Урок на тему
«Причина и значение теплокровности птиц»
При изучении темы «Класс Птицы» ребята
впервые знакомятся с таким важным понятием, как теплокровность
.
Очень важно, чтобы ученики поняли, что
поддержание постоянной температуры тела
обеспечивается взаимодействием целого ряда
физиологических систем организма. Хорошее
знание этого материала необходимо для
объяснения сложных эволюционных и экологических
проблем.
Учитель.
– Ребята, почему зимой в лесу птиц
меньше, чем летом?
(Предполагаемые ответы: мало корма или его
совсем нет
(для насекомоядных птиц
), много
снега, холодно.
)
– А может перьевой покров защитить птиц зимой от
мороза? (Может, но только частично
.)
Основные вопросы, на которые мы должны ответить в
ходе сегодняшнего урока: что согревает тело
птицы? Как они поддерживают постоянную
температуру? Откуда берут энергию для полета?
– Как вообще образуется тепло? (Предполагаемые
ответы: при сгорании органических веществ,
которое происходит в присутствии кислорода.
)
– А за счет чего едет автомобиль? За счет чего
двигаются организмы? (За счет энергии, также
образующейся при сгорании
(окислении
)
органических веществ при участии кислорода.
)
Сколько энергии требуется птицам? Ведь они могут
пролетать большие расстояния, развивать высокую
скорость. (Работа с таблицами.)
Таблица 1. Расстояния, преодолеваемые при
перелетах
Таблица 2. Площадь поверхности крыльев
и нагрузка на них
Для сравнения – модель планера
имеет нагрузку на крылья 2,5 кг/м 2 .
Таблица 3. Частота взмахов крыльями
Таблица 4. Максимальная скорость
полета
Чем меньше птица, тем больше
пищи на каждый грамм массы тела ей требуется. С
уменьшением размера животного его масса убывает
быстрее, чем площадь поверхности тела, через
которую происходит потеря тепла. Поэтому мелкие
животные теряют больше тепла, чем крупные. Мелкие
птицы за день съедают количество корма,
равняющееся 20–30% их собственной массы, крупные –
2–5%. Синица может за день съесть столько же
насекомых, сколько весит сама, а крохотный
колибри – выпить количество нектара, в 4–6 раз
превышающее собственную массу.
Повторяя этапы расщепления пищи и
особенности дыхательной системы птиц, заполняем
поэтапно схему № 1.
Ход работы при заполнении схемы
Интенсивная двигательная активность
птиц требует больших затрат энергии. В связи с
этим их пищеварительная система имеет ряд
особенностей, направленных на эффективную
переработку пищи. Органом захватывания и
удерживания пищи служит клюв. Пищевод длинный, у
большинства птиц он имеет карманообразное
расширение – зоб, где пища размягчается под
влиянием жидкости зоба. Железистый желудок имеет
в своей стенке железы, выделяющие желудочный сок.
Мускулистый желудок снабжен сильной
мускулатурой и выстлан изнутри прочной
кутикулой. В нем происходит механическое
перетирание пищи. Пищеварительные железы
(печень, поджелудочная железа) активно выделяют
пищеварительные ферменты в полость кишечника.
Расщепленные питательные вещества всасываются в
кровь и разносятся ко всем клеткам тела птицы.
Как долго переваривается пища у птиц? Мелкие совы
(домовые сычи) переваривают мышь за 4 ч, серый
сорокопут – за 3 ч. Сочные ягоды у воробьиных
проходят через кишечник за 8–10 мин.
Насекомоядные птицы наполняют свой желудок 5–6
раз в сутки, зерноядные – трижды.
Однако само по себе поглощение пищи и
поступление в кровь питательных веществ – это
еще не выделение энергии. Питательные вещества
нужно «сжечь» в клетках тканей. Какая система
принимает в этом участие? (Легкие, воздушные
мешки.
)
– Мышцы должны хорошо снабжаться кислородом.
Однако птицы не могут обеспечить доставку
нужного количества кислорода за счет большого
количества крови. Почему? (Увеличение
количества крови увеличивало бы массу птицы и
затрудняло бы полет.
)
Интенсивное поступление кислорода к клеткам
тканей у птиц происходит за счет «двойного
дыхания»: богатый кислородом воздух проходит
через легкие и при вдохе, и при выдохе, причем в
одном и том же направлении. Это обеспечивается
системой воздушных мешков, пронизывающих тело
птицы.
Для того чтобы кровь двигалась быстрее,
необходимо повышенное артериальное давление.
Действительно, птицы – гипертоники. Для того
чтобы создать высокое артериальное давление,
сердце птиц должно сокращаться с большой силой и
высокой частотой (табл. 5).
Таблица 5. Масса сердца и частота сердечных
сокращений
В результате окисления
(сгорания) питательных веществ образуется
энергия. На что она тратится? (Завершаем
заполнение схемы № 1).
Вывод.
Активный окислительный
процесс способствует поддержанию постоянной
температуры тела.
Высокая температура тела обеспечивает высокий
уровень обмена веществ, быстрое сокращение
сердечной мышцы и скелетных мышц, что необходимо
для полета. Высокая температура тела позволяет
птицам сократить период развития зародыша в
насиживаемом яйце. Ведь насиживание – важный и
опасный период в жизни птиц.
Но постоянная температура тела имеет свои
недостатки. Какие? Заполняем схему № 2.
Итак, поддержание постоянно высокой
температуры тела выгодно для организма. Но для
этого необходимо потреблять много пищи, которую
надо где-то раздобыть. Птицам пришлось развивать
различные приспособления и черты поведения,
позволяющие добывать достаточное количество
пропитания. Вот несколько примеров.
Далее учащиеся делают сообщения на тему «Как
разные птицы добывают себе корм» (их подготовка
могла быть домашним заданием к данному уроку).
Пеликаны-рыболовы
Пеликаны иногда ловят рыбу сообща.
Найдут мелководный залив, оцепят его полукругом
и принимаются хлопать по воде крыльями и клювами,
постепенно сужая дугу и приближаясь к берегу. И
только согнав рыб к берегу, начинают лов.
Совиная охота
Как известно, совы охотятся ночью.
Глаза у этих птиц огромные, с сильно
расширяющимся зрачком. Через такой зрачок и при
скудном освещении попадает достаточно света.
Однако увидеть добычу – различных мелких
грызунов, мышей и полевок – издалека в темноте
невозможно. Поэтому сова летает низко над землей
и смотрит не по сторонам, а прямо вниз. Но если
летать низко, шелест крыльев распугает добычу!
Поэтому сова имеет мягкое и рыхлое оперение,
которое делает ее полет совершенно бесшумным.
Однако основным средством ориентации у ночных
сов служит не зрение, а слух. С его помощью сова по
писку и шороху узнает о присутствии грызунов и
точно определяет место нахождения добычи.
Вооружившись камнем
В Африке, в заповеднике Серенгети,
биологи наблюдали, как добывали себе пищу
стервятники. На этот раз пищей были яйца страуса.
Чтобы добраться до лакомства, птица брала клювом
камень и с силой бросала его на яйцо. Крепкая
скорлупа, выдерживающая удары клюва даже таких
больших птиц, как грифы, от камня трескалась, и
яйцом можно было полакомиться.
Правда, тут же стервятника оттесняли от
пиршества грифы, а тот принимался за новое яйцо.
Это интереснейшее поведение потом неоднократно
отмечали в эксперименте. Стервятникам
подбрасывали яйца и ожидали, что произойдет.
Заметив лакомство, птица тут же подбирала
подходящий камень, иногда весом до 300 г.
Стервятник тащил его в своем клюве за десятки
метров и бросал на яйцо до тех пор, пока оно не
трескалось.
Однажды стервятнику положили поддельные куриные
яйца. Он взял одно из них и начал бросать его о
землю. Затем отнес яйцо к большой скале и швырнул
об нее! Когда и это не принесло желаемого
результата, стервятник принялся отчаянно
колотить одно яйцо о другое.
Многочисленные наблюдения показали, что птицы
старались расколоть камнями любой предмет
яйцевидной формы, даже если он был огромного
размера или окрашен в необычные цвета – зеленый
или красный. А вот на белый куб они совершенно не
обращали внимания. Ученые выяснили, кроме того,
что молодые стервятники не умеют разбивать яйца
и учатся этому у старших птиц.
Скопа-рыболов
 Птица
скопа – прекрасный рыболов. Увидев рыбу, она
стремительно бросается в воду и вонзает в тело
жертвы свои длинные острые когти. И как ни
пытается рыба вырваться из когтей хищницы, это ей
почти никогда не удается. Некоторые наблюдатели
отмечают, что пойманную рыбу птица держит
головой по направлению полета. Может быть, это
случайность, но вероятнее, что скопа старается
так ловить рыбу, чтобы потом ее легче было нести.
Ведь в таком случае сопротивление воздуха бывает
меньше.
Вывод по сообщениям учащихся
–
прогрессивное развитие головного мозга и
ведущих органов чувств (зрения, слуха) связано с
интенсивным обменом веществ, высокой
подвижностью и сложными взаимоотношениями с
условиями среды обитания.
 А теперь
объясните, почему птицы получили
распространение во всех климатических зонах. С
чем связаны перелеты птиц? (Теплокровность
позволяет птицам не бояться морозов, оставаться
активными даже при очень низких температурах
окружающей среды. Однако недостаток корма в
зимнее время вынуждает их мигрировать в более
кормные места.
)
|
В хорошую погоду иной раз случается видеть больших птиц на огромной высоте.
Орлы, достигающие почти сажени в размахе крыльев, могут подниматься на такую высоту, откуда человеку, стоящему на земле, они кажутся едва заметной черной точкой, рисующейся на светлом фоне неба. Высота эта столь значительна, что там, вследствие разреженности атмосферы, не могло бы жить никакое млекопитающее. К этому надо прибавить, что птицы очень быстро поднимаются на такую высоту и еще быстрее могут спускаться; стало быть, они могут быстро переходить из области большого давления в область малого давления и наоборот. У нас в Крыму водятся огромные хищные птицы, питающиеся падалью и называемые грифами. Они именно очень любят подниматься на большие высоты. Отличаясь чрезвычайно острым зрением, они рассматривают оттуда землю. Заметив труп лошади или коровы, с огромной высоты они спускаются на падаль не больше как в течение двух-трех минут. Стало быть, в такой короткий срок из чрезвычайно разреженной атмосферы они переходят в область обыкновенного давления. При этом никаких нарушений в отправлении их организма не обнаруживается. Такие путешествия проходят для них безнаказанно.
Такая способность переносить быстрые и большие перемены давления атмосферы объясняется особым устройством тела птицы. Тело это, можно сказать, пронизано воздушными мешками, которые находятся в сообщении с легкими, а легкие находятся в сообщении с наружной средой или воздухом. Если у вас на кухне будет какая-нибудь убитая дикая птица или даже голубь, попробуйте сделать над нею маленький опыт. Переломайте ей ногу у самой лапы и вставьте излом в воду. Затем перережьте дыхательное горло, вставьте в него трубку, прижмите поплотнее стенки горла к стенкам трубки и начинайте дуть в трубку. Тогда из излома кости ноги будут выходить пузырьки воздуха. Это указывает на то, что пустоты костей находятся в сообщении с легкими. Вообще кости птиц внутри себя не содержат костного мозга, как у млекопитающих. Кости эти пневматичны, т. е. наполнены воздухом, и воздух этот может свободно циркулировать по костям, выходить в легкие, а оттуда наружу. Легкие птиц маленькие, но они снабжены большими воздушными мешками, которые помещаются под кожей, между мышцами, внутренностями и дают отростки в пустоты костей. Мешки эти имеют чрезвычайно тонкие стенки, так что отпрепарировать их и вынуть из птицы невозможно. Но доказать присутствие их нетрудно. Если мертвой птице дуть в дыхательное горло, то тело ее раздувается, при чем приподнимается кожа. Это происходит вследствие того, что раздуваются подкожные мешки. Если тело только-что убитой птицы подавить, то слышен легкий треск, который происходит вследствие того, что воздушные мешки лопаются. После такой операции птица кажется меньше, чем до операции.
Теперь, если мы представим, что птица поднимается кверху, где давление становится все меньше и меньше, то соответственным образом уменьшается давление и в воздухе, находящемся внутри тела птицы. Значит, - давление снаружи будет равным давлению изнутри, вследствие чего птица не претерпевает никаких нарушений в отправлении ее органов.
Какую роль играют птицы в биоценозе леса? Приведите не менее трех примеров.
Ответ
1) Растительноядные птицы являются консументами первого порядка, насекомоядные и хищные птицы являются консументами второго или третьего порядка.
2) Распроятраняют семена растений.
3) Регулируют численность насекомых.
4) Удобряют почву.
Какие ароморфозы позволили птицам широко распространиться в наземно-воздушной среде обитания? Укажите не менее трех примеров.
Ответ
1) Теплокровность позволяет птицам сохранять постоянную температуру тела независимо от условий внешней среды.
2) Четырехкамерное сердце и двойное дыхание
обеспечивает организм большим количеством кислорода, достаточным для поддержания очень быстрого обмена веществ.
3)
Перья позволяют птицам сохранять тепло и летать.
Какие сходные ароморфозы произошли независимо у птиц и млекопитающих?
Ответ
1) Теплокровность позволяет сохранять постоянную температуру тела независимо от условий внешней среды.
2) Четырехкамерное сердце обеспечивает органы тела артериальной кровью.
3)
Хорошее развитие головного мозга позволяет приспосабливаться к условиям за счет изменения поведения.
В чем проявляется приспособленность птиц к неблагоприятным условиям зимы в средней полосе России?
=В чем проявляется приспособленность птиц к сезонным изменениям в природе средней полосы России?
Ответ
Перелетные птицы улетают на юг, кочующие птицы откочевывают южнее. Оседлые птицы используют другие виды кормов и приобретают более
густое оперение.
Почему в средней полосе России весной насекомоядные птицы прилетают значительно позже, чем растительноядные?
Ответ
Ранней весной еще нет насекомых, насекомоядным птицам нечем питаться.
Многие виды птиц улетают на зиму из северных районов, несмотря на их теплокровность. Укажите не менее 3-х факторов, которые являются причиной перелётов птиц.
Ответ
1) Зимой в северных районах уменьшается количество пищи (растений, насекомых и т.п.)
2) Зимой уменьшается количество местообитаний (листва деревьев опадает, почву засыпает снегом, водоемы замерзают).
3) Зимой холодно, теплокровному организму нужно затрачивать очень много энергии на поддержание температуры тела.
Многие птицы в период размножения живут парами, а зимой образуют стаи. Объясните, с чем связано временное объединение птиц в стаи.
Ответ
Птицам, живущим в стае, легче ориентироваться в пространстве, защищаться от врагов и добывать себе корм.
Найдите ошибки в приведённом тексте. Укажите номера предложений, в которых допущены ошибки, объясните их.
1.
К чертам, отличающих птиц от пресмыкающихся, можно отнести прогрессивное развитие органов зрения, слуха, координации движений.
2.
У птиц несколько хуже, чем у пресмыкающихся, развита терморегуляция.
3.
Четырёхкамерное сердце птиц имеет неполную перегородку в желудочке.
4.
К приспособлениям птиц к полёту можно отнести: обтекаемую форму тела, крылья, заполненные плотным веществом кости, наличие газообмена и в лёгких, и воздушных мешках.
Ответ
2. У птиц терморегуляция развита лучше, чем у пресмыкающихся: птицы имеют постоянную температуру тела.
3. Четырехкамерное сердце птиц имеет полную перегородку в желудочке.
4.
Кости птиц полые (заполнены воздухом). В воздушных мешках газообмен не происходит.
Какие приспособления к полёту возникают в строении скелета птиц?
ГРУППА №1
Просмотр содержимого документа
«Урок-квинтет по теме: Тепловые явления.»
Урок – квинтет по теме «Тепловые явления»
Предмет:
Физика
Класс:
8
Учитель:
Никифорова Наталья Владиленовна
Тип урока:
Урок обобщения, закрепления знаний и умений.
Продолжительность:
40 мин
Учебник:
А. В. Перышкин. Физика, 8 класс. М.: Дрофа, 2010г.
Цели урока:
расширить кругозор учащихся,
научить применять знания в новой ситуации,
воспитывать коммуникативные способности учащихся.
Ход урока Условия игры: класс делится на 5 групп по 5-6 человек. Каждая группа получает по 5-6 вопросов (Приложение №1). Группы выбирают капитанов, обсуждают вопросы в течение 5-7 мин, распределяют вопросы. Каждый ученик должен дать ответ хотя бы на один вопрос, но ответы обсуждают все вместе.
Если ребята быстро ответили на все свои вопросы, они могут обсудить задания для другой группы, чтобы потом иметь возможность дополнить ответы и тем самым заработать дополнительные баллы для своей группы. За правильные ответы и дополнения учащиеся получают жетоны, так появляется дух соревнования (квадрат – полный ответ – 1 балл, треугольник – неполный ответ – 0,5 балла). Количество заработанных баллов заносится капитаном в таблицу – ведомость (Приложение № 2). Капитан оценивает деятельность каждого члена группы.
Приложение № 1
ГРУППА №1
1. Половина ледяной поверхности пруда покрыта с начала зимы толстым слоем снега, а другая половина расчищена для катания на коньках. На какой половине толщина льда больше?
2. Объясните, почему птицы с большими крыльями (орлы, коршуны) могут держаться на одной высоте, не взмахивая крыльями.
3. Если в мае или сентябре днем было ясно, а вечером небо затянулось облаками, то следует ли ожидать ночью заморозка?
4. Почему притертую стеклянную пробку легче вынуть из флакона, если потереть его горлышко сухой тряпкой или бумагой?
5. Почему малая удельная теплоемкость ртути по сравнению с удельными теплоемкостями других жидкостей является одним из преимуществ ртути для применения её в термометрах?
6. Почему удельная теплота сгорания сырых дров меньше удельной теплоты сгорания сухих той же породы?
ГРУППА №2
1. Славящиеся своим высоким качеством русские (оренбургские) платки вяжутся из пряжи, изготовленной из тончайших волокон козьего пуха. Почему такой платок особенно хорошо защищает от холода?
2. Почему рыбаки, работающие на парусных лодках, предпочитают уходить в море ночью, а возвращаться с лова днем?
3. Земная атмосфера вследствие своей прозрачности очень мало поглощает солнечные лучи и поэтому не нагревается. Почему же летом бывает жарко даже в тени?
4. Почему покрышки автомобильных колес изготовляются из резины, которая не размягчается и не теряет прочность даже при 100°С и выше?
5. Почему железные печи скорее нагревают комнату, чем кирпичные, но не так долго остаются теплыми?
6. Почему порох невыгодно использовать как топливо, а бензином нельзя заменить порох в артиллерийских орудиях?
ГРУППА №3
1. Зачем кусты малины в северных районах пригибают на зиму к земле?
2. Почему легкие предметы – пушинки, клочки бумаги, ваты и т.п. – втягиваются в отверстие печи, когда она топится?
3. В какое время года и с какой целью зажигают в фруктовых садах костры?
4. Докажите, что ветряные двигатели работают за счет энергии солнечных лучей.
5. Если опустить одну руку в холодную воду, а другую в теплую, а потом, вынув их, опустить обе в воду, имеющую умеренную температуру, то рука, бывшая в холодной воде, будет чувствовать тепло, а бывшая в теплой – холод. Как объяснить это?
6. Раскаленный уголь, положенный на металлическую пластину, гаснет быстро, а на деревянной доске продолжает тлеть. Почему?
ГРУППА №4
1. Для какой цели зимой в большой мороз лицо иногда смазывают жирным кремом?
2. Известен случай, когда парашютист с раскрытым парашютом, вместо того чтобы опускаться вниз, поднимался вверх. Как это могло случиться?
3. Почему города, в которых воздух загрязнен пылью и дымом, получают меньше солнечной энергии?
4. Почему в летний день температура воды в водоемах ниже температуры песка на берегу? А как бывает ночью?
5. Почему после сильного шторма вода в море становится теплее?
6. Почему при помощи одной спички древесную лучину зажечь можно, а крупное полено нельзя?
ГРУППА №5
1. В сильный мороз птицы чаще замерзают на лету, чем сидя на месте. Чем это можно объяснить?
2. Почему в утренние часы и ночные часы полет на самолете происходит спокойнее – меньше болтает и укачивает?
3. Почему самая высокая температура воздуха не в полдень, а после полудня?
4. Почему иногда крышка чайника, в котором кипит вода, подпрыгивает, а иногда – нет?
5. Имеются три медицинских термометра. Два из них не встряхивали, и они показывают 37 и 39 °С. Третий встряхнули так, что вся ртуть из трубки удалена в расширенную её часть. Что покажут термометры, если их опустить на 5-10 минут в сосуд с водой, имеющей температуру 38°С?
6. Почему мы сильно дуем на пламя спички, свечи и т.п., когда хотим его погасить?
Приложение № 2
|
| ФИ учащегося
| Количество
баллов
| Оценка
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Работа группы в целом
|
|
|
2. Трубы водяного отопления, проходящие через подвал, обёртывают асбестом, войлоком или помещают и жёлоб с опилками. Зачем это делают?
3. Объясните причину того, что на морозе металлические предметы кажутся более холодными, чем деревянные. При какой температуре и металл, и дерево будут казаться одинаково нагретыми?
4. а) Почему почва, покрытая снегом, промерзает меньше, чем открытая? б) Какая почва прогреется солнцем быстрее - влажная или сухая?
5. а) Почему картофель, зарытый на зиму в яму, не замерзает? б) Что приносит вред растениям, особенно злаковым, - обильный снег или бесснежная зима?
6. Вы собрались завтракать и налили в стакан кофе. Но вас просят отлучиться на несколько минут. Чтобы кофе остался горячим, нужно налить в него молоко перед уходом или по возвращении?
7. С какой целью кусты малины в северных районах пригибают на зиму к земле?
8. Почему при варке варенья предпочитают пользоваться деревянной ложкой?
9. Что защищает от холода лучше - деревянная стена или слой снега такой же толщины?
10. а) Почему утки и другие водоплавающие птицы могут долгое время находиться в холодной воде и при этом не переохлаждаются? б) Объясните назначение толстого слоя подкожного жира у китов, тюленей и других животных, обитающих в водах полярных морей, в) Почему животные, живущие в холодных странах, имеют более густой волосяной покров, чем животные, обитающие в жарких странах?
11. Чем можно объяснить, что некоторые виды птиц (тетерева, глухари, куропатки и др.) зарываются в снежные сугробы и там проводят иногда несколько суток?
12. В холодильниках воздух охлаждается специальным составом, протекающим по трубам. Почему эти трубы (испаритель) помещают в верхней части холодильника?
13. Почему радиаторы водяного или парового отопления чаще всего располагают в нижней части комнаты?
14. В пробирках нагревают воздух и кипятят воду. Почему рука не ощущает высокой температуры?
15. В холодных помещениях у нас прежде всего мёрзнут ноги. Чем это можно объяснить?
16. В стихотворении «Кавказ» А. С. Пушкина есть такие слова: «Орёл, с отдалённой поднявшись вершины, парит неподвижно со мной наравне». Объясните, почему орлы, ястребы, коршуны и другие крупные птицы, парящие высоко в небе, могут держаться на одной высоте, не взмахивая при этом крыльями.
17. Известен случай, когда парашютист с раскрытым парашютом, вместо того чтобы опускаться вниз, стал подниматься вверх. Как это могло произойти?
18. Растения в низких местах наиболее часто подвергаются заморозкам. Чем это объяснить?
19. Почему в утренние и ночные часы полёт на самолёте происходит спокойнее - меньше болтает и укачивает?
20. Если в весенний солнечный день выйти в поле и посмотреть вдоль поверхности вспаханного участка земли, то все предметы за ним кажутся нам колеблющимися. Почему?
21. Объясните, каким образом воздух в комнате зимой охлаждается при открытой форточке.
22. В каком случае кастрюля с горячей водой остынет быстрее - когда кастрюлю поставили на лёд или когда лёд положили на крышку кастрюли?
23. Какие участки земной поверхности нагреваются в солнечную погоду сильнее - вспаханное поле или зелёный луг; сухая или увлажнённая почва? Почему?
24. Если весной или осенью ожидается ясная ночь, са¬довники разводят костры, чтобы дым обволакивал растения. Зачем?
25. Почему в ясные зимние ночи мороз сильнее, чем и облачную погоду?
26. Почему в практике земледелия влагоёмкие глинис¬тые почвы считают холодными, а маловлагоёмкие песчаные почвы - тёплыми?
27. Почему на искусственных спутниках Земли затруднен отвод тепла от нагретых предметов?
