Опорно-двигательная система. Скелет млекопитающих состоит из тех же отделов, что и у других наземных позвоночных животных: черепа, позвоночника, скелетов туловища, поясов и свободных конечностей (рис. 193).
Рис. 193. Скелет млекопитающего: 1 - верхняя челюсть; 2 - нижняя челюсть; 3 - череп; 4 - зубы; 5 - шейные позвонки; 6 - грудные позвонки; 7 - поясничные позвонки; 8 - хвостовые позвонки; 9 - ребра; 10 - лопатка; 11 - плечо; 12 - предплечье; 13 - кисть; 14 - тазовая кость; 15 - бедро; 16 - голень; 17 - стопа
Кости млекопитающих прочные, многие срастаются вместе. Череп крупный, состоит из меньшего, чем у рептилий, числа костей, так как многие срастаются еще в эмбриональном периоде. Челюсти сильные, вооруженные зубами, которые находятся в углублениях - альвеолах.
Позвоночник состоит из следующих пяти отделов: шейного (семь позвонков), грудного (двенадцать позвонков), поясничного (шесть-семь позвонков), крестцового (четыре слившихся позвонка) и хвостового отдела из разного числа позвонков у разных млекопитающих. Позвонки массивные, с уплощенными поверхностями тел. К позвонкам грудного отдела причленя-ются ребра, часть их соединяется с грудиной, образуя грудную клетку. Пояс передних конечностей состоит из парных ключиц и парных лопаток. Кора-коиды (вороньи кости) у большинства зверей редуцированы. У лошадей и собак, у которых ноги движутся только вдоль продольной оси тела, редуцированы и ключицы. Пояс задних конечностей (тазовый пояс) состоит из двух крупных тазовых костей. Каждая из них возникла при срастании лобковой, седалищной и подвздошной костей. Тазовые кости срастаются с крестцом.
У млекопитающих сложная система мышц. Наиболее развиты мышцы, двигающие конечности. Они начинаются на костях поясов и прикрепляются к костям свободной конечности. Длинные сухожилия подходят к костям стопы и кисти, что обеспечивает хорошую подвижность конечностей, расширяя их приспособительные (адаптивные) возможности.
Хорошо развиты межреберные дыхательные мышцы, сокращение которых поднимает и опускает грудную клетку. Есть мышцы, которые соединяются с кожей: например мимические мышцы, сокращение которых вызывает подергивание кожи, движение шерстного покрова, вибрисс.
У всех млекопитающих грудная полость отделена от брюшной мускулистой перегородкой - диафрагмой. Она широким куполом входит в грудную полость и прилегает к легким.
Лабораторная работа № 10
Тема. Строение скелета млекопитающих.
Цель. Изучить особенности строения скелета млекопитающих.
Оборудование: пинцет, лупа, скелет (и его части) кролика (кошки, крысы).
Ход работы
- Рассмотрите общее строение скелета. Найдите его части: скелеты головы, туловища, конечностей. Обратите внимание на соединение костей между собой.
- Рассмотрите скелет черепа. Обратите внимание на размеры мозговой коробки, соединения костей, дифференцированные альвеолярные зубы.
- Определите отделы позвоночника и особенности их строения.
- Рассмотрите строение грудной клетки, вспомните ее значение для животного.
- Рассмотрите строение скелетов поясов и свободных конечностей - передних и задних. Найдите и назовите основные их части. Рассмотрите места прикрепления мышц.
- Найдите сходство и различия в строении скелетов млекопитающих и пресмыкающихся.
- Запишите свои выводы в тетрадь, сделайте необходимые рисунки.
Нервная система. Центральная нервная система млекопитающих состоит из тех же отделов, что и у других позвоночных (рис. 194). Наиболее развит передний мозг, имеющий крупные полушария. Поверхность полушарий образована несколькими слоями нервных клеток - так называемой корой.
Рис. 194. Нервная система млекопитающего: А - общий план строения: 1 - головной мозг; 2 - спинной мозг; 3 - периферические нервы; Б - головной мозг кролика: 1 - обонятельные доли переднего мозга; 2 - полушария переднего мозга; 3 - извилины коры; 4 - промежуточный мозг; 5 - средний мозг; 6 - мозжечок; 7 - продолговатый мозг
У млекопитающих со сравнительно простым поведением (кролики, мыши) полушария гладкие, а у хищных млекопитающих и приматов, отличающихся сложным поведением, кора полушарий имеет многочисленные извилины (складки) и борозды, увеличивающие их поверхность. Крупные полушария переднего мозга прикрывают сверху промежуточный и средний мозг. Хорошо развит мозжечок, где находятся центры координации движений.
Периферическая нервная система, как и у других позвоночных, представлена двенадцатью парами черепно-мозговых нервов (отходят от головного мозга) и многочисленными нервами, отходящими от спинного мозга. Мощные нервные стволы направляются от спинного мозга к передним и задним конечностям.
Из органов чувств у зверей наиболее развиты обоняние, слух, зрение. Хорошо развиты отделы мозга, связанные с обонятельным, слуховым и зрительным анализаторами.
Более сложное строение опорно-двигательной и нервной систем млекопитающих в сравнении с рептилиями свидетельствует об их прогрессивном развитии, дальнейшей дифференцировке в ряду позвоночных и огромных приспособительных возможностях.
Пищеварительная система у млекопитающих более сложная, чем у пресмыкающихся (рис. 195). Рот окружен мясистыми губами, которые облегчают захват и удержание пищи. Зубы дифференцированы (подразделены на группы) на резцы, клыки, предкоренные и коренные. У представителей разных семейств они развиты по-разному в зависимости от способа питания и характера корма. Так, у грызунов и зайцев хорошо выражены резцы, у хищников - клыки и т. п.
Рис. 195. Внутреннее строение кролика (самки): 1 - трахея; 2 - пищевод; 3 - сердце; 4 - легкие; 5-желудок; 6 - слепая кишка; 7 - печень; 8 - селезенка; 9 - тонкая кишка; 10 - поджелудочная железа; 11 - почка; 12 - толстая кишка; 13 - яичник; 14 - матка; 15 - яйцевод; 16 - мочевой пузырь
Между зубами и губами расположено преддверие рта. У грызунов и мартышек здесь находятся защечные мешки, в которых они переносят пищу. Еду звери отрывают и пережевывают зубами, обильно смачивая слюной. Ферменты слюны воздействуют на сложные сахара (крахмал, клетчатку), расщепляя их до более простых соединений. Пищевой комок проходит в глотку, пищевод и поступает в желудок (рис. 196, А). У большинства млекопитающих желудок простой: он состоит из одной камеры. В стенках его находятся железы, которые выделяют пищеварительные вещества и кислоту, переваривающие белки.
Рис. 196. Схемы строения пищеварительных систем млекопитающих: А - общий план строения (кролик): 1 - рот; 2 - ротовая полость; 3 - глотка; 4 - пищевод; 5 - желудок; 6 - печень; 7 - поджелудочная железа; 8 - тонкая кишка; 9 - толстая кишка; 10 - слепая кишка: 11 - прямая кишка; 12 - анальное отверстие; Б - строение желудка жвачного парнокопытного: 1 - рубец; 2 - сетка; 3 - книжка; 4 - сычуг
У жвачных парнокопытных желудок сложный, состоящий из четырех отделов - рубца, сетки, книжки и сычуга (рис. 196, Б). Только последний из них является собственно желудком. Предыдущие отделы представляют собой расширения пищевода и служат для сбраживания пищи. Здесь под влиянием простейших, бактерий и дрожжей перерабатывается трудно перевариваемая клетчатка. У коровы за сутки выделяется до 50 л слюны, а пища из желудка периодически отрыгивается и пережевывается зубами (отсюда происходит название «жвачные»). В кишечнике пища подвергается воздействию ферментов, выделяемых пищеварительными железами, расположенными в стенках кишечника, и поступающими из печени и поджелудочной железы. Они воздействуют на все группы пищи: белки, жиры и сахара. Переваренная пища всасывается в тонком кишечнике, а непереваренные остатки поступают в толстую кишку, где формируются каловые массы, удаляемые наружу.
Дыхательная система состоит из тех же отделов, что и у пресмыкающихся: проводящих путей и легких (см. рис. 195). Легкие у зверей устроены сложнее, чем у рептилий, у них большая поверхность, обеспечивающая совершенный газообмен.
Трахея разделяется на два бронха, которые входят в легкие и здесь многократно ветвятся. Самые тонкие ответвления - бронхиолы. Они оканчиваются легочными пузырьками, или альвеолами, дыхательная поверхность которых в 50-100 раз больше поверхности тела. Альвеолы обильно оплетены кровеносными капиллярами. Именно здесь происходит газообмен. Углекислый газ из крови за счет разницы давлений выделяется в альвеолы, а кислород поступает из альвеол в капилляры, соединяется с гемоглобином эритроцитов и разносится кровью по организму. Вентиляция легких происходит за счет вдоха и выдоха. Вдох происходит за счет сокращения межреберных мышц и диафрагмы, благодаря чему увеличивается объем грудной полости. При расслаблении межреберных мышц и диафрагмы объем грудной полости и объем легких уменьшается - происходит выдох.
Кровеносная система млекопитающих похожа на кровеносную систему птиц. Сердце четырехкамерное: два предсердия и два желудочка. В левой половине сердца находится артериальная кровь, в правой - венозная (рис. 197).
Рис. 197. Схема строения кровеносной системы млекопитающего: 1 - сердце; 2 - левая дуга аорты; 3 - сонная артерия; 4 - спинная аорта; 5 - яремная вена; 6 - легочная артерия; 7 - легочная вена; 8 - задняя полая вена; 9 - капиллярная сеть внутренних органов
Чисто артериальная кровь из левого желудочка по большому кругу кровообращения движется ко всем органам и тканям организма. Правда, в отличие от птиц, у млекопитающих сохранилась не правая, а левая дуга аорты. Венозная кровь из правого желудочка по сосудам малого круга кровообращения направляется в легкие, где обогащается кислородом. Быстрое движение чисто артериальной и чисто венозной крови (особенно к голове по сонным артериям и от мозга по яремным венам) обеспечивает организм кислородом и быстро удаляет вредные продукты жизнедеятельности. Это обеспечивает быстрый обмен веществ, высокую и постоянную температуру тела млекопитающих.
Выделительная система представлена почками. Они расположены в тазовой области и представляют собой компактные тела. В почках из крови отфильтровываются продукты белкового обмена: мочевина и некоторые соли вместе с водой. По мочеточникам моча стекает в мочевой пузырь и через мочеиспускательный канал удаляется наружу (рис. 198).
Рис. 198. Строение выделительной и половой систем млекопитающих - самца (А) и самки (Б): 1 - почки; 2 - мочеточники; 3 - мочевой пузырь; 4 - семенники; 5 - яичник; б - семяпроводы; 7 - яйцеводы; 8 - матка; 9 - мочеиспускательный канал
Строение и деятельность систем внутренних органов млекопитающих свидетельствует об их более совершенном, прогрессивном развитии: интенсивном обмене веществ, постоянной и высокой температуре тела. Сравнение млекопитающих с птицами показывает их независимое и параллельное историческое развитие.
Упражнения по пройденному материалу
- В чем сходство и различия в строении покровов тела млекопитающих и рептилий?
- Перечислите основные особенности строения скелета головы, туловища, конечностей, связанные с наземным образом жизни, с типом питания.
- Поясните, чем отличается строение коры больших полушарий хищников и приматов от коры грызунов.
- На примере грызунов и жвачных животных объясните характерные особенности строения пищеварительной системы.
- Какие усложнения произошли в строении и деятельности систем внутренних органов млекопитающих по сравнению с рептилиями?
Задание 1. Выполните лабораторную работу.
Тема : "Строение скелета млекопитающих".
Цель работы: изучить особенности строения скелета млекопитающих.
1. Убедитесь в том, что на рабочем месте есть все необходимое для выполнения лабораторной работы.
2. Пользуясь инструкцией, приведенной в параграфе 52 учебника, выполните лабораторную работу.
3. Раскрасьте кости скелета млекопитающего (фиолетовым цветом - кости черепа, зеленым - позвоночника, голубым - пояса передних конечностей, коричневым - передние конечности, красным - пояс задних конечностей, желтым - задние конечности) и обозначьте их.
4. Запишите вывод об особенностях строения скелета млекопитающих.
Строение и деятельность систем внутренних органов млекопитающих свидетельствует об их более совершенном прогрессивном развитии: интенсивный обмен вещесв, постоянная высокая температура тела. Сравнение с птицами показывает их независимое и параллельное историческое развитие.
Задание 2. Заполните таблицу.
Строение и функции скелета млекопитающих (кролика) Отдел скелета Особенности строения Функции Череп крупный, меньше костей, чем у рептилий защита внутренних органов головы Позвоночник:
шейный отдел
грдной отдел, ребра, грудина
поясничный отдел
крестцовый отдел
хвостовой отдел
семь позвонков
двенадцать позвонков
шесть, семь позвонков
четыре слившихся позвонка
разное число костей позвонков
защита и опора Пояс передних конечностей
Передние конечности
Пояс задних конечностей
Задние конечности
парные лопатки, парные ключицы
2 крупные тазовые кости
передвижение, опора
Задание 3. Hаскрасьте системы внутренних органов млекопитающего (красным цветом - кровеносные органы, зеленым - пищеварительной системы, голубым - дыхания, коричневым - выделения, черным - размножения) и обозначьте их.
Задание 4. Количество пищи, съедаемой в течение суток маленьким млекопитающим - землеройкой, превосходит массу ее тела а 2-4 раза. А тигр, имеющий массу 250-300 кг, довольствуется 10-12 кг мяса в сутки. Почему существует такое несоответствие в количестве пищи, съедаемой различными живоными?
Потому что у землеройки очень быстрый обмен веществ, сердце бьется быстрее, чем сердце тигра. Поэтому землеройке необходимо постоянно есть.
Задание 5. Заполните таблицу.
Строение и функции систем внутренних органов млекопитающего Система органов Особенности строения Функции Пищеварительная рот, глотка, зубы, пищевод, желудок, кишечник, толстая кишка переваривание пищи Дыхательная проводящие пути, легкие, трахея, гортань поступление кислорода в организм и выведение углекислого газа Кровеносная четырехкамерное сердце: 2 желудочка и 2 предсердия перенос питательных веществ по организму Нервная передний головной мозг, спинной мозг отвечает за чувства, осязание, обоняние Выделительная почки, мочеточники, мочевой пузырь выделение продуктов обмена
Зоология – научная дисциплина, изучающая животный мир, крупная составная часть биологии. По задачам исследования зоология делится на ряд дисциплин: систематика, морфология, эмбриология, генетика животных, зоогеография и др. По объектам исследования выделяют протозоологию, изучающую простейших, зоологию беспозвоночных и зоологию позвоночных. К последнему объекту исследования и относится т ериология, занимающиеся изучением млекопитающих.
Возникновение млекопитающих стало возможным в результате формирования ряда крупных ароморфозов, уменьшивших зависимость животных от изменений внешней среды. Млекопитающие произошли от древних рептилий в самом начале мезозойской эры, т.е. раньше птиц, но развитие, приведшее к современному богатству форм этого класса позвоночных, относится к кайнозойской эре, после вымирания крупных рептилий.
Общие черты млекопитающих
Млекопитающие – теплокровные позвоночные животные из группы амниотов. Как я уже говорила, это наиболее высокоспециализированная группа наземных животных, которую отличают следующие прогрессивные черты.
1. Высокоразвитые центральная нервная система и органы чувств. Появляется кора больших полушарий мозга, образованная серым веществом, что обеспечивает высокий уровень нервной деятельности и сложное приспособительное поведение.
2. Система терморегуляции, обеспечивающая относительное постоянство температуры тела.
3. Живорождение (кроме яйцекладущих) и выкармливание детёнышей молоком матери, что обеспечивает лучшую сохранность потомства.
Высота организации млекопитающих выражается также в том, что все органы у них достигают наибольшей дифференцировки, а головной мозг наиболее совершенного строения. Особенно в нем развит центр высшей нервной деятельности – кора больших полушарий, состоящая из серого мозгового вещества. В связи с этим реакции и поведение млекопитающих достигают исключительного совершенства. Этому способствуют весьма сложно устроенные органы чувств, особенно слуха и обоняния. Быстрому прогрессивному развитию млекопитающих способствовала и дифференцировка зубов на резцы, клыки и коренные зубы.
Огромную роль в развитии этой группы сыграло приобретение теплокровности, то есть постоянно высокой температуры тела. Она возникает благодаря: а) несмешанному кровообращению, б) усиленному газообмену, в) терморегулирующим приспособлениям. Несмешанное кровообращение, как и у птиц, достигается четырехкамерным сердцем и сохранением у зверей лишь одной (левой) дуги аорты. Приобретение альвеолярной структуры легких и появление диафрагмы привело к усиленному газообмену. Диафрагма – это мышечная перегородка, полностью разделяющая тело на две части, – грудную и брюшную. Диафрагма участвует в акте вдоха и выдоха. Терморегуляция достигается появлением волосяного покрова и кожных желез.
Благодаря совершенству пищеварительной, дыхательной и кровеносной систем, весь обмен веществ млекопитающих протекает очень интенсивно, что наряду с высокой температурой тела ставит их в меньшую зависимость от климатических условий среды, чем земноводных и пресмыкающихся. Быстрое прогрессивное развитие зверей обусловлено и тем, что у высших из них развилось живорождение. Питание зародыша в утробе матери осуществляется через особый орган – плаценту. После рождения детеныш вскармливается молоком. Оно выделяется особыми млечными железами. Все это сильно увеличивает выживаемость потомства. Благодаря высоте организации и совершенной психике, млекопитающие к началу кайнозойской эры (65 млн. лет назад) смогли вытеснить господствовавших до тех пор на Земле пресмыкающихся и занять все основные среды обитания.
Особенности строения млекопитающих
Внешнее строение. У зверей хорошо выражены: голова, шея, туловище и хвост. На голове обычно различают черепной отдел, расположенный сзади глаз, и лицевой, или морду, расположенный впереди. Глаза снабжены верхним, нижним и третьим веками. В отличие от птиц, мигательная перепонка (третье веко) закрывает глаз млекопитающего только до половины. По бокам головы располагаются большие уши, на конце морды лежат парные ноздри.
Рис. 1. Схема строения млекопитающих
1- кожный покров; 2 - череп; 3 - позвоночник; 4 - ротовая полость; 5 - глотка; 6 - пищевод; 7 - желудок; 8 - тонкие кишки; 9 - толстая кишка; 10 - печень; 11 - почки; 12 - мочеточники; 13 - дыхательное горло; 14 - легкие; 15 - сердце; 16 - диафрагма; 17 - головной мозг; 18 - спинной мозг; 19 - половая железа
Рот окаймлен характерными для млекопитающих мясистыми губами. На верхней губе обычно сидят очень жесткие волоски – вибриссы. Несколько их располагается и над глазами. Они играют роль добавочных органов осязания. Под корнем хвоста находится заднепроходное отверстие, а несколько кпереди от него – мочеполовое. У самок по бокам туловища на брюшной стороне расположены 4–5 пар сосков. Конечности пяти- или четырехпалые, пальцы вооружены когтями.
Кожные покровы. Шерсть, покрывающая тело млекопитающих, является производным кожи. Различают волосы двух родов – остевые и мягкие – пуховые. Кожа состоит из двух основных слоев – эпидермиса и кориума. Первый – тонкий роговой слой, а второй очень толстый, плотный. Нижняя часть его образует подкожную клетчатку.
Волос представляет роговое образование. В нем различают нижнюю расширенную
часть - луковицу - и выступающий наружу длинный стержень; нижняя его часть
вместе с луковицей образует корень волоса, сидящий в сумке. В стержне под
микроскопом видны 3 слоя клеток: кутикула, средний слой и сердцевина. Волосы
содержат пигмент, от которого зависит их окраска. Белая окраска волос иногда
бывает связана с наличием внутри клеток воздуха. У большинства зверей волосы
делятся на 2-3 основные категории (рис.1).
Снаружи меха видны длинные остевые волосы, под ними находится густая и нежная
подпушь; нередко среди ости видны еще более длинные направляющие волосы. Волосы
располагаются не беспорядочно, а определенными группами. Форма отдельных волос и
тип их распределения характерны для каждого вида зверей.
Рис.
2. Строение кожи и типы волос млекопитающих (по Гейлеру, 1960)
1 - подпушь; 2 - остевой волос; 3 - роговой слой эпидермиса; 4 - мальпигиев слой; 5 - кориум; 6 - мышца волосяного мешочка; 7 - сальная железа; 8 - корень волоса; 9 - сосочек волоса; 10 - кровеносный сосуд; 11 - потовая железа
Особое видоизменение волос представляют вибриссы, или осязательные волосы, расположенные группами на морде («усы» и пр.), а иногда на лапах и брюшной стороне тела. К модификациям волосяного покрова принадлежат также жесткая щетина кабана, иглы дикобраза, ежа и др. Волосяной покров играет очень важную роль в жизни зверей: он защищает их от неблагоприятного воздействия среды, способствует регуляции температуры тела, нередко маскирует животное. Волосяной покров (мех) достигает наилучшего развития у зверей холодного и умеренного климата. Возникновение волосяного покрова в процессе эволюции оказалось очень важным приспособлением, облегчившим зверям существование в самых неблагоприятных для жизни ландшафтах.
Волосяной покров развивается с возрастом животного и периодически сменяется в течение года. Обычно линька носит сезонный характер, подчас сопровождаясь сменой окраски. Она находится в тесной зависимости от сезонных изменений метеорологических условий. У большинства наших наземных зверей зимний волосяной покров значительно гуще и пышнее летнего. Так, на спине у белки па площади кожи 10 мм 2 летом насчитывается 46 групп волос, а зимой 89, т. е. почти вдвое больше. Длина остевых волос возрастает с 11 до 20 мм, подпуши - с 7 до 12 мм. Сезонный диморфизм волосяного покрова слабо выражен у роющих, впадающих в спячку и водных зверей.
У большинства видов 2 линьки, но у некоторых их число доходит до 3-4. Сроки начала и продолжительность линек зависят от метеорологических условий, пола, возраста, упитанности животного и поэтому изменяются по годам. Но порядок сезонной смены волос на отдельных частях тела носит закономерный характер и в основном сохраняется ежегодно. При этом обычно весенняя и осенняя линьки происходят в обратном порядке (с головы к хвосту и наоборот). Мездра на линяющих участках шкурки становится синей, что облегчает изучение процесса линьки. У наземных зверей смена волосяного покрова протекает в относительно сжатые сроки, особенно весной, а у водных и полуводных сильно растягивается во времени. Волосяной покров обитающих в воде животных имеет значительно менее резкие сезонные различия и даже летом остается сравнительно густым. Это связано с более слабыми колебаниями температуры и с повышенной теплопроводностью воды, пребывание в которой требует хорошей защиты от охлаждения в течение круглого года.
Некоторые млекопитающие (заяц-беляк, горностай, ласка, песец) на зиму белеют. Сроки побеления в общем совпадают со средними многолетними датами установления снежного покрова. Но в отдельные годы этого совпадения не получается, и преждевременное побеление зайцев подчас оказывается для них гибельным. Белая окраска имеет маскирующее (криптическое) значение. Предположения о ее роли в терморегуляции специально поставленными экспериментами не подтвердились.
Летняя окраска иногда тоже имеет покровительственное значение, хорошо маскируя затаившееся животное; например, пятнистый рисунок молодых косуль и оленей, полосатый молодых кабанов, песчаная окраска многих пустынных грызунов и т. д. В ряде случаев характер окраски, по-видимому, объясняется влиянием температуры, влажности воздуха и других факторов среды. Не случайно многие пушные звери Восточной Сибири и Якутии, где климат резко континентальный, имеют не только самый пушистый, но и наиболее темный мех (соболь, белка).
Волосяной покров тесно связан с кожей. Она слагается из двух основных слоев: поверхностного эпидермиса и более глубокого кориума, состоящего главным образом из волокнистой соединительной ткани. Клетки эпидермиса по мере приближения к его поверхности все более роговеют, отмирают и постепенно слущиваются, заменяясь новыми клетками, поступающими из более глубокого слоя, носящего название мальпигиевого. В последний вдается в виде сосочков поверхностный слой кориума. В этих сосочках развиваются мельчайшие кровеносные капилляры и осязательные тельца. Глубже в коже располагаются кровеносные сосуды, нервы и образуется жир. Кожа млекопитающих весьма обильна железами - трубчатыми и альвеолярными. К первым относятся преимущественно потовые железы, ко вторым - сальные. Как сказано выше, своеобразным видоизменением трубчатых желез являются млечные железы.
Волосы представляют производное эпидермиса, хотя их корни располагаются в глубоко лежащих соединительно тканых слоях. К производным эпидермиса принадлежат также такие роговые образования, как когти, копыта, чешуи {например, панцири броненосцев и ящеров; мелкие чешуйки на хвосте бобра, выхухоли и др.), частично рога полорогих, у которых роговое вещество в виде чехла покрывает костный стержень. Когти, рога и прочие, как и волосы, испытывают возрастные и сезонные изменения.
Скелет. Позвоночник состоит из пяти отделов: шейного, грудного, поясничного, крестцового и хвостового. Позвонки имеют характерные для млекопитающих плоские сочленовные поверхности и разделены между собой круглыми хрящевыми дисками – менисками.
Шейный отдел у всех млекопитающих (за очень редким исключением) содержит 7 позвонков. (И у мышки, и у жирафа – 7 шейных позвонков). Эти позвонки лишены свободных ребер. Грудной отдел содержит 12-13 позвонков, все они снабжены ребрами. Передние семь пар ребер соединяются с грудиной и носят название «истинные ребра». Следующие пять пар до грудины не доходят. Поясничный отдел ребер лишен и содержит обычно 6-7 позвонков. Крестцовый отдел образован у большинства млекопитающих четырьмя сросшимися позвонками. Передние из них обычно несут по два отростка, с помощью которых причленяется таз. Хвостовой отдел очень изменчив по числу позвонков.
Рис.3. Скелет млекопитающего
1 - череп; 2 - нижняя челюсть; 3 - шейные позвонки; 4 - грудные позвонки; 5 - поясничные позвонки; 6 - крестец; 7 - хвостовые позвонки; 8 - ребра; 9 - грудина; 10 - лопатка; 11 - плечевая кость; 12 - локтевая кость; 13 - лучевая кость; 14 - кости запястья; 15 - кости пясти; 16 - фаланги пальцев передней конечности; 17 - таз; 18 - бедренная кость; 19 - большая берцовая кость; 20 - малая берцовая кость; 21 - кости заплюсны; 22 - кости плюсны; 23 - фаланги пальцев задней конечности; 24 - коленная чашечка
Череп разделяется на осевой, состоящий из костей, окружающих мозг, и висцеральный (лицевой), включающий в себя кости, окружающие ротовое отверстие – небо, кости верхних и нижних челюстей. Плечевой пояс представлен только лопаткой и ключицей, а вороньей кости (коракоида) у млекопитающих нет. У быстро бегающих, обычно исчезает и ключица (копытные). Тазовый отдел состоит из пары безымянных костей, каждая из которых образовалась путем слияния подвздошной, седалищной и лобковой костей. Скелет парных конечностей имеет три типичных отдела. У передних конечностей это плечо, предплечье и кисть, а у задних – бедро, голень и стопа. У млекопитающих на задних конечностях в коленном сочленении появляется округлая сухожильная косточка – коленная чашечка.
Мышечная система. Эта система у зверей достигает исключительного развития и сложности. У них насчитывается несколько сот отдельных поперечнополосатых мускулов. Особенность мышечной системы млекопитающих – наличие диафрагмы и появление подкожной мускулатуры. Диафрагма – это куполообразная мышечная перегородка, отделяющая грудной отдел от брюшного. В центре она прободена пищеводом. Диафрагма принимает участие в актах дыхания и испражнения животных. Подкожная мускулатура представляет сплошной подкожный слой. С ее помощью звери могут двигать участками кожи. Эта же мускулатура принимает участие в образовании губ и щек. У обезьян она почти исчезла и сохранилась только на лице. Там она получила необычайно сильное развитие – это так называемая мимическая мускулатура.
Нервная система. Головной мозг зверя имеет мощно развитые полушария переднего мозга и мозжечка. Они закрывают сверху все прочие отделы головного мозга. Передний мозг состоит из больших полушарий, покрытых серым мозговым веществом – мозговой корой. Вперед от полушарий отходят обонятельные доли. Между полушариями располагается широкая перемычка из белых нервных волокон.
Промежуточный мозг имеет воронку и перекрест зрительных нервов, как и у других классов позвоночных животных. К воронке промежуточного мозга прикрепляется гипофиз, тогда как над мозжечком на длинной ножке располагается эпифиз. Средний мозг отличается очень небольшими размерами, кроме продольной борозды, он имеет еще и поперечную, что свойственно только млекопитающим. Мозжечок состоит из непарной части – червячка и двух боковых, которые очень велики и обычно обозначаются как полушария мозжечка. Продолговатый мозг имеет особенность, также свойственную только млекопитающим. По бокам этого мозга обособляются пучки нервных волокон, идущие к мозжечку. Они носят название задних ножек мозжечка. Продолговатый мозг переходит в спинной.
Органы чувств. Они у млекопитающих развиты очень сильно, и, в соответствии с экологической специализацией той или иной группы, ведущее значение имеет то обоняние, то зрение, то слух, а то осязание. Органы слуха у зверей особенно хорошо развиты. Они имеют костные слуховые барабаны и большие подвижные наружные уши.
Органы пищеварения. Ротовая полость ограничена у зверей губами. Губы принимают участие в схватывании и удерживании добычи. Полость рта ограничена сверху твердым костным небом. Благодаря этому, хоаны (внутренние ноздри) отодвинуты назад к глотке. Это дает возможность зверям дышать в то время, когда пища находится во рту. Бока ротовой полости ограничены мягкими мускульными щеками, а на дне ее располагается большой мускулистый язык. Функции его заключаются в восприятии вкусовых ощущений и подталкивания пищи во время жевания под зубы и в глотку во время глотания. В рот открываются протоки слюнных желез (4 парных железы – околоушные, подглазничные, подчелюстные и подъязычные). Зубы не прирастают к поверхности кости, как у предыдущих классов, а сидят в самостоятельных ячейках. Зубы дифференцированы на резцы, клыки и коренные. Сам зуб состоит из таких частей, как коронка с рабочей поверхностью, тело зуба и его корень. Глотка зверей короткая, в нее открываются дыхательное горло и хоаны. Таким образом, у млекопитающих глотка является перекрестком двух путей – пищевого и дыхательного. Пищевод представляет собой простую, сильно растяжимую мышечною трубку. Пройдя через диафрагму, он соединяется с желудком. Желудок имеет вид большого подковообразного изогнутого мешка, который лежит поперек тела. С желудка свешивается заполненная жиром брюшина, которая фартуком покрывает все внутренние органы. Печень располагается под диафрагмой, ее потоки открываются в двенадцатиперстную кишку, в петле которой лежит поджелудочная железа. У большинства млекопитающих имеется желчный пузырь. Кишечник может быть различной длины, это зависит от состава корма. У растительноядного кролика кишечник очень длинный – в 15-16 раз длиннее тела. Его отделы – тонкая, толстая и прямая кишки. В начале толстой кишки у млекопитающих имеется непарный слепой вырост – слепая кишка. Открывается кишечник наружу самостоятельным заднепроходным отверстием.
Органы дыхания. Гортань, как обычно для млекопитающих, имеет перстневидный хрящ, впереди которого располагается большой щитовидный хрящ. Гортань млекопитающего устроена сложно. На внутренней стороне гортани натянуты голосовые связки. Это парные эластичные складки слизистой оболочки, натянутые в полости гортани и ограничивающие голосовую щель. Легкие представляют пару губчатых тел, свободно свесившихся в грудную полость. Внутреннее их строение характерно большой сложностью. Трахея около легких разделяется на два бронха. Бронхи, войдя в легкие, делятся на вторичные бронхи, те в свою очередь – на бронхи третьего и четвертого порядка. Заканчиваются они бронхиолами. Концы бронхиол вздуты и оплетены кровеносными сосудами. Это так называемые альвеолы, где происходит газообмен.
Кровеносная система. Сердце зверей, как и у птиц, четырехкамерное, причем левый желудочек гонит кровь по большому кругу кровообращения и имеет, как и у птиц, значительно более толстые стенки, чем правый. От левого желудочка отходит большой сосуд – аорта, начинающая большой круг кровообращения. Артериальной кровью снабжаются все органы тела, и венозная кровь собирается через систему вен. Наиболее крупные из них – задняя и две передних полых вены – впадают в правое предсердие. Из правого предсердия кровь попадает в правый желудочек, отсюда начинается малый круг кровообращения, или, как его еще называют, легочный. Венозная кровь выбрасывается из правого желудочка в большую легочную артерию. Эта артерия разделяется на правую и левую, идущие к легким. Из каждого легкого кровь собирается в легочную вену (кровь в ней артериальная), обе вены сливаются и впадают в левое предсердие. Далее из левого предсердия кровь изливается в левый желудочек и вновь идет по большому кругу кровообращения.
Органы, выделения. У млекопитающих - это пара бобовидных почек, расположенных в поясничной области. От внутренней вогнутой стороны каждой почки отходит по мочеточнику (тонкая трубка), впадающему непосредственно в мочевой пузырь Мочевой пузырь открывается в мочеиспускательный канал.
Половые органы. У млекопитающих – это парные семенники (у самцов) или парные яичники (у самок). Семенники имеют характерную овальную форму. К ним прилегают придатки семенников. Парные семяпроводы открываются в начало мочеиспускательного канала. Конечные части семяпроводов расширены в семенные пузырьки. Парные яичники самки имеют овально-уплощенную форму. Вблизи каждого яичника находится яйцевод. Одним концом яйцевод открывается в полость тела, а противоположным без видимой границы переходит в матку. Матка у зверей двурогая, правый и левый рога матки самостоятельно открываются во влагалище. Оно непарное. Задним концом оно постепенно переходит в мочеиспускательный канал и в него открывается мочевой пузырь. Наружу влагалище открывается мочеполовым отверстием.
Развитие зародыша. Яйцевые клетки развиваются в яичнике, затем зрелые клетки по выходе из яичника в полость тела улавливаются там воронкой яйцевода. Благодаря мерцательным движениям ресничек трубы (яйцевода), яйцо по ней продвигается, и если самка оплодотворена, то в трубе (обычно в первой ее трети) происходит слияние яйца со сперматозоидом. Оплодотворенное яйцо продолжает медленно спускаться в матку и одновременно начинается его дробление (деление яйцеклетки на многие клетки). Достигнув матки, яйцо, превратившееся к тому времени в плотный многоклеточный шар, внедряется в стенку. Там к нему начинают поступать питательные вещества. Довольно скоро вокруг внедрившегося зародыша образуется плацента. Это оболочка плода, очень характерная для млекопитающих. Плацента представляет собой богатый кровеносными сосудами губчатый орган, в котором различают детскую и материнскую части. Детская состоит из ворсинок зародышевой оболочки, а материнская – из стенки матки. При родах мышечный слой матки сильно сокращается и детская плацента (хорион), к тому времени связанная очень незначительно со слизистой оболочкой матки, открывается и выходит вместе с новорожденным в виде детского места.
Лабораторная работа №
«Изучение внешнего и внутреннего строения млекопитающего»
Цель: изучить особенности внешнего и внутреннего строения млекопитающего.
Оборудование: чучела млекопитающих, таблицы и рисунки с изображением млекопитающих, скелет млекопитающего (крыса, крот, летучая мышь, кошка).
Ход работы
1. Рассмотрите любое наземное млекопитающее – собаку, кошку, кролика и др. Выясните, на какие отделы можно разделить тело млекопитающего. Вспомните, у каких изученных нами позвоночных животных имеются такие же отделы тела. По каким признакам млекопитающих можно отличить от других животных?
Как передвигается млекопитающее? Рассмотрите конечности. Сосчитайте пальцы на передних и задних ногах. Какие образования имеются на пальцах?
Какие органы расположены на голове млекопитающего? Какие из этих органов отсутствуют у других позвоночных животных?
Выясните, равномерно ли расположен волосяной покров на теле млекопитающего. Однороден ли волосяной покров? На каких местах волосяной покров отсутствует? Какова его основная функция?
Установите функции, характерные для каждого типа волос, покрывающих тело млекопитающих. Для этого используйте приведенные ниже данные. Результаты отразите в таблице.
1. Длинные, прочные, жесткие остевые волосы.
2. Подпушь, или подшерсток – мягкие, густые, короткие волосы.
3. Длинные, крупные, чувствующие волосы, в основании которых располагаются нервные волокна, воспринимающие соприкосновение с посторонними предметами.
А. Выполняют функцию органов осязания.
Б. Хорошо сохраняют тепло, так как между волосами этого типа задерживается много воздуха.
В. Предохраняет кожу от повреждения.
2. Выявить особенности внутреннего строения млекопитающего на примере собаки или кролика.
Найдите на рисунке органы пищеварительной системы млекопитающего; какие отделы присутствуют, какова их последовательность, учитывая, что млекопитающее это хордовое животное.
Найдите на рисунке органы дыхательной системы. Объясните, какие особенности строения легких способствуют быстрому насыщению крови кислородом.
Найдите на рисунке органы кровеносной системы. Внимательно рассмотрите схему строения сердца. Как отразилось на обмене веществ появления четырехкамерного сердца.
Пользуясь схемой кровообращения, определите, в каком желудочке начинается большой круг кровообращения, малый круг кровообращения. В каких отделах сердца течет артериальная кровь, а в каких венозная. Найдите на рисунке органы выделительной системы. Какую функцию они выполняют?
Заполните таблицу.
3. Рассмотрите скелет млекопитающего. Опишите его основные особенности, сделайте рисунок с подписями.
4. Оформите вывод в тетради.
8 класс
Тема: Органические вещества: белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты.
Задачи:
изучить особенности строения органических веществ, выявить их роль в жизнедеятельности живых организмов. образовательная: показать взаимосвязь строения и выполняемой функции на примере органических веществ, входящих в состав клетки; развивающая: формировать умения: выделять главное, анализировать, устанавливать причинно-следственную связь.
ХОД УРОКА
1. Орг момент
2. Проверка знаний учащихся
Макроэлементы, микроэлементы, биоэлементы
Устный опрос
Какие вещества относятся к макроэлементам? (кислород, водород, азот, углерод)
Какие вещества относятся к микроэлементам? (натрий, кальций, фосфор, калий, сера, железо и др.)
Какова роль кальция в организме? (свертываемость крови, формирование костной ткани)
Какова роль железа и магния? (перенос кислорода и участие в фотосинтезе соответственно)
Назовите свойства воды (полярность, диполь, теплопроводность, теплоемкость)
Приведите примеры солей, содержащихся в клетке (катионы калия, натрия и кальция)
3. МОТИВАЦИЯ И СОВМЕСТНОЕ ЦЕЛЕПОЛАГАНИЕ УРОКА
Ребята, сегодня на уроке мы будем продолжать рассматривать химический состав клетки, изучим органические вещества, которые содержатся в клетке, их структуру, функции и взаимосвязь.
4. ИЗУЧЕНИЕ НОВОГО МАТЕРИАЛА
Ведущими органическими веществами, входящими в состав клетки, являются белки, углеводы, жиры, нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК) и аденозинтрифосфорная кислота (АТФ).
БЕЛКИ основная составная часть любой живой клетки. На их долю приходится половина сухого вещества клетки (после удаления из нее волы). Белки выполняют в ней чрезвычайно разнообразные функции, из которых самая важная каталитическая функция. Любая химическая реакция в клетке протекает при участии особых биологических катализаторов ферментов. А любой фермент белок. Следовательно, без белков-ферментов клетка не смогла бы осуществить ни одной химической реакции, а значит не смогла бы ни расти, ни размножаться, ни функционировать. Где нет белка, там нет жизни. Именно это и заставило Ф. Энгельса определить жизнь как форму cуществования белковых тел такую форму, которая реализуется через постоянный обмен веществ.
Помимо каталитической, очень важна структурная (строительная) функции белков. Белки входят в состав всех мембран, окружающих и пронизывающих клетку. В соединении с ДНК белок составляет тело хромосом, а в соединении с РНК тело рибосом. Растворы низкомолекулярных белков входят в состав жидких фракций клетки. Наконец, именно с белками связано осуществление таких функций, как перенос кислорода в теле организма (его осуществляет белок крови гемоглобин), сокращение мускулатуры, передача раздражения по нервам и целый ряд других, т.е. двигательную, транспортную и защитную (антитела) функции.
Всего известно 20 различных аминокислот, входящих в состав белков. Молекулы белков имеют 4 структуры: первичную, вторичную, третичную и четвертичную.
УГЛЕВОДЫ столь же необходимая составная часть любой клетки, как и белок. В растительных клетках их значительно больше, чем в животных. Углеводы своеобразное «топливо» для живой клетки: окисляясь, они высвобождают химическую энергию, которая расходуется клеткой на все процессы жизнедеятельности. У растений углеводы выполняют и важные строительные функции: из них образуются оболочки как живых клеток, так и мертвых (древесина).
По химическому составу углеводы делятся на две большие группы: простые и сложные углеводы
Функции углеводов: строительная и энергетическая.
ЛИПИДЫ также обязательная составная часть любой клетки. Как и углеводы, жиры используются клеткой как источник энергии: при расщеплении жиров освобождается энергия. Подкожный жир играет важную теплоизоляционную роль у многих животных (водные млекопитающие). У животных, впадающих зимой в спячку, жиры обеспечивают организм необходимой энергией, так как питательные вещества извне в это время не поступают. Жиры составляют запас питательных веществ и в семенах многих растений.
Функции липидов: энергетическая, строительная и транспотрная
НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ впервые были обнаружены в ядрах клеток. Существует два типа нуклеиновых кислот: дезоксирибонуклеиновые (сокращенно ДНК) и рибонуклеиновые (сокращенно РНК). ДНК содержится преимущественно в ядре клетки, РНК в цитоплазме и в ядре. Значение нуклеиновых кислот состоит в том, что они обеспечивают синтез в клетке специфических для нее белков. Благодаря функции ДНК, связанной с синтезом белков-ферментов, осуществляется и ее генетическая роль: ДНК является носителем наследственной информации.
5. ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ
Параграф
Приложенные файлы
