7 Клас урок №__

ПОКРИВИ ТІЛА ТВАРИН, ЇХНЯ РІЗНОМАНІТНІСТЬ І ФУНКЦІЇ

Лабораторне дослідження особливостей покривів тіла тварин

Без луски риба – не риба,

без пір’я птах – не птах...

Приказка

Мета: Навчальна: дослідити особливості покривів тіла різних тварин; з’ясувати значення покриву в житті організму.

Розвиваюча: розвивати критичне мислення.

Виховна: виховувати культуру спілкування.

Основні поняття: шкірно-м’язовий мішок, шкіра, луска, лусочки, пір’я, шерсть.

Обладнання і матеріали: колекції пір’я тварин і луски риб, опудала птахів, ссавців, колекції ракоподібних; вологі препарати риб, амфібій і рептилій.

Тип уроку: засвоєння нових знань і формування практичних умінь.

І. Організаційний етап

1. Організація класу.

2. Розминка «Епіграф»: прочитайте епіграф. Чому без луски риба - не риба, а без пір’я птах - не птах?

II. Актуалізація опорних знань.

Гронування «Покриви тіла тварин» – колективне складання «Грона», пригадуючи покриви тварин різних груп, які вивчали в темі «Різноманітність тварин». Врахувати поняття: шкіра, шкірно-м’язовий мішок, слиз, хітинізована кутикула, луска, лусочки, пір’я, шерсть; шкірні залози, линяння тощо.

III. Мотивація навчальної діяльності.

Цікаві запитання (міні-вікторина): Альпака (родичка верблюда) живе в районі екватора. Вона має густу довгу вовну. Для чого вона їй потрібна в таких кліматичних умовах? (Проживає високо в горах, там низька температура.)

Шкіра зайця дуже тонка, неміцна. Як це рятує йому життя? (У пащі хижака лишається жмут шерсті. Сам заєць тікає.)

IV. Засвоєння нових знань.

1. Пояснення вчителя з використанням таблиць і підручника (с. 148-151). А) Покриви безхребетних (с. 148-149): кільчасті черви, членистоногі, молюски; Б) Покриви хребетних (с. 149-151): риби, амфібії, рептилії, птахи.

2. Складання опорних схем: «Покриви безхребетних», «Покриви хребетних».

V. Формування практичних умінь.

Виконання лабораторного дослідження.

Обладнання, матеріали та об’єкти дослідження: колекції пір’я тварини, луски риб, опудала птахів, ссавців; колекції ракоподібних; вологі препарати риб, амфібій і рептилій.

1. Розгляньте представників ракоподібних (річкових раків або крабів), запропонованих учителем. Дослідіть твердість їхнього хітинового покриву. Яке значення такого покриву?

2. Дослідіть вологі препарати риб і набори луски. Як луска розташована на шкірі риби? Яке значення луски в житті риб?

3. Розгляньте і дослідіть зовнішні покриви жаби. Шкіра жаби гладенька, укрита слизом. Яке значення слизу, що вкриває шкіру жаби?

4. Розгляньте і дослідіть вологі препарати ящірки чи вужа. Чим утворений покрив тіла плазунів? Яка роль лусочок на їхньому тілі?

5. Розгляньте опудало птаха. Зверніть увагу на пір’яний покрив на крилах, тулубі та хвості. Які типи пір’їн вкривають тіло птахів? Дослідіть розміщення пір’я на тілі. Яку роль відіграє пір’я в житті птаха?

6. Розгляньте опудало ссавця. Дослідіть шерсть на щільність, твердість, густоту. Чим відрізняються остьові волоски від підшерстя? Яку роль відіграє шерсть у житті ссавців?

VI. Осмислення об’єктивних зв’язків у вивченому.

7. Результати досліджень оформіть у вигляді таблиці:

Тварина	Особливості покриву	Значення покриву для організму

VII. Підсумки.

Підбиття підсумків з використанням вправи «Шерлок Холмс»: учні в парах складають запитання з теми уроку (з використанням підручника або без нього).

VIII. Домашнє завдання.

Опрацювати § 35. Розпочати роботу в групах (учні об’єднуються у три-чотири групи) над міні-проектом «Майстерність маскування».

МАТЕРІАЛИ ДО ТЕМИ УРОКУ

Шкіра захищає тіло від пошкоджень та інфекцій. Її пігменти затримують шкідливе для клітин випромінювання. Кровоносні капіляри та потові залози беруть участь у терморегуляції. Шкіра риб та амфібій приймає участь в диханні та осморегуляції. Тут же розміщені дотикові, температурні та больові рецептори, а в риб ще й смакові. Кігті та копита слугують як «спеціальними інструментами» так і зброєю. Шкірні залози деяких амфібій виділяють сильні захисні отрути. Шкіра – носій особливого кольорового візерунку та різних візуальних «міток» - гребні у півнів, сідничі мозолі у мавп, які є ключовими стимулами, важливими у міжвидових та внутрішньовидових відносинах.

Похідні шкіри

У всіх наземних хребетних у зовнішніх клітинах епідермісу утворюється структурний білок кератин. Він постійно відтісняє цитоплазму і ядро клітини, що призводить до його відмирання. Так виникає роговий шар, який має різноманітні похідні. Основне про покриви тіла хребетних тварин.У земноводних такий шар ще досить тонкий, зате у плазунів він розвинений добре, утворюючи луски та щитки. За рахунок нього виникають кігті, нігті, шкірясті мозолі, відтиски пальців, дзьоб, копита та роги. Особлива морфогенетична роль цього шару проявляється при утворенні пір’я та волосся теплокровних тварин.

Пір’я на початкових стадіях розвитку дуже нагадує лусочки рептилій. Контурні пера є покривні, махові та рульові. Від центрального стрижня відокремлюються борідки першого порядку, на яких сидять борідки другого порядку, що скріплені гачечками у щільну несучу поверхню. Пера розвиваються із росткового шару, як і волосся, яке знаходиться біля основи сумки.

Волосся ссавців не гомологічне ні перам, ні лускам рептилій. Їх закладка розпочинається із епідермальної точки, а дерма починає функціонувати пізніше. До волосяної сумки прикріплюються гладенькі м’язи, при скороченні яких волосинки тварин піднімаються дибом, а у людини утворюється «гусяча шкіра». У досить пухкій серцевині волосини знаходиться повітря. На старості років продукування пігментів закінчується, тому волосини в результаті повного відображення світла виглядає білим. У тварин остьові та підшерстні волосини виконують теплоізоляційну функцію, а спеціальним волосинкам – вібрисам (наприклад, котячим вусам) властива ще й дотикова функція. Волосяна сумка вібрисів занурена у кровоносні судини і пов’язана із особливими механорецепторами.

Шкірні залози

Шкірні залози епідермального походження. За типом секреції їх поділяють на голокринні, апокринні та мерокринні. У риб та личинок земноводних у ростковому шарі утворюються тільки одноклітинні залози, так звані клітини Лейдига, які розміщені серед інших епідермальних клітин і до моменту виділення секрету виявляються вже на поверхні шкіри. Основне про покриви тіла хребетних тварин. Під час метаморфозу ці клітини зникають і замінюються багатоклітинними залозами: голокринними отруйними та мерокринними слизовими. У плазунів лише у деяких груп зустрічається невелика кількість спеціалізованих залоз, які виділяють ще й пахучі речовини. Шкіра птахів також бідна на залози, вони мають тільки куприкову залозу, що виділяє водовідштовхувальний секрет для змащування оперення.

У ссавців розвинулись три типи залоз: голокринні сальні, апокринні та мерокринні потові і апокринні молочні. Протоки молочних залоз яйцекладних ссавців відкриваються на невеликому поглибленні – молочному полі, звідки дитинча злизує молоко. У інших ссавців молочні залози мають соски, кількість та розміщення яких залежить від виду: у приматів на грудях, у хижих ссавців та свиней – на череві, у копитних у паху, а у слонів під пахвами. Утворення та секреція молока контролюється гормонально. Кров приносить до залоз «будівельний матеріал» молока – амінокислоти, глюкозу, оцтову кислоту. В самих залозах відбувається синтез, накопичення та виділення трьох поживних компонентів молока: білка, лактози та жиру, відсоток якого у різних видів неоднаковий.

Забарвлення шкіри

Забарвлення може виникати за рахунок наповнення шкірних судин кров’ю, (наприклад, пташиний гребінь), за рахунок тоненьких пластинок та решіток, а також завдяки пігментам. Фізична будова пір’я обумовлює переливне синювато-голубувате забарвлення. Основне про покриви тіла хребетних тварин. Зелений пігмент у хребетних зустрічається рідко, наприклад, у жаб та папуг. Він виникає за рахунок комбінації жовтого та синього «структурного» кольорів. Білий колір пір’їн та волосся пов’язаний із відсутністю пігмента та ефектом повного відображення падаючих світлових променів. До пігментів, що накопичуються у вигляді зернистих структур, відносяться жовті, коричневі, чорні меланіни та оранжеві каротиноїди. У тварин, які можуть змінювати забарвлення у залежності від оточуючого середовища, зміна кольору зумовлена переміщенням пігментних гранул всередині хроматофорів. Такі зміни керуються нервовою системою або антагоністичними гормонами гіпофізу та епіфізу. Птахи та ссавці реагують на зміну освітленості значно повільніше завдяки пристосуванням швидкості синтезу меланіну у пігментних клітинах.

Окостеніння дерми

Луска риб та покривні кістки розвиваються із мезенхіми дерми. Ці тверді утворення у давніх риб та амфібій інколи перетворювалися у міцний шкірний панцир. На сьогодні великі кісткові пластинки підстилають епідермальний роговий панцир черепах. Луска кісткових риб – це плоскі кісткові пластинки, вкриті епідермісом. Цікаво, що по краях щелеп у акул зовнішні плакоїдні луски постійно видозмінюються, переходячи у ротові зубні ряди.

ЕВОЛЮЦІЯ ПОКРИВІВ У ТВАРИН

Безхребетні тварини (покриви тіла складаються із зовнішнього шару клітин, який переходить в шар м'язів, утворені одношаровим епітелієм та структурами, які сформовані завдяки виділенням шкірних залоз (кутикулою, зовнішнім скелетом, мушлею). Тісний зв'язок покривів тіла з опорно-руховою системою притаманний усім тваринам, які мають зовнішній скелет.

Група тварин	Характерні особливості покривів тіла
Кишковопорожнинні	Ектодерма а епітеліально-м'язових клітин, між якими є жалкі клітини.  Зовнішній шар клітин складається з епітеліально-м'язових клітин, між якими містяться жалкі клітини для захисту від ворогів та паралізації жертви
Плоскі черви	Одношаровий епітелій з кутикулою в складі шкірно-м'язового мішка. Шкірно-м'язовий мішок (покриви разом із м'язами) складає опорно-рухову систему та  виконує захисну функцію.  У паразитичних плоских червів — сисунів — епітеліальні клітини містяться під неклітинним шаром, який захищає організм від агресивних травних соків хазяїна.  У паразитичних стьожаків покриви тіла мають величезну кількість виростів — ворсинок, через які всмоктується їжа, тобто покриви тіла виконують функцію живлення, а травна система відсутня.
Круглі черви	Одношаровий епітелій з кутикулою У круглих червів підсилюється захисна функція покривів тіла, їхні покриви — це багатошарова кутикула
Кільчасті черви	Одношаровий епітелій з кутикулою. Багато слизових залоз
Молюски	Одношаровий епітелій утворює мантію, яка утворює черепашку
Членистоногі	Одношаровий епітелій й товста хітинова кутикула, яка в ракоподібних зміцнюється вапном, у павукоподібних і комах вкрита восковою плівкою. Кутикула виконує захисну функцію, має хітиновий поверхневий шар, різноманітні вирости кутикули (волоски, шипи, голки та ін.) допомагають захиститися від ворогів, або замаскуватися.  Для павукоподібних та комах, що живуть у посушливих місцях, кутикула зовні вкрита восковим шаром для зменшення випаровування води і є важливою функцією економії води.

У хребетних покриви мають складнішу будову й представлені шкірою, яка складається з епідермісу та власне шкіри (дерма). Досить часто функції шкіри урізноманітнюються за допомогою похідних шкіри, якими є рогові чи кісткові утвори (луска, пір'я, волосся, кігті, копита, роги) та шкірні залози (слизові, слізні, отруйні, сольові, потові, пахучі, молочні).

Група тварин	Характерні особливості покривів тіла
Риби	Шкіра з багатошарового епітелію й дерми. Є слизові залози й луска. Захисна функція шкіри підсилена лусками різної форми.
Земноводні	Шкіра гола з багатошарового епітелію й дерми. Є багатоклітинні слизові залози. У шкірі густа сітка кровоносних судин. Шкіра є додатковим органом повітряного дихання, тому вона повинна бути постійно зволоженою (це забезпечують численні залози, що продукують слиз). Шкіра земноводних містить також отруйні залози, що виконують захисну функцію.
Плазуни	Шкіра суха з багатошарового епітелію й дерми. Залози відсутні. Виникають рогові лусочки, щитки, пластинки. Шкіра вкрита роговими лусками і щитками, які виконують захисну функцію
Птахи	Шкіра суха, тонка з багатошарового епітелію і дерми. Залози відсутні (крім куприкової), є пір'я. Пір'я захищає від пошкоджень, допомагає зберегти тепло і зменшує опір повітря під час польоту. Також найбільші пір'їни на крилах і хвості необхідні для забезпечення польоту. Крім того, пір'я птахів має різноманітне забарвлення, що використовується при маскуванні та відіграє важливу роль у шлюбній поведінці.
Ссавці	Шкіра товста з багатошарового епітелію й дерми. Є розвинені залози (потові, сальні, пахучі, молочні) і волосяний покрив. Шкіра вкрита волосяним покривом (шерстю), що допомагає підтримувати постійну температуру тіла. Дуже добре розвинені у ссавців видозміни шкіри (кігті, копита, роги, голки), які виконують важливі захисні функції в житті організмів та використовуються в шлюбних турнірах самців.

Еволюція покривів тварин проходила за такими напрямками: 

1) від одношарового до багатошарового епітелію;

2) від одношарового захисного епітелію до багатофункціональної шкіри з двох шарів: епідермісу й дерми.

ПРИСТОСУВАННЯ, або адаптації - розвиток будь-якої ознаки на впливи умов середовища, що сприяє виживанню виду та його розмноженню. Розрізняють морфологічні (за формою та зовнішньою будовою), фізіологічні (за внутрішніми функціями), етологічні (за поведінкою). Основними шляхами пристосування тварин є пасивний, активний та уникнення несприятливих умов середовища (наприклад, міграції чи кочування).

Видозміни покривів тіла можуть використовуватись як органи пересування (копита), а також як засоби пасивного (захисне забарвлення) і активного захисту (отруйні залози, шипи, кігті, роги, голки).

Захисне забарвлення буває: 

- маскуючим (у риб верх темний, низ світлий; здатні змінювати забарвлення чи малюнок головоногі молюски, камбала, хамелеони);  

- попереджуючим (яскраве забарвлення метелика, бджоли);

або відлякуючим (яскраві блакитні плями на тілі і сині отруйні шипи на хвості у ската-хвостокола).