Биология · 8 класс · углублённый уровень

Биология · углублённый уровень · 8 класс · Урок 16

Базовая опора: Органы чувств: рецептор, глаз, слух и боковая линия

Повторение основы перед углублённым разбором. Отделим раздражитель от рецептора и узнаем, какие сигналы доступны насекомому, рыбе, птице и млекопитающему.

Животные

Федеральная программа · углублённый уровень · 8 класс

Животные

Элементы программы, раскрываемые в этом уроке:

Роль органов чувств и рецепторов
Простые и фасеточные глаза насекомых
Зрение и слух позвоночных
Обоняние, вкус и осязание беспозвоночных и позвоночных
Боковая линия рыб
Практика: изучение органов чувств по моделям и изображениям

Сигнал становится полезным лишь после восприятия рецептором и обработки; органы чувств различных групп не следует считать одинаковыми.

Как это устроено

Для восприятия мало наличия раздражителя: рецептор должен быть чувствителен к этому виду воздействия и передать сигнал. Фоторецептор отвечает на свет, механорецептор — на деформацию или движение, хеморецептор — на определённые вещества. Затем нервная система обрабатывает сигналы с учётом состояния животного. Одно и то же слово «зрение» охватывает разные возможности у разных видов.

У многих насекомых имеются сложные фасеточные глаза, составленные из омматидиев, и простые глазки. Сложный глаз обеспечивает широкое поле обзора и хорошо замечает движение, но его особенности зависят от числа и строения омматидиев. Глаз позвоночного построен иначе: свет проходит через оптические среды к сетчатке. Сходство функции не делает глаза насекомого и позвоночного одинаковыми по строению.

Слух наземных позвоночных связан с передачей колебаний к чувствительным клеткам; строение наружного, среднего и внутреннего отделов у групп различается. У рыб важны также движение воды и боковая линия: она чувствует локальные колебания вблизи тела. Боковая линия помогает ориентироваться, но не заменяет все формы зрения и слуха. Вкус и обоняние связаны с химическими сигналами, а осязание — с механическими; расположение рецепторов зависит от вида.

Проверять орган чувств следует по строению и наблюдаемой реакции, не причиняя животному вреда. На схеме сначала найдите раздражитель, затем рецептор, путь сигнала и вероятный ответ. Если одного звена нет в данных, отмечайте неопределённость. Например, отход рыбы от предмета может быть связан со зрением или колебанием воды; по одному движению нельзя доказать работу только боковой линии.

У боковой линии рыб чувствительные единицы — невромасты — могут лежать на поверхности или в каналах. Движение воды отклоняет чувствительные структуры, а рецепторные клетки передают изменение нервным волокнам; мозг сопоставляет сигналы от разных участков тела. Фасеточный глаз работает с другим типом раздражителя — светом. Поэтому схема «раздражитель → рецептор → сигнал → обработка → ответ» общая, но рецептор и доступная информация различаются. В опыте нельзя закрывать животному глаза или повреждать боковую линию ради демонстрации; сравнивают готовые данные и безопасные наблюдения.

Словарь урока

Каждое понятие — с примером

Раздражитель

Изменение среды внутри или вне организма, действующее на чувствительную структуру; один и тот же физический сигнал становится биологически значимым только при наличии подходящих рецепторов и обработки.

Пример: Движущаяся рыба создаёт колебания воды: для соседней рыбы они могут быть раздражителем боковой линии, даже если вода мутная.

Рецептор

Специализированная клетка или чувствительное окончание нейрона, которое реагирует на определённый тип воздействия и преобразует его в изменение электрического или химического сигнала.

Пример: Фоторецепторы сетчатки меняют активность при попадании света, тогда как механорецепторы боковой линии отвечают на движение воды.

Орган чувств

Часть тела, где рецепторные клетки работают вместе со вспомогательными тканями, которые направляют, поддерживают или изменяют поступающий сигнал до его передачи нервной системе.

Пример: В глазу прозрачные структуры направляют свет к сетчатке, а в фасеточном глазу множество омматидиев собирают свет с разных направлений.

Простой глазок

Светочувствительный орган с относительно небольшой группой рецепторов; его устройство и способность строить изображение зависят от вида.

Пример: Простые глазки многих насекомых помогают оценивать освещение.

Важно: Слово «простой» не означает одинаковую функцию у всех животных.

Фасеточный глаз

Сложный глаз членистоногого из множества структурных единиц — омматидиев, каждая из которых воспринимает часть светового поля.

Пример: У стрекоз фасеточные глаза обеспечивают широкое поле зрения.

Омматидий

Повторяющаяся структурная единица фасеточного глаза с оптическими и светочувствительными элементами; отдельные единицы воспринимают свет с разных направлений, а нервная система обрабатывает их сигналы вместе.

Пример: У стрекозы множество омматидиев на выпуклой поверхности глаза участвует в широком обзоре и обнаружении движения добычи; один омматидий не равен маленькому полноценному глазу человека.

Боковая линия

Система механорецепторов у рыб и некоторых водных позвоночных, воспринимающая движения воды и изменения давления вблизи тела.

Пример: Рыба замечает колебания воды, вызванные соседней рыбой или препятствием.

Важно: Это не «шестое чувство» в мистическом смысле и не орган слуха, хотя оба связаны с механическими сигналами.

Обоняние

Восприятие определённых химических веществ рецепторами, связанными с поиском пищи, партнёра или распознаванием среды.

Пример: У млекопитающего обонятельные рецепторы носовой полости воспринимают запаховые вещества.

Вкус

Восприятие растворённых веществ контактными хеморецепторами, расположение которых зависит от группы животных.

Пример: У человека вкусовые рецепторы находятся во вкусовых почках языка и других участков ротовой полости; у насекомого рецепторы могут быть и на лапках.

Слух

Восприятие механических колебаний специализированными чувствительными клетками; путь передачи сигнала зависит от среды и строения животного.

Пример: У млекопитающего колебания передаются через среднее ухо к рецепторам внутреннего уха.

Важно: Не у каждого позвоночного есть наружная ушная раковина, хотя слух возможен.

Осязание

Восприятие механических воздействий рецепторами кожи или специальных чувствительных структур.

Пример: У многих насекомых чувствительные волоски реагируют на прикосновение.

Пример по шагам

Рыба в мутной воде обходит препятствие. Можно ли доказать по одному наблюдению, что она использует только боковую линию?

Боковая линия способна обнаруживать локальные движения воды.
Но рыба может использовать зрение, осязание, обоняние и другие сигналы.
Нужны контролируемые безопасные наблюдения или дополнительные данные о данном виде.

Вывод: Одно поведение не доказывает единственный орган чувств.

Практическая работа

Карта органов чувств

На готовых изображениях насекомого, рыбы и млекопитающего подпишите возможные органы чувств.
Для каждого укажите вид раздражителя и минимум один предел вывода по изображению.
Сравните простой глазок и фасеточный глаз без вывода, что один «полностью хуже» другого.

Что можно заключить: Чувствительные органы специализированы; их роль проверяют с учётом строения, среды и поведения.

Безопасность: Не ослепляйте животных светом и не повреждайте их органы чувств для демонстрации.

Попробуйте сами

Запишите своё решение, затем сравните его с разбором. Развёрнутые ответы автоматически не оцениваются.

Открываем задания…

Сверка содержания

Раздел и элементы содержания сверены с федеральной программой. Текст и учебные схемы созданы для Умблика; схема не передаёт реальные размеры.