ОСОБЕННОСТИ ПЕРЕДВИЖЕНИЯ (ПРЕОДОЛЕНИЯ ПРОСТРАНСТВА) В ВОДНОЙ СРЕДЕ

Конспект урока по биологии на тему

ОСОБЕННОСТИ ПЕРЕДВИЖЕНИЯ (ПРЕОДОЛЕНИЯ ПРОСТРАНСТВА) В ВОДНОЙ СРЕДЕ

Муниципальная бюджетная общеобразовательная организация Калининская средняя общеобразовательная школа

Урок биологии для 6 класса

«Движение многоклеточных животных в водной среде»

учитель биологии

Калининской СОШ

Полякова Наталья

Александровна

Калинино – 2017

Цель: расширение представлений учащихся об особенностях передвижения многоклеточных животных в водной среде; знакомство учащихся с наукой бионикой

Задачи:

определить зависимость способа передвижения организмов с окружающей средой;

– направить деятельность учащихся на освоение знаний о разных способах передвижения водных животных;

– познакомить учащихся с сущностью науки бионики, а также с ее научными достижениями;

– создать условия для определения учащимися связи между инженерно-техническими достижениями людей и устройством живой природы

Ход урока:

Самостоятельная работа обучающихся по карточкам, проверяющая уровень знаний

по предыдущей теме урока

Подводящий диалог

– Как вы понимаете выражение «Движение – жизнь»?

– Какие способы движения простейших вам известны?

– С помощью, каких органоидов передвигается амеба? Эвглена зеленая? Инфузория-туфелька?

– С помощью чего передвигается дождевой червь?

– Какие группы мышц есть у дождевого червя? Как называется его способ передвижения?

– Какие еще способы передвижения вам известны?

– Сравните: летит, плывет, бежит. От чего зависит способ передвижения?

Постановка учебной задачи

Внимание на экран (видеосюжет из фильма «Бионика»)

Подводящий диалог

– Что вы поняли из этого сюжета? По подобию чего люди сделали объектив фотоаппарата? Солнечные батареи?

– Как называется наука, которая использует строение или жизнедеятельность живых организмов для создания технических изобретений?

+ Бионика

-Посмотрите на экран и скажите, что это за объект?

– Какое приспособление к среде обитания водных животных использовали ученые, конструируя подводную лодку?

+ обтекаемая форма

– какое значение имеет обтекаемая форма для передвижения в воде?

+ облегчает передвижение.

– Значит, передвигаться в воде сложно?

– Какими свойствами обладает вода, как среда обитания?

+ высокая плотность и давление, плохо пропускает свет, больше углекислого газа, чем кислорода

Самостоятельная работа по карточкам

(соединить линиями животное и соответствующий способ его передвижения)

Смотрят опыты, демонстрируемые учителем и делают выводы

ОПЫТ: две бутылки. Одна с водой, другая пустая. Опустить в каждую камешек. Наблюдать и делать выводы.

Побуждающий диалог

– Какое свойство воды демонстрирует этот опыт?

+ плотность воды.

– Какова же главная проблема животных при движении в воде?

+ преодолеть сопротивление воды.

– Это ребята будет цель нашего урока: определить, какие приспособления появились у животных для преодоления сопротивления воды.

– У кого есть версии, как с этой задачей справляются водные животные?

+ обтекаемая форма тела

– Кроме формы тела, у животных есть еще ряд приспособлений к движению в воде. Предлагаю вам с ними познакомиться.

Смотрят опыты, демонстрируемые учителем

ФИЗМИНУТКА

Гимнастика для глаз, пальчиков, тела под музыку

Гимнастика для глаз, пальчиков, тела под музыку

Открытие нового знания

Проектная технология

Представьте себе, что вы ученые бионики. Вам необходимо изучить разные способы передвижения многоклеточных животных в водной среде, для того, чтобы придумать по их подобию технические изобретения.

– Итак, с чего вы начнете?

+ прочитаем информацию в учебнике и доп. лит-ре. Заполним таблицу.

1. Работа с текстом учебника и дополнительной литературой

2. Заполнение таблицы на основе полученных знаний

Учитель объясняет новую тему детям с ОВЗ

(чередование рассказа учителя и смысловой работой с текстом учебника и рассматриванием картинок)

Обучающиеся с помощью учителя знакомятся с таблицей и правилами её заполнения

Первичное закрепление во внешней речи (Выступление «обычных» учащихся от каждой группы)

1 группа – черты приспособления окуня

2 группа – черты приспособления дельфина

3 группа – черты приспособления осьминога

4 группа – черты приспособления утки-кряквы

Слушают одноклассников и заполняют таблицу

Самостоятельная работа с самопроверкой

Выполняют тест

Учитель объясняет как выполнить тест.

Обучающиеся повторяют задание

Выполняют тест

Включение в систему знаний и повторение

Проблемное задание

Определить приспособления животных, которые использовали бионики для создания:

ультразвукового «поводыря» ультразвуковой способ ориентации дельфинов

реактивного двигателя – реактивный способ движения моллюсков

водолазного костюма – движение водоплавающих птиц и лягушек

Продолжают выполнять тест

Рефлексия и самооценка деятельности на уроке

1. Обобщают и делают выводы на уроке

– Итак, каким образом, решают проблему передвижения в воде многоклеточные животные?

+ имеют обтекаемую форму тела, покрытую чешуей или специальной кожей, что облегчает движение, уменьшая трение и воду;

+ имеют органы передвижения, такие как плавники, плавательные перепонки, щупальца;

+ имеют плавательный пузырь для движения на разной глубине;

+ имеют ненамокаемые крылья;

+ умеют ориентироваться в пространстве с помощью ультразвука и боковой линии.

– от чего еще, кроме окружающей среды, зависит способ передвижения водных животных?

+ От сложности организации животного.

2. Учащиеся оценивают свою деятельность на уроке

Лидеры групп дают оценку работе всей группы

3. Намечают цели на следующий урок

– Как вы думаете, что мы будем изучать на следующем уроке?

Домашняя работа

Текст учебника на с.106-107

Творческое задание. Приготовить сообщение о достижениях бионики в авиации.

1. Обобщают и делают выводы на уроке

– Итак, каким образом, решают проблему передвижения в воде многоклеточные животные?

+ имеют обтекаемую форму тела, покрытую чешуей или специальной кожей, что облегчает движение, уменьшая трение и воду;

+ имеют органы передвижения, такие как плавники, плавательные перепонки, щупальца;

+ имеют плавательный пузырь для движения на разной глубине;

+ имеют ненамокаемые крылья;

+ умеют ориентироваться в пространстве с помощью ультразвука и боковой линии.

2. Учащиеся оценивают свою деятельность на уроке

3. Намечают цели на следующий урок

– Как вы думаете, что мы будем изучать на следующем уроке?

Домашняя работа

Текст учебника на с.106-107; кроссворд

Приложение 1

Окунь

Обтекаемая форма тела

Чешуя и слизь

Боковая линия

Плавники

Плавательный пузырь

Уменьшение

силы трения

Ориентация в воде

Органы движения

Плавание на разной глубине (погружение и всплывание)

Плавание

Дельфин

Обтекаемая форма тела

Строение кажи

Плавники

Ультразвук

Уменьшение силы трения

Органы движения

Ориентация в воде

Плавание

Осьминог

Щупальцы с присосками

Набирает воду внутрь и резко выпускает ее

Передвижение по дну

Передвижение в толще воды

Реактивный способ движения

Утка кряква

Перья

Копчиковая железа

Перепонки между пальцев на ногах

Предохраняют птицу от намокания

Передвижение в воде

В воде плавает

По земле ходит

По воздуху летает

Приложение 2

Тест «Движение животных, обитающих в водной среде»

  1. При движении рыбы вперед главную роль играет(ют)

    1. Хвостовой плавник

    2. Спинной плавник

    3. Брюшной плавник

    4. Грудной плавник

  1. Утке помогает (ют) плавать

    1. Крылья

    2. Клюв

    3. Перепонки на задних конечностях

    4. Шея

  1. Реактивное движение характерно для животного

    1. Морской гребешок

    2. Утка кряква

    3. Скат

    4. Окунь

  1. Органом движения для пингвина являются

    1. Перепонки на конечностях

    2. Крылья

    3. Плавники

    4. Перепонки на конечностях и крылья

  1. За счет сокращения мускулатуры и волнообразных движений тела плавает

    1. Лягушка

    2. Угорь

    3. Жук-плавунец

    4. Кит

Приложение 3

Технологии обучения, используемые на уроке

Проблемный диалог можно рассматривать как побуждающий и подводящий.

Побуждающий диалог

Вопросы учителя, побуждающие детей высказывать различные версии решения проблемы

+ Развивает творческое мышление

+ Максимально близок к жизненным ситуациям

Подводящий диалог

Цепочка вопросов, последовательно приводящих к правильному ответу, запланированному учителем

+ Развивает логическое мышление

+ Просчитывается по времени

+ Ведет к нужному результату коротким путем

– Меньше творчества

2. Смысловое чтение

Три этапа работы с текстом

1) До чтения текста. Предположение о чем будет текст по его названию, иллюстрациям и т.п. (просмотровое чтение) Результат: предвосхищение чтения, создания мотива для чтения

2) Во время чтения текста. Изучающее чтение (на этапе обучения вслух) в режиме диалога с автором: делая паузы в чтении для того чтобы:

задать вопрос автору по прочитанному,

предположить ответ,

при дальнейшем чтении найти в тексте ответ на возникший вопрос и проверить себя.

Результат: вычитывание не только фактуальной информации, но и подтекста, своя интерпретация текста.

3) После чтения текста. Формулирование его главной мысли (концепта) в т.ч. с помощью рефлексивного чтения. Результат: понимание авторского смысла, корректировка своей интерпретации.

3. Технология проблемного обучения

Формулировка проблемного вопроса: «Почему…?

Ключевое слово версии Ключевое слово версии

Мы ЗНАЕМ: Надо УЗНАТЬ:

исполнение задания План:

по пройденному материалу 1.

(у доски, с места) 2.

3. …

Систематизация нового знания на доске по ходу открытия:

а) в схеме

б) в таблице

в) списком

Список использованных источников

  1. Биология. Живой организм. 6 класс: учеб. для общеобразоват. учреждений / Н.И. Сонин. – 5-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2011. – 174, [2] c.: ил. 1

  2. Статья на тему: Педагогические технологии обучения…

nsportal.ru›Школа›Материалы к аттестации›…-tekhnologii-obucheniya

Источник: https://infourok.ru/konspekt-uroka-po-biologii-na-temu-dvizhenie-mnogokletochnih-zhivotnih-v-vodnoy-srede-1568720.html

Особенности локомоций в водной среде

ОСОБЕННОСТИ ПЕРЕДВИЖЕНИЯ (ПРЕОДОЛЕНИЯ ПРОСТРАНСТВА) В ВОДНОЙ СРЕДЕ

В воде часть энергии мышц расходуется на продвижение вперед, а часть на то, чтобы держаться на плаву.

Во втором случае можно говорить о непродуктивных затратах энергии. При этом чем крупнее животное, тем значительнее эти расходы, как в относительном, так и в абсолютном выражении.

Поэтому у крупных животных, постоянно обитающих в водной среде, имеются специфические морфофункциональные адаптации, направленные на снижение удельного веса тела и приближение к нейтральной плавучести.

Среди таких приспособлений можно выделить:

  • наличие полостей, заполненных газом;
  • облегчение скелета за счет уменьшения костей и использования более легких структурных материалов;
  • накопление в органах и тканях жировых веществ, имеющих более низкий по сравнению с водой удельный вес.

Вода как более плотная по сравнению с воздухом среда оказывает большое сопротивление движению физического тела. Тем не менее отдельные виды позвоночных развивают в водной среде такую же

скорость линейного перемещения, что и наземные животные. Тунец, лосось, акулы развивают крейсерскую скорость в пределах 30-40 км/час. А такие виды, как рыба-меч и голубой марлин, на коротких участках плывут со скоростью свыше 100 км/час.

Большого совершенства в технике плавания достигли и вторично-водные животные. Скажем, дельфины часто длительное время передвигаются параллельно морским судам со скоростью 50-60 км/час.

Скоростные водные животные используют для линейного перемещения энергию толчка о воду. Схематично этот процесс можно представить следующим образом.

Быстрые рыбы отталкиваются туловищем, хвостовым стеблем и хвостовым плавником от воды. В результате изгибания и разгибания туловища в горизонтальной плоскости возникает локомоторная волна.

Такой механизм внешней кинематики лежит в основе движения большинства активных рыб. Этот тип движения имеет две разновидности: угревидную и скумбриевидную.

У рыб с удлиненным телом (угорь, вьюн, мурена) количество изгибов тела может быть больше одного. У рыб с вытянутым телом длина локомоторной волны остается все время постоянной: амплитуда колебаний тела от головы к хвосту не возрастает. Угревидный тип движения обеспечивает невысокие скорости перемещения, но зато дает преимущества в энергетике, поскольку является более экономичным.

Известно, что быстрые пловцы (например, тунцы), развивающие скорость свыше 100 км/час, имеют укороченное торпедообразное тело с хорошо дифференцированным хвостовым плавником. Такая форма тела обеспечивает рыбе минимальное гидродинамическое сопротивление, что существенно при высоких скоростях движения.

Особо следует подчеркнуть роль хвостового плавника при скумбриевидном движении. Примерно 40% мощности обеспечивает хвостовой стебель и плавник. Высокий и узкий хвостовой плавник тунцов и скумбрий благоприятствует развитию больших скоростей плавания.

Локомоторная волна от головы к хвостовому плавнику возрастает.

Кроме этого, хвостовой плавник обеспечивает рыбе высокую маневренность на большой скорости. Так, карась при помощи хвостового плавника легко совершает поворот на 90° за одно движение хвоста.

При удалении хвостового плавника для выполнения этого же маневра рыбе требуется уже несколько взмахов хвоста.

У многих рыб хвостовой плавник создает определенную подъемную силу, что важно при их отрицательной плавучести.

Скелетная мускулатура рыб морфологически и функционально разнородна. В ее составе различают красные (темные) и белые (светлые) мышцы.

Красные мышцы по массе уступают белым. Их количество у большинства рыб составляет несколько процентов от массы белой мускулатуры. И лишь у активных пловцов, находящихся в постоянном движении, — тунцов, ставриды, макрели, сельди — доля красной мускулатуры достигает 20%.

Располагается красная мускулатура поверх белой и лежит непосредственно под кожей, в основном в латеральной области хвостового стебля и туловища рыбы.

Лишь у видов, использующих для движения грудные плавники, красная мускулатура локализована в непосредственной близости от плавников и жаберных крышек. У активных пловцов (например, тунца) красные мышцы пронизывают всю толщу белых мышц и доходят до позвоночного столба.

Темный цвет мускулатуре придают железосодержащие белки. В составе мышечных волокон обнаруживается большое количество миоглобина и цитохромов. Кроме того, темная мускулатура имеет обильную васкуляризацию. В состоянии покоя в красных мышцах кровоток в три раза превышает таковой белых мышц, а при возбуждении приток крови к темным мышцам возрастает многократно.

Функционально красная мускулатура обеспечивает медленную, но продолжительную работу. Она медленнее утомляется и быстрее восстанавливается в случае утомления. Именно в такого рода мышечной деятельности испытывают повышенную потребность активные пелагические рыбы (тунцы, макрели), покрывающие за сутки расстояния в сотни километров.

В качестве источника энергии красные мышцы используют жирные кислоты и кетоновые тела, что возможно лишь при наличии кислорода.

В красных мышцах мало гликогена и много ферментов, обслуживающих аэробные реакции. Даже в случае предельного напряжения в красных мышцах активно протекают аэробные процессы.

Поэтому столь велика потребность красных мышц в кислороде и в них столь развита капиллярная сеть.

Мышечные волокна красной мускулатуры иннервируются медленными нервными волокнами, т. е. волокнами малого диаметра. Это отчасти объясняет причины большого латентного периода красных мышц. Однако на каждом мышечном волокне имеется несколько концевых пластинок, что гарантирует точность исполнения команды из ЦНС.

Характеристика красных и белых мышц рыб

Красные мышцыБелые мышцы
Обеспечивают медленные движения рыбОбеспечивают быстрые движения рыб
Преобладание аэробных процессовПреобладание анаэробных процессов
Богаты гликогеномГликогена в 2 раза меньше, чем в красных мышцах
Функциональные нагрузки влияют на уровень гликогена незначительноРезкое падение уровня гликогена при быстром плавании
Богаты жиромМалое количество жира (20% от уровня красных мышц)
Богаты миоглобиномМиоглобин отсутствует

Светлые мышцы у рыб составляют основную массу активной части опорнодвигательного аппарата. В функциональном отношении светлые мышцы отличает более короткий латентный период (по сравнению с темными мышцами), большая скорость сокращения и расслабления.

Как для светлых, так и для красных мышц характерны тетанические сокращения, что определено природой электрического импульса, поступающего по аксону мотонейрона, — спайк с частотой 30-50 Гц. Иннервация светлых мышц осуществляется за счет быстрых (миелинизированных) нервных волокон большого диметра.

Каждое мышечное волокно у костистых рыб имеет несколько нервно-мышечных синапсов.

Кровоснабжение светлых мышц не такое интенсивное, как красных. В качестве источника энергии светлые мышцы используют глюкозу. Тот факт, что в возбужденных светлых мышцах всегда присутствует молочная кислота, свидетельствует о приоритете гликолиза в процессе мышечного сокращения.

Приверженность светлых мышц к анаэробному использованию энергии глюкозы подчеркивает и высокая активность ферментов анаэробного цикла в светлых мышцах рыб. Известно, что гликолиз — неэффективный путь использования энергии по сравнению с окислительным фосфорилированием. В данном случае природа приносит в жертву энергетическую экономию для получения выигрыша в скорости мышечного сокращения.

Водоплавающие птицы имеют свои особые адаптации к движению в воде и на воде. При плавании на поверхности воды птицы используют преимущества своего облегченного тела.

Например, утки и гуси имеют положительную плавучесть и не расходуют энергию мышц на поддержание тела на плаву.

Линейные локомоции обеспечиваются у них за счет поочередных гребных движений лап, имеющих плавательные перепонки между пальцами.

Утки и гуси развивают довольно высокую скорость на поверхности воды. При толчке птицы расправляют плавательные перепонки между пальцами, чем увеличивают площадь гребной поверхности. При выносе ноги вперед для организации следующего гребного движения ногой плавательные перепонки складываются и уменьшают сопротивление плотной водной среды.

Интересны движения водоплавающих птиц и на суше. Из-за своеобразного строения тела утки предпочитают или сидеть на брюхе, или двигаться вперед. Дело в том, что центр тяжести тела утки несколько смещен вперед.

Когда утка стоит, вектор центра тяжести птицы уходит за пределы площади опоры, и птица падает вперед. Это особенно наглядно видно у только что выклюнувшихся утят. Они постоянно падают вперед.

Однако по мере развития утята приобретают навыки удержания равновесия.

Для того, чтобы устоять на месте, утка вынуждена вытягиваться вверх. При ходьбе птица ставит одну из своих ног в точку проекции вектора центра тяжести. При этом тело слегка разворачивается в сторону, противоположную перемещаемой конечности. Из-за этого утка идет, переваливаясь с одного бока на другой, и виляет при этом задом.

При полном погружении в воду (при нырянии) водоплавающие птицы испытывают на себе действие выталкивающей силы воды, поскольку удельный вес тела водоплавающих меньше, чем у воды. Однако и эта проблема в природе находит простое решение. При нырянии водоплавающие птицы выпускают воздух из воздушных мешков своего тела.

В зависимости от глубины погружения утка выпускает из воздушных мешков разное количество воздуха. Чем больше воздуха утка выпустит, тем легче ей погружаться под воду и тем большей глубины она может достичь. При нырянии под водой утка, как и большинство водоплавающих, движется за счет гребных движений ног. Реже ныряющие птицы используют крылья для совершения гребных движений в водной среде.

, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник: https://www.activestudy.info/osobennosti-lokomocij-v-vodnoj-srede/

Особенности передвижения (преодоления пространства) в водной среде

ОСОБЕННОСТИ ПЕРЕДВИЖЕНИЯ (ПРЕОДОЛЕНИЯ ПРОСТРАНСТВА) В ВОДНОЙ СРЕДЕ

Передвижение в водной среде (плавание) лучше всего изучено у водных позвоночных (рыб и млекопитающих), так как их движения, связанные с деформациями тела, лучше всего могут быть подвергнуты биодинамическому и математическому анализу (Cray, 1933; Bain–bridge, 1961, Шулейкин, 1966 и др.).

При изучении этих явлений можно наметить три аспекта: 1) изучение морфологии рыбы —формы тела, обеспечивающей наименьшее сопротивление в различных условиях обитания; 2) изучение механики движения — математический анализ двигательных актов, построенный на данных киноциклосъемки; 3) изучение энергетических затрат при плавании с различной скоростью, явлений, связанных с производимой животным мышечной работой. Сочетание всех этих исследований позволяет вычислить для плавающих организмов коэффициент полезного действия и найти оптимальное значение скоростей в связи с величиной организма и особенностями биодинамики.

Эколого-морфологические особенности водных организмов выражены очень ярко. Они касаются в равной мере как формы тела рыб, живущих в различных условиях, разного типа питания, так и различных по этим

же признакам морских млекопитающих. На рисунке 78 приведена различная форма тела рыб; передвижение их в воде значительно отличается и связано с условиями среды и скоростью плавания.

Так, торпедовидная форма обеспечивает наиболее быстрое передвижение в открытой воде, сплющенная с боков — возможность плавания в водоемах с густой растительностью; впрочем, этот тип формы тела встречается и среди живущих в толще воды, и среди придонных и донных.

Змеевидный тип тела характерен для рыб зарослей и зарывающихся в ил. Медленно плавающие рыбы имеют лентовидную форму тела, шаровидную и плоскую.

Особое положение занимают в этом своеобразном ряду летучие рыбы, с громадной скоростью движущиеся в воде и завершающие этот двигательный акт своеобразным полетом в воздухе.

Здесь большое значение приобретают не только змеевидные движения туловища, но и большие боковые плавники, обеспечивающие своеобразное парение в воздухе. Характерно, что до момента полного отрыва летучей рыбы от воды скорость благодаря движениям хвоста продолжает нарастать.

В воздухе летучая рыба держится около 10 сек, пролетая за это время около 100 ж (Никольский, 1963).

Своеобразной адаптацией рыб к существованию в водной среде и к перемещению на различные глубины является способность к изменению удельного веса тела. Это осуществляется при помощи плавательного пузыря, сокращение которого позволяет изменять количество газа в пузыре или давление в нем.

Наполнение плавательного пузыря происходит либо за счет заглатывания воздуха (у открытопузырных и у всех рыб на ранних стадиях постэмбрионального развития) или за счет выделения кислорода и СО2 по типу секреции специальным образованием — красным телом. У рыб, живущих в толще воды и быстро передвигающихся по вертикали (акулы, скумбриевые), плавательный пузырь отсутствует вовсе.

Плавательный пузырь связан у рыб со слуховым лабиринтом и давление в пузыре регистрируется в центральной нервной системе.

Приведенными примерами, конечно, не исчерпывается ряд морфологических адаптации рыб, обитающих в морях, реках и других водоемах (Никольский, 1963; Строганов, 1964).

Скорость перемещения рыб в воде очень различна. Наибольшей скоростью обладают некоторые акулы, тунцы, меч-рыбы, лососевые. Так, тунец перемещается со скоростью 20 м/сек, голубая акула —10 м/сек, лосось — 5 м/сек (Никольский, 1963).

Поскольку скорость движения зависит от длины тела, для сравнения рыб различного размера принят так называемый коэффициент скорости, рассчитываемый по формуле V/√L где V – абсолютная скорость, √L — корень квадратный от длины рыбы. Получаемые коэффициенты колеблются от 70 (акулы, тунцы) до 5 (луна-рыба).

В таблице 36 приведены некоторые данные скоростей плавания рыб разных видов.

Стандартная скорость плавания рыб принимается обычно как 4L. У мелких рыб при бросках эта скорость может намного превышать отношение к длине тела. Так как сопротивление движению пропорционально квадрату линейных размеров, а мощность (масса) мышц — кубу линейных размеров, крупные рыбы движутся при прочих равных условиях быстрее мелких.

Некоторые морские млекопитающие отличаются большой скоростью плавания. Так, для кита-сервала описана скорость 6 м/сек, для дельфинов до 10 м/сек и более.

Скорость передвижения в воде зависит от формы тела, характера движений туловища, хвоста и плавников, а также от гидродинамических особенностей тела рыбы, т. е. от сопротивления, оказываемого водой (при продвижении вперед.

Между скоростью плавания рыбы и ее гидродинамическими свойствами существует значительный параллелизм (Шулейкин, 1966).

Так, наименьшее сопротивление при движении оказывает вода телу дельфина, наибольшее медленно плавающей рыбе — морскому языку.

Гидродинамические свойства плавающих организмов определяются, однако, не только формой тела, но особенностями его поверхности.

Помимо гладкой поверхности, почти не создающей трения и вызывающей минимальное образование пограничного слоя движущейся вместе с плывущим телом воды, здесь большое значение имеет выделение слизи.

Она выделяется специальными бокаловидными железами и имеет большое значение для увеличения коэффициента полезного действия плавающего животного. Мягкий демпферный слой подкожной жировой клетчатки у дельфинов также выполняет функцию гашения турбулентности.

Плавание осуществляется благодаря движениям тела, при которых поперечные колебания головы оказываются меньшими по сравнению с колебаниями хвоста. Большой движущей силой обладает хвост; он перемещается из стороны в сторону, проделывая синусоидный путь. Само тело рыбы в зависимости от вида в большей или меньшей степени проделывает синусоидные движения.

Силы, действующие при сокращении туловища и движениях хвоста, изгибают хвост, но тем не менее хвост образует угол с движением тела по воде. Поэтому на хвост действуют и сила сокращения, и упор о воду. Равнодействующая этих сил направлена вперед.

Когда хвост перемещается влево, равнодействующая направлена вправо и наоборот, но средняя сила, измеренная на всем протяжении сокращения цикла, направлена точно вперед.

Мощность общей работы, выполняемой телом плывущей рыбы, является произведением скорости и силы сопротивления движению. Эта сила в свою очередь складывается из силы сопротивления воды движению сложно изгибающегося тела рыбы и силы внутреннего сопротивления изгибу тела. Кроме того, затрачивается энергия на сопротивление распространяющейся вдоль тела волны.

Специальные исследования показали, что каждый сегмент тела рыбы обладает различной мощностью, и это соответствует и анатомической толщине расположенных на отдельном сегменте мышц (Шулейкин, 1968).

Мышечный тяж, идущий вдоль тела рыбы, обладает в различных его участках (сегментах) разными биохимическими особенностями.

Следовательно, плавание рыбы представляет исключительно интересный объект для изучения эволюции адаптации мышечной системы к выполнению различных нагрузок.

Энергетический обмен у рыб при плавании был объектом многих работ отечественных и иностранных исследований.

Поскольку многие рыбы существуют в проточной воде, плавание как способность противостоять течению является у них функцией непрерывной.

Отсюда возникло понятие о так называемом активном обмене — обмене в толще движущейся воды (Ивлев, 1960). Эти величины активного обмена составляют около 200% от уровня обмена веществ в неподвижной воде.

Исследование мышечной деятельности (плавания) рыб производится в специальных гидродинамических камерах, где можно создавать различную скорость течения воды, поддерживать постоянную температуру и измерять содержание кислорода в воде (Fry a. Hart, 1948; Blazka a. oth., 1960; Brett, 1964), содержание углекислоты.

Подобно исследованиям, проведенным на наземных организмах, главным образом на человеке, энергетическая оценка движения — плавания производится путем вычитания из величин газообмена, наблюдаемых во время плавания, величин так называемого стандартного обмена— более низких величин газообмена в состоянии полного покоя рыбы.

Подобно фактам, хорошо изученным на человеке, потребление кислорода при плавании с достаточно большой скоростью не сопровождается полным удовлетворением кислородного долга, что установлено как при сопоставлении теоретически вычисленных величин потребления кислорода с наблюдаемыми фактически, так и при изучении величин кислородного долга (Brett, 1964; Smith, 1965).

С возрастанием скорости газообмен повышается, однако имеется определенный энергетический оптимум скорости, когда газообмен, рассчитанный

на пройденный путь, оказывается наименьшим. Этим величинам ряд исследователей придают большое значение, предполагая, что именно эти наиболее «экономные» скорости используются рыбами в процессе дальних миграций.

Одной из характерных черт мышечной энергетики рыб является очень длительная (после работ, проведенных до утомления) ликвидация кислородного долга, продолжающаяся более 3 ч.

Нагрузка, при которой рыба может продолжать работу в устойчивом состоянии (steady state), не превышает величины 4 линейных ее размеров (4L) в секунду (Brett, 1964).

На рисунке 79 приведены отношения потребления кислорода, скорости утомления и восстановления у нерки (Oncarhynchus nerka) весом 50 г.

В последнее время для изучения энергетических затрат плавающих рыб стали применять косвенный метод расчета по содержанию жира в теле. Эти пути исследования имеют большое значение при изучении миграций.

Весьма интересные данные по плаванию рыб получены при различной температуре воды. Максимальная скорость плавания с повышением температуры воды возрастает. При этом стандартный метаболизм увеличивается с 41 до 196 мг/кг/ч; расход же на плавание — с 514 до. 948 мг/кг/ч, т. е. менее чем вдвое.

Эти результаты получены после двухнедельной адаптации к температурам от 5 до 24° С и указывают на значительную независимость коэффициента полезного действия скелетной мускулатуры рыбы от температуры среды и от предшествующих температурных воздействий, да и скорость плавания не возрастает с температурой выше 15° С.

Несмотря на большой интерес, проявляемый в последнее время к изучению морских млекопитающих, особенно дельфинов, какие-либо данные о физиологии плавания отсутствуют. Имеются только предположительные расчеты, исходя из наблюдений за скоростью и весом тела, свойствами поверхности тела.

—Источник—

Слоним, А.Д. Экологическая физиология животных/ А.Д. Слоним.- М.: Высшая школа, 1971.- 448 с.

Предыдущая глава ::: К содержанию ::: Следующая глава

Источник: https://big-archive.ru/biology/environmental_physiology_of_animals/64.php

Урок

ОСОБЕННОСТИ ПЕРЕДВИЖЕНИЯ (ПРЕОДОЛЕНИЯ ПРОСТРАНСТВА) В ВОДНОЙ СРЕДЕ

Класс: 6

Цели урока

:

  1. Раскрыть особенности движения животных в водной среде;
  2. Выявить черты приспособленности животных к движению в водной среде;
  3. Продолжать формирование умений сравнивать, делать выводы, выявлять закономерности;
  4. Воспитывать самостоятельность мышления;
  5. Развивать устойчивое произвольное внимание;
  6. Развивать мыслительные способности учащихся (анализа, синтеза, сравнения, обобщения).

Оборудование

: компьютер, экран,
мультимедийный проектор, ноутбук, учебная
программа “Биология. Весь школьный курс”,
карточки для структурно – логических схем,
скотч.

Организационный момент.

  1. Приветствие;
  2. Проверка готовности школьников к учебному занятию;
  3. Организация внимания школьников.

Добрый день! Я рада встречи с вами.

“Учиться можно весело … чтобы переваривать
знания, надо поглощать их с аппетитом” сказал
однажды французский писатель Анатоль Франс.

Давайте сегодня на уроке мы будем следовать
этому совету писателя, будем активны,
внимательны, с большим желанием поглощать
знания, ведь они пригодятся в вашей дальнейшей
жизни. Работать сегодня будем в группах.

Проверка домашнего задания.

Ребята, каково значение опорных систем?

Ответ:

  • опора для внутренних органов;
  • защита внутренних органов животных от повреждений;
  • обеспечивают постоянную форму тела живым организмам;
  • защита животных от нападения хищников;
  • опорные образования растений, выносят листья к свету и поддерживают в таком состоянии.

Обеспечивают движение позвоночным животным.

У животных опорная система – скелет. Какие
выделяют скелеты по месту положения?

Ответ: Наружный и внутренний. (Прикрепляет
листы с типами скелета)

Какой скелет называют наружным?

Ответ: Наружным называют скелет, который
расположен снаружи. Наружный скелет имеют
раковины моллюсков, хитиновый покров насекомых и
ракообразный. (ученик прикрепляет к доске листы с
видами наружного скелета)

Какой скелет называют внутренним ?

Ответ: Внутренний скелет у позвоночных
животных. Скелет снаружи покрыт мышцами и кожей.
Внутренний скелет также у головоногих моллюсков.
(ученик прикрепляет к доске листы с видами
внутреннего скелета)

Перед вами на красных карточках находятся
задания.

1. Посмотрите внимательно и ответьте на вопрос.
Живые организмы объединены в группы. Нет ли среди
них лишних животных. Почему вы так решили. На
работу 2 минуты.

  • Улитка
  • Краб
  • Майский жук
  • Рыба

Ответ: Лишнее животное – рыба, так как у нее
внутренний скелет, а у остальных перечисленных
животных наружный скелет.

2. Посмотрите внимательно и ответьте на вопрос.
Живые организмы объединены в группы. Нет ли среди
них лишних животных. Почему вы так решили.

Ответ: Лишнее животное – рак, так как у него
наружный скелет, а у остальных перечисленных
животных внутренний скелет

3. Посмотрите внимательно и ответьте на вопрос.
Живые организмы объединены в группы. Нет ли среди
них лишних животных. Почему вы так решили.

  • Кальмар
  • Мидия
  • Бабочка
  • Краб

Ответ: Лишнее животное – кальмар, так как у него
внутренний скелет, а у остальных перечисленных
животных наружный скелет.

4. Посмотрите внимательно и ответьте на вопрос.
Живые организмы объединены в группы. Нет ли среди
них лишних животных. Почему вы так решили.

  • Ящерица
  • Воробей
  • Бабочка
  • Лошадь

Ответ: Лишнее животное – бабочка, так как у нее
наружный скелет, а у остальных перечисленных
животных внутренний скелет.

Проверка выполнения задания.

У вас на партах лежат карточки с изображением
животных. Нужно распределить этих животных по
типам скелета и определить место карточек с
изображением животных в схеме…

Карточки с изображением животных.

 Итак, опорные системы выполняют функции
опоры и защиты.

Ребята, а какую еще функцию выполняет скелет
позвоночных животных?

Ответ: Движения.

 III. Актуализация субъективного опыта
учащихся.

Сегодня на уроке мы будем говорить о движении.
Движение, животных в водной среде.

Что вы должны узнать на уроке?

Ответ: Особенности движения животных в водной
среде;

– Какие есть приспособления у животных для
движения в водной среде;

– Значение движения. (слайд 2)

– Чему должны научиться на уроке?

Ответ: Выделять особенности строения животных,
связанные с движением в водной среде. (Слайд 3)

Как могут двигаться животные в пространстве?
(Совместно с учениками составляется
ассоциативная структурно – логическая схема)

IV. Изучение новых знаний и способов
деятельности.

У вас на партах лежат карточки синего цвета. У
каждой группы свое задание. Вы работаете группой
с учебником, выполняя задание. На выполнение
задания 5 минут.

1. Какие органоиды позволяют простейшим
двигаться в водной среде ?

Стр. 98 2 и 3 абзац Слайд 4 и 5)

2. Озвучьте видеоролик, используя текст
учебника.

Стр. 100, 1, 2, 3 абзац (Слайд 6 и 7 и видеоролик)

3. Какие приспособления к плаванью встречаются
у млекопитающих?

Стр. 100, 4 абзац. (слайд 8 и 9)

4. Подготовьте рассказ о реактивном движении,
используя текст учебника и рисунки.

Стр. 100, 5 абзац. (слайд 10, 11, 12)

Проверка выполнения задания. Проверяется
задание и заполняется таблица
.

Движение животных в водной среде.

Движение организмов в водеПриспособленность к движению в водеПримеры животных
1. Движение рыб
2. Движение млекопитающих
3. Движение моллюсков
4. Движение водоплавающих птиц
5. Движение пингвина
6. Движение простейших

Какие есть приспособления у водоплавающих
птиц?

Ответ: у водоплавающих плиц есть плавательные
перепонки между пальцами.

https://www.youtube.com/watch?v=5pXvh-d60zI

Каково значение движения? (Слайд 13)

Ответ: Используя, движение животные находят
пищу, спасаются от врагов, находят убежище.

V. Первичная проверка понимания изученного.

Перед вами утверждения. Вы должны решить: верно
или нет то или иное утверждение. Если неверно, то
почему.

Какие утверждения верны

(слайд 14, 15)

  • Инфузория двигается с помощью ложноножек.
  • Эвглена двигается с помощью жгутика.
  • Хвостовые плавники рыбы и кита находятся в одной плоскости.
  • Водные млекопитающие имеют плавательный пузырь
  • Конечности дельфина превратились в плавники
  • Способ движения кальмара реактивное движение
  • В движении водных животных мускулатура не принимает участие
  • Водоплавающие птицы плавают, используя плавательные перепонки между пальцами.

VI. Закрепление изученного материала.

Обратите внимание на карточки зеленого цвета –
у вас на столах. На карточках напечатан текст,
который содержит биологическую ошибку. За 3
минуты вы должны обнаружить эту ошибку.

Задание группам.

1. Текст содержит биологическую ошибку. Найдите
ошибку.

Движения животных разнообразны. Так, знакомая
вам амеба, быстро плавает, ловко действуя
ресничками, покрывающими ее тело. Загребая ими
как микровеслами, она может двигаться вперед,
назад, замирая на месте. (слайд 16)

2. Текст содержит биологическую ошибку. Найдите
ошибку.

Многие животные, освоившие водную среду
обитания, отлично плавают. Рыбы и некоторые
моллюски используют такой необычные способ
перемещения, как реактивное движение. Они
выталкивают струю воды из полости тела и
благодаря этому “скачками” двигаются вперед.
(слайд 17)

3. Текст содержит биологическую ошибку. Найдите
ошибку.

Киты, дельфины в своем движении используют
хвост, это их главный орган движения. Только в
отличие от рыб, он расположен у них в
вертикальной плоскости. Это позволяет китам
быстро погружаться в воду, так и всплывать. (слайд
18)

4. Текст содержит биологическую ошибку. Найдите
ошибку.

Многие простейшие имеют другой “двигатель” –
это жгутик. Жгутиков может быть один, два или
несколько. Жгутик работает как гребной винт.

Так двигается инфузория туфелька. (слайд 19)

Проверка выполнения задания группами.

VII. Информация о домашнем задании (слайд
20)

Сегодня домашнее задание будет следующие:

Учебник стр. 98, 100

Хрестоматия по зоологии составитель Молис С. Н.
стр. 110 – 115

Энциклопедия для детей Аванта + , том 2 стр. 323 – 328

VIII. Подведение итогов учебного занятия.

Что сегодня вы узнали на уроке? (слайд 21)

Чему научились на уроке? (слайд 22)

Оценивание учеников.

IX. Рефлексия.

Ребята, как вы себя чувствовали на уроке? Как вы
поняли материал урока? У каждого из вас есть
смайлики.

Вам нужно поместить смайлик в той части доски,
которая наиболее соответствует вашему пониманию
материала и настроению на уроке.

23.01.2008

Источник: https://urok.1sept.ru/%D1%81%D1%82%D0%B0%D1%82%D1%8C%D0%B8/502295/

Medic-studio
Добавить комментарий