Тема урока «Приспособления птиц к полету»
Интегрированный урок- биология, физика, химия. 7 класс.
Цель: Познакомить обучающихся с особенностями внешнего и внутреннего строения птиц, связанных с полётом.
Задачи:
Образовательные:
- обеспечить усвоение учащимися знаний о процессах жизнедеятельности птиц,
- об особенностях внешнего строения и строения их внутренних органов связанные с полётом.
- научить распознавать системы органов класса птиц, устанавливать взаимосвязь между строением и функции органов.
Развивающие:
- способствовать развитию логического мышления,
- умению сравнивать, анализировать,
- выделить причинно - следственные связи в природе.
Воспитывающие
- продолжить воспитание любви и бережного отношения к природе.
Оборудование: использование презентации «Черты приспособленности птиц к полету», таблица «Тип Хордовые. Класс Птицы. Внутреннее строение голубя», демонстрационный материал «скелет птицы», перья птиц, дополнительный раздаточный материал о строении и видах перьев, лабораторная посуда, мел, соляная кислота.
Домашнее задание: по биологии – § 27, записи в опорных конспектах.
Ход урока:
Учитель биологии. Ребята, сегодня мы с вами собрались на необычный урок и помогут его нам провести учитель физики и химии. Птицы удивительные создания живой природы. Войдя в лес или идя по полю, нас сопровождают голоса птиц (поле - звучат голоса птиц) (слайд 1.презентации)
Вопрос - Как называется раздел зоологии, который изучает птиц? (орнитология)
К какому типу и классу относятся птицы в царстве Животных? (Хордовые, класс Птицы) слайд-2
Что отличает птиц от всех живых существ? (способность летать)
К полёту приспособлено всё тело птиц и об этих приспособлениях мы сегодня с вами поговорим. Записываем тему урока, домашнее задание. Помогут нам в оформлении записей опорные конспекты.
Приспособления птиц к полёту во внешнем строении.
Какая форма тела у птиц? (обтекаемая). Заполняют учащиеся опорный конспект.
Какое значение обтекаемой формы тела? (уменьшается трение о воздух). Благодаря каким приспособлениям форма птицы обтекаемая? (перьевой покров, расположение частей тела во время полёта).
Такие приспособления к полету возникли у птиц в связи с тем, что плотность воздуха в 1000 раз меньше, чем плотность воды. Компактное туловище птиц имеет яйцеобразную форму, легко обтекаемую потоками воздуха в полете. Шея длинная, тонкая и гибкая, в полете птицы вытягивают ее, что уменьшает лобовое сопротивление. Покровные перья расположены черепицеобразно для лучшей обтекаемости тела и для уменьшения силы сопротивления воздуха, (слайд 3 презентации)
Какие ещё вы знаете приспособления во внешнем строении птиц? (крылья – это видоизменённые передние конечности). Учащиеся заполняют опорный конспект.
Чем покрыто тело птицы? (Перьевой покров). Заполняют учащиеся опорный конспект.
Учитель физики: Рассмотрите в учебнике на рисунке 112, стр.135 схему строения пера. Из каких частей оно состоит? ( очин, стержень, опахало). Найдите эти части на перьях, которые лежат у вас на столе. Попробуйте с помощью карандаша разнять бородки и почувствуете, что они сцеплены между собой. От стержня отходят упругие бородки, которые несут бородочки с крючочками, которые сцепляются с крючочками соседних бородок, образуя опахало крыла. В самой нижней части пера бородки обычно более мягкие и длинные, а их бородочки не имеют крючочков – данный участок называют пуховой частью опахала. Опахало пера обладает свойствами непроницаемости для воды и воздуха, в то же время лёгкости и прочности. Учащиеся с помощью учебника стр.134-135 называют виды перьев, (слайд 4 презентации).
Опахало маховых перьев крыла налегают одно на другое и этим самым создаётся непроницаемость крыла для потоков воздуха. Особенно это важно при опускании крыла птицей. Перьевой покров – маховые перья образуют летательные плоскости крыльев и хвоста, покровные перья расположены черепицеобразно для лучшей обтекаемости тела, пуховые перья обеспечивают теплоизоляцию. Перья птиц служат для терморегуляции, и создают обтекаемую форму для уменьшения силы сопротивления воздуха, и предохраняют кожные покровы от повреждений. Перья имеют различные размеры и форму, а значит, выполняют и разные функции. Для полета большое значение имеют маховые перья – они жестче остальных и во время полета создают тягу и подъемную силу, составляют несущую поверхность крыла. Для управления полетом большое значение имеют рулевые перья хвоста.
Учитель биологии:
С помощью учебника (стр.134-135) заполните таблицу в опорном конспекте.
Виды перьев Расположение на теле птицы
Значение
1.Контурные:
А) Маховые
Б) Рулевые
В) Кроющие
2. Пуховые (стержень мягкий)
3. Пух (стержень редуцирован)
Учитель показывает слайд 5 презентации и проверяет заполнение таблицы.
Учитель физики: (слайд 6 презентации) Почему птица, взлетев, не падает?
Сила притяжения, которая, как бы высоко мы ни подпрыгивали, всегда возвращает нас на землю, воздействует, и на птиц. Поэтому в воздухе их должна удерживать сила, противодействующая силе тяжести. Эту противодействующую силу создаёт крыло. Оно у них имеет выпуклую верхнюю поверхность. Струя воздуха, огибающее крыло, должна пройти по верхней стороне более длинный путь, чем по вогнутой, нижней. Чтобы оба воздушных потока достигли конца крыла одновременно, воздушный поток над крылом должен двигаться быстрее, чем под крылом. Поэтому скорость движения воздуха над крылом увеличивается, а давление уменьшается. Разность давлений под крылом и над ним создаёт подъёмную силу, направленную вверх и противодействующую силе тяжести. Чтобы понять физику активного полета, необходимо познакомиться с азами аэродинамики – раздела физики, который изучает законы движения газов. Большой вклад в развитие аэродинамики внес выдающийся русский ученый Николай Егорович Жуковский. В его трудах есть специальные работы о парении птиц, относящиеся к 1891 г. Изучив аэродинамику полета птиц, Н.Е. Жуковский занялся теоретической разработкой профилей крыла самолета, конструкцией самолетных винтов и проектированием самих самолетов. За огромный вклад в самолетостроение его называют отцом русской авиации. Вот так взаимопроникновение идей и методов различных наук помогает объяснению явлений природы, формированию целостной картины мира. Познание и анализ процессов, протекающих в природе, позволяет моделировать их в технике и дает толчок для ее развития.
Учитель биологии:
Вы обращали внимание на полет птиц? Его можно разделить на два вида: парящий (пассивный) и машущий (активным). Обычно птицы комбинируют эти способы в зависимости от обстоятельств. Самая простая форма полёта – планирование. Птица спрыгивает с высокого дерева или скалы и планирует вниз. При этом в движение её приводит направленная вниз сила тяжести. Воздушный поток, обтекающий крыло, создаёт подъёмную силу, которая тормозит падение. Устойчиво парить в воздухе может только птица массой и величиной не меньше вороны. Более мелкие птицы или те, у которых относительно маленькие крылья, должны энергично махать ими, чтобы остаться в воздухе и двигаться вперёд. Такой способ полёта называют машущим. Это полет и стрижа, и вороны, и утки, (слайд 7 презентации) .
Учитель биологии:
Рассмотрим приспособления птиц к полёту во внутреннем строении, в строении скелета. Каким свойством должен обладать скелет птицы, если максимальный вес у летающих птиц достигает 15-16 кг? (лёгкий). Почему вес страуса может достигать до 150 кг? (нелетающая птица). Учитель предлагает обучающимся рассмотреть демонстрационный материал – скелет птицы и объяснить за счет каких приспособлений скелет птицы обладает этим свойством
Приспособления птиц к полёту во внутреннем строении:
В строении скелета: ( Лёгкий и прочный)
А) уменьшения числа костей
Б) нет зубов.
В) кости полые, наполнены воздухом (воздушные полости в костях). Заполняют учащиеся опорный конспект.
Учитель биологии: (слайд 8 презентации) общее число костей в скелете птиц меньше, чем у рептилий или млекопитающих. Тем не менее скелет птиц отличается особенной прочностью. Учитель предлагает учащимся рассмотреть демонстрационный материал – скелет птицы и найти киль. Киль – это вырост грудины позвоночных животных, который позволяет увеличить площадь прикрепления грудных мышц (способствуют опусканию крыла у птиц). Киль хорошо развит у летающих животных, реже у роющих. Учитель предлагает учащимся определить какие из списка в опорном конспекте животные имеют киль и подчеркнуть их. Страус, пингвины, чайка, летучая мышь, крот, казуар, нанду, киви. Учащиеся продолжают заполнять опорные конспекты, записывая приспособление в скелете:
г) Хорошо развита грудина с килем.
д) Кости стопы срастаются, образуя цевку, которая укрепляет конечность при взлёте и посадке.
2.В строении групп мышц:
Что позволяет нам поднимать и опускать руки? Ответы учащихся - мышцы.
Мышцы у птиц достигли высокого развития. Подключичная мышца поднимает крыло птицы. Большая грудная мышца опускает крыло. Обе большие грудные мышцы составляют от 10 до 25% от общей массы птицы и превышают массу подключичных мышц в 3 -20 раз. Вес грудных мышц человека, приводящих в движение плечи и руки, составляет всего один процент от общего веса его тела, тогда как у некоторых птиц этот показатель достигает 30 процентов от общего веса.
3.В пищеварительной системе:
Учитель биологии: Ребята, посмотрите на изображения птиц (слайд 9 презентации) . Почему у них не одинаковые клювы? С чем это связано? (с питанием) ответы учащихся. Первые птицы имели зубы, но потом тяжёлая зубная система полностью исчезла, у птиц появился роговой клюв (слайд 10 презентации) .
Учитель химии: показывает опыт взаимодействия мела и соляной кислоты, в первой пробирке – крупные кусочки мела, а во второй мел в виде порошка. В какой пробирке реакция идёт быстрее и почему? Ответ учащихся - во второй, поверхность взаимодействия мела и кислоты больше.
Учитель объясняет, что ферменты в желудке и кишечнике птиц очень активны. Но как же пища измельчается, если нет зубов? Учащиеся находят ответ в учебнике (стр. 211 -212) , ( слайд11 презентации ) строение желудка птиц. Учащиеся записывают в опорные конспекты приспособление - большая скорость переваривания пищи или быстрое пищеварение. Значение – уменьшение массы тела.
Учитель биологии: Особенность пищеварительной системы – пища переваривается очень быстро. Например, змея переваривает в течение 1-2 суток, мелкие совы, мышь – за 3 часа. Сочные ягоды проходят кишечник за 8-10 минут. Почему птицы часто освобождают кишечник от содержимого? (уменьшение массы тела).
Отметим особенности строения пищеварительной системы? Слайд 12 презентации.
Отделы рот нет зубов
глотка
пищевод - зоб - расширенный участок пищевода, где скапливается пища
желудок железистый
мускульный - орган, в котором проглоченные камушки размельчают его содержимое, тем самым, компенсируя отсутствие зубов.
кишечник тонкий
толстый
клоака
Вывод: Для компенсации энергозатрат во время полёта пищеварительная система адаптирована к быстрому процессу переваривания пищи.
4.В выделительной системе:
Учитель биологии: слайд 13 презентации. Учитель предлагает учащимся назвать органы выделения у птиц. Бобовидные почки, образующиеся жидкие продукты распада стекают по мочеточникам в клоаку и вместе с испражнениями выводятся наружу. Мочевого пузыря у птиц нет. С чем это связано? (с уменьшение массы тела). Частое выделение мочевой кислоты в виде кашицы (уменьшает расход воды). Учащиеся заполняют опорный конспект.
5.В строении органов размножения:
На слайде 14 презентации учитель показывает строение половой системы самки и самца птицы:
У самки: левый яичник – яйцевод – клоака
правый яичник недоразвит, не функционирует.
У самца: семенник – семявыносящий проток – клоака.
Почему у самок большинства птиц функционирует только левый яичник? (развивается только одно яйцо, уменьшение массы тела). Учащиеся заполняют опорный конспект, (у самок один яичник, формирование и развитие одного яйца).
Ни одна птица не откладывает за раз по нескольку яиц, следовательно, не носит в себе одновременно, более одного готового яйца. Среди птиц нет ни одной живородящей формы, и как только яйцо сформируется , птица его откладывает, не обременяя себя лишним грузом.
6. В дыхательной системе:
Учитель биологии: (Слайд 15 презентации)
Рассмотрим строение и работу дыхательной системы.
Орган, где происходит газообмен – лёгкие. Воздух к ним попадает через ноздри, гортань, трахея, бронхи - это дыхательные трубочки – учитель демонстрирует схему строения дыхательной системы. Бронхи входят в легкие при этом они сильно ветвятся. Многие из них заканчиваются пузырьками, окутанные густой сетью капилляров.
Обмен веществ у птиц идёт очень быстро, с тела . Для этого необходимо много кислорода. Поэтому в строение легких имеются особенности. От легких отходят воздушные мешки (демонстрация на слайде), которые по объёму во много раз больше лёгких. При взмахе крыльев воздух заполняет лёгкие и воздушные мешки. Лёгкие устроены таким образом, что воздух проходит через них насквозь. При вдохе только 25 % наружного воздуха остаётся непосредственно в лёгких, а 75 % проходит через них и попадает в воздушные мешки. При выдохе воздух из воздушных мешков опять идёт через лёгкие, но уже наружу, образуя так называемое двойное дыхание.
Учитель химии: Что же такое дыхание? Зачем необходим кислород организму. Какое он имеет значение? Учитель просит одного из учеников написать на доске уравнение дыхания, остальные записывают в опорных конспектах.
С6Н12О6 +02 СО2 + Н2О + ЭНЕРГИЯ
Полёт – это более скоростной способ передвижения, чем бег или плавание, но затраты энергии примерно вдвое выше, чем при беге и в 50 раз выше, чем при плавании. Поэтому птицы вынуждены поглощать довольно много пищи. Чем больше пищи и кислорода, тем больше выделяется энергии при окислении.
Вывод: Таким образом, лёгкие постоянно насыщаются кислородом, как во время вдоха, так и выдоха. Это двойное дыхание избавляет птиц от одышки: чем быстрее они летят, тем сильнее дышат. Повышают энергетику птицы в полете. Для работающих мышц и органов требуется много энергии. Воздушные мешки расположены в промежутках между органами, под кожей и даже внутри полых костей, уменьшая плотность птицы, делая её более легкой. Воздушные мешки так же защищают внутренние органы от перегревания в процессе полета.
7. В кровеносной системе
Учитель биологии: в кровеносной системе произошли существенные изменения. Кровеносная система замкнутая, 2 круга кровообращения – большой и малый (показать). Слайд 16 презентации.
Сколько камер в сердце у пресмыкающихся? Назовите отделы?
У птиц сердце камерное - 2 предсердия, 2 желудочка. Желудочек полностью разделен пополам перегородкой. Благодаря таким изменениям кровь к органам поступает артериальная. Что это даёт птице?
Какая кровь движется в большом круге кровообращении?
Кровь по телу движется артериальная. Какая кровь называется артериальной?
В малый круг поступает какая кровь? Ответ учащихся (венозная).
Какая кровь называется венозной? ответ учащихся.
Какие функции кровеносной системы? Ответ учащихся (Передвижение питательных веществ и снабжение организма кислородом).
В каком органе кровь отдаёт углекислый газ, а насыщается кислородом? Ответ учащихся – в легком.
Скорость кровообращения у птиц чрезвычайно высока, связана с высокой частотой сердечных сокращений. У снегиря 730 раз в минуту.
Вывод учащихся: благодаря появлению перегородки в желудочке, венозной и артериальной кровь не смешивается, и органы снабжаются кровью насыщенной кислородом. Быстро движется кровь, интенсивно работает сердце.
8. В нервной системе: (слайд17 презентации) Нервная система птиц, по сравнению с пресмыкающимися, хорошо развита. Давайте отметим, какие отделы развиты лучше. (Развитие мозжечка, зрительных долей).
Как вы думаете почему? За что отвечает мозжечок? – мозжечок отвечает за координацию движений. Птицам в полете приходится много лавировать в поисках пищи, увертываться от хищников.
Большие полушария значительно больше, особенно зрительные доли мозга. Зрение у птиц очень хорошее, особенно у хищных птиц. Зрение цветное. Хорошо развит слух. Обоняние у птиц развито хуже.
Большой мозг птиц свидетельствует об их высоком развитии: у них сложное поведение (перелёты, забота о потомстве и т.д.), они легко обучаются новому, запоминают.
Учитель физики:
Рассказывает о двойной аккомодации органа зрения.
Учитель биологии:
Закрепление. (слайд 18 презентации). Птицы в совершенстве приспособлены к полету, и мы сегодня попытались это доказать. Приспособления у птиц есть и во внешнем и внутреннем строении.
Просмотр слайда 19 Рефлексия по уроку.
Выставление оценок за урок.
Опорный конспект.
Тема урока:
Во внешнем строении:
1.
2.
3. С помощью учебника (стр.134-135) заполните таблицу
Виды перьев Расположение на теле птицы
Значение
1.Контурные:
А) Маховые
Б) Рулевые
В) Кроющие
2. Пуховые( стержень мягкй)
3. Пух (стержень редуцирован)
Во внутреннем строении:
1.В строении скелета:
А)
Б)
В) Г)
Страус, пингвины, чайка, летучая мышь, крот, казуар, нанду, киви.
2.В мышечной системе:
3.В пищеварительной системе: рот
4. В выделительной системе: нет …….
почки
5.В строении органов размножения:
У самки: левый яичник – яйцевод – клоака
правый яичник недоразвит, не функционирует.
У самца: семенник – семявыносящий проток – клоака.
6. В дыхательной системе:
Уравнение дыхания:
7. В кровеносной системе:
8. В нервной системе:
