обміну інформацією.

V. Узагальнення і систематизація знань

Лабораторне дослідження

Тема: Вивчення органів чуття тварин

Мета: ознайомитися із будовою та функціями органів чуття у тварин; визначити пристосованість тварин до умов середовища життя за допомогою органів чуттів.

Обладнання і матеріали: інструктивні картки, таблиці, підручник.