Układy krążenia zwierząt bezkręgowych, Prezentacje z Biologia

Pobierz Układy krążenia zwierząt bezkręgowych i więcej Prezentacje w PDF z Biologia tylko na Docsity!

Układy krążenia zwierząt bezkręgowych

Wprowadzenie Przeczytaj Grafika interaktywna Sprawdź się Dla nauczyciela

Pojawienie się układu krążenia oraz proces jego ewolucji związane były ze stopniowym zwiększaniem zarówno wielkości, jak i komplikacji planu budowy organizmów zwierzęcych. Na początkowych etapach rozwoju w przypadku organizmów o prostej budowie, których ciała stanowiły blisko ze sobą połączone masy komórek, wystarczające do wymiany tlenu i dwutlenku węgla były procesy oparte na dyfuzji. Z czasem, gdy wielkość organizmów zwierzęcych rosła, pojawiały się również pierwsze narządy, które wymagały zaopatrzenia w tlen i substancje odżywcze. Zadanie to stało się funkcją układu krążenia.

Twoje cele

Przedstawisz budowę układu krążenia wybranych grup bezkręgowców. Wykażesz różnice pomiędzy budową i funkcją układu krążenia, a układem oddechowym u stawonogów i mięczaków. Wyjaśnisz główne funkcje układu krążenia u zwierząt bezkręgowych.

Pierścienice to bezkręgowce, których jedną z cech wspólnych z człowiekiem jest układ krwionośny typu zamkniętego. Źródło: Ryan Hodne, Wikimedia Commons, licencja: CC BY-SA 4.0.

Układy krążenia zwierząt bezkręgowych

Wiemy, że około 520 mln lat temu istniały już bezkręgowce, które miały prosty, ale w pełni funkcjonalny układ krążenia. Jednym z przedstawicieli wymarłych stawonogów, u których wykształcił się układ krążenia, jest Fuxianhuia protensa. Zwierzę to było morskim drapieżnikiem o długości ciała 4 cm. Jego szczątki odnaleziono w 2014 roku w Chinach i do dzisiaj jest najstarszym odnalezionym zwierzęciem kopalnym z zachowanym układem krążenia. Ciekawostką jest również fakt, że szczególnie dobrze unaczynionym narządem u tego gatunku był mózg.

Obraz zrekonstruowanego ciała przedstawiciela wymarłego gatunku Fuxianhuia protensa. Stawonóg ten miał wysokie zapotrzebowanie na tlen i substancje odżywcze, co przełożyło się na występowanie u niego układu krążenia zbudowanego z rurkowatego serca i naczyń krwionośnych. Źródło: Nobu Tamura, Wikimedia Commons, licencja: CC BY-SA 4.0.

Układ krążenia stawonogów pomimo cech wspólnych (m.in. układ krwionośny otwarty, serce leżące po stronie grzbietowej) podlega pewnym modyfikacjom w zależności od gromady.

Owady mają niezależny system oddechowy, na który składa się skomplikowana struktura tchawek doprowadzających tlen do praktycznie każdej komórki ciała. Dzięki temu rozwiązaniu układ krążenia owadów nie pełni dominującej funkcji związanej z transportem tlenu, gdyż jego zawartość w hemolimfie jest praktycznie taka sama, jak w roztworach, gdzie zachodzi zjawisko dyfuzji. Hemolimfa owadów jest bezbarwna, o żółtawym odcieniu. Wynika to z braku w hemolimfie owadów barwników oddechowych wiążących tlen.

Głównym zadaniem układu krążenia u owadów jest rozprowadzanie hemolimfy po jamie ciała. Przemieszczanie hemolimfy umożliwia rozprowadzanie zawartych w niej substancji odżywczych do tkanek i narządów, a także zbieranie z nich produktów przemiany materii.

Hemolimfa zawiera również komórki nazywane hemocytami, które pełnią między inny funkcję odpornościową przez fagocytozę bakterii chorobotwórczych w organizmie owada.

Dzięki układowi krążenia hemolimfa krążąca w jamie ciała zapewnia odpowiednie ciśnienie wewnętrzne, które może być przenoszone pomiędzy poszczególnymi częściami ciała. Ciśnienie wewnętrzne potrzebne jest między innymi w trakcie wykluwania się z jaja, linienia czy też pierwszego rozprostowania skrzydeł.

Na układ krążenia owadów składa się rurkowate serce, które złożone jest z pęcherzyków wyposażonych w otwory (osa), dzięki którym hemolimfa z jamy ciała (hemocelu) zasysana jest do wnętrza serca, a następnie pompowana ruchami perystaltycznymi przez aortę przednią w kierunku głowy. Strzałki wskazują kierunek przepływu hemolimfy. Źródło: Englishsquare Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

U pajęczaków układ krążenia jest zróżnicowany i związany z występowaniem określonych narządów oddechowych. U najmniejszych przedstawicieli rzędu, czyli roztoczy doszło do redukcji układu krążenia lub całkowitego jego zaniku. W przypadku pajęczaków mających systemem licznych tchawek dostarczenie tlenu i usuwanie dwutlenku węgla odbywa się – podobnie jak u owadów – poprzez układ oddechowy. U pajęczaków z aparatem oddechowym w postaci płucotchawek lub niewielkiej liczby tchawek hemolimfa zebrana z jamy ciała trafia do aparatu oddechowego (np. płucotchawek), a następnie wraca do serca i wraz z tlenem jest kierowana do głównego naczynia.

Skorpiony mają jeden z najbardziej skomplikowanych układów krążenia wśród pajęczaków. Składa się on z licznych naczyń krwionośnych oraz pięciu dużych zatok gromadzących krew z hemocelu. Źródło: Pixabay, domena publiczna.

Słownik

dyfuzja

(łac. diffusio – rozlanie) samorzutny proces, którego rezultatem jest mieszanie się materii; dyfuzja towarzyszy procesom fizycznym i chemicznym; jednym z jej rodzajów jest samorzutne, bezładne mieszanie się gazów

endotelium (śródbłonek)

nabłonek jednowarstwowy płaski, wyścielający wewnętrzne powierzchnie naczyń krwionośnych, limfatycznych oraz przedsionków i komór serca

hemocel

jama ciała występująca u niektórych bezkręgowców; u owadów wypełniona jest hemolimfą

hemolimfa

płyn ustrojowy bezkręgowców o otwartym układzie krążenia; pełni analogiczne funkcje jak krew i limfa u kręgowców; jest rezerwuarem wody, rozprowadza składniki pokarmu, przenosi produkty przemiany materii, transportuje hormony i enzymy, neutralizuje substancje toksyczne, bierze udział w procesach krzepnięcia i gojeniu ran; hemolimfa pełni u wielu zwierząt (np. u ślimaków) rolę szkieletu hydrostatycznego

metamery

odcinki ciała zbudowane z elementów (np. pierścieni u pierścienic), których struktura anatomiczna jest podobna i powtarzalna w każdym fragmencie

mezoderma

Przedstawiciele szkarłupni: rozgwiazdy, jeżowce i wężowidła. Źródło: Kachemak Bay Naonal Estuarine Research Reserve, Wikimedia Commons, domena publiczna.

(gr. mésos – środkowy, dérma – skóra) trzeci listek zarodkowy (środkowa warstwa komórek zarodka), który wytwarza się pomiędzy ekto- i endodermą w trakcie procesu gastrulacji

osierdzie

(łac. sacccus pericardiacus) błona surowicza otaczająca serce, pełniąca między innymi funkcję ochronną

osa

(poj. ostium) parzyste otwory w sercu stawonogów, którymi krew dostaje się z hemocelu do serca

płucotchawka

narząd oddechowy występujący u pajęczaków, znajdujący się na odwłoku; wymiana gazów odbywa się w nim na zasadzie dyfuzji

prawo serca Franka-Starlinga

prawo tłumaczące mechanizm generowania siły mięśnia sercowego: siła skurczu mięśnia jest tym większa, im większe jest (w pewnym zakresie) wyjściowe rozciągnięcie komórek (włókien) mięśnia sercowego (czyli im większe jest wypełnienie komory serca krwią)

ruchy perystaltyczne

fale skoordynowanych automatycznych skurczów i rozkurczów mięśni podłużnych i okrężnych w narządach, powodujące przesuwanie się ich zawartości

stawonogi

(łac. Arthropoda) typ bezkręgowców, do którego należą m.in. owady, wije, pajęczaki i skorupiaki; mają członowane, połączone stawowo odnóża – stąd nazwa

tchawka

narząd oddechowy występujący u owadów, powstały jako uwypuklenie ścian ciała i przyjmujący formę rozgałęzionej rurki wyścielonej chityną; tchawki łączą się ze środowiskiem zewnętrznym za pośrednictwem przetchlinek

Sprawdź się

Pokaż ćwiczenia: 輸 醙 難

Ćwiczenie 1

Wybierz odpowiedź. Hemocel to:

odmiana hemoglobiny

naczynie tętniące

jama ciała bezkręgowców

płyn krążący w naczyniach krwionośnych

Ćwiczenie 2

Wybierz odpowiedź. Który z bezkręgowców ma serce zbudowane z przedsionka i komory?

ośmiornica

dżdżownica kalifornijska

krab pustelnik

skorpion pustynny

Ćwiczenie 3

Wybierz odpowiedź. Zaznacz zdanie prawdziwe.

Hemolimfa pajęczaków ulega natlenowaniu dzięki płucotchawkom.

Owady mają serca dodatkowe pompujące krew do skrzeli.

Jeden z najbardziej zaawansowanych układów krwionośnych mają szkarłupnie.

W sercu pierścienic znajdują się otwory – osa.

Ćwiczenie 4

Połącz w pary bezkręgowce z charakterystycznymi dla nich fragmentami układu krążenia.

wieloszczet bezbarwna hemolimfa

mątwa serca skrzelowe

rozgwiazda naczynia okrężne

pszczoła miodna układ pseudohemalny

Ćwiczenie 8

W probówkach znajdują się dwa płyny: bezbarwny (żółtawy) oraz niebieski. Który z nich to krew mięczaka, a który to hemolimfa owada? Swoją argumentację oprzyj na wiedzy o budowie układów krążenia tych zwierząt.

Dla nauczyciela

Scenariusz lekcji

Autor: Anna Juwan

Przedmiot: biologia

Temat: Układy krążenia zwierząt bezkręgowych

Grupa docelowa: uczniowie III etapu edukacyjnego – kształcenie w zakresie rozszerzonym

Podstawa programowa: Zakres rozszerzony Treści nauczania – wymagania szczegółowe XI. Funkcjonowanie zwierząt.

2. Porównanie poszczególnych czynności życiowych zwierząt, z uwzględnieniem struktur odpowiedzialnych za ich przeprowadzanie.

3. Wymiana gazowa i krążenie. Uczeń: m) przedstawia rodzaje układów krążenia u zwierząt (otwarte, zamknięte) oraz wykazuje związek między budową układu krążenia i jego funkcją u poznanych grup zwierząt,

Kształtowane kompetencje kluczowe:

kompetencje cyfrowe; kompetencje osobiste, społeczne i w zakresie umiejętności uczenia się; kompetencje matematyczne oraz kompetencje w zakresie nauk przyrodniczych, technologii i inżynierii.

Cele operacyjne ( językiem ucznia):

Przedstawisz budowę układu krążenia wybranych grup bezkręgowców. Wykażesz różnice pomiędzy budową i funkcją układu krążenia, a układem oddechowym u stawonogów i mięczaków. Wyjaśnisz główne funkcje układu krążenia u zwierząt bezkręgowych.

Strategie nauczania:

konstruktywizm; konektywizm.

Metody i techniki nauczania:

z użyciem komputera;

rysunki i opisy dotyczące przeczytanego materiału. Uczniowie prezentują swoje mapy myśli. Nauczyciel w razie potrzeby uzupełnia informacje.

3. Praca z grafiką interaktywną pt. „Typy układu krwionośnego bezkręgowców”. Uczniowie zapoznają się z materiałem, nauczyciel czyta polecenie nr 1 („Przeanalizuj grafikę interaktywną i wykaż trzy różnice zachodzące między układem krążenia owadów i pajęczaków”) i prosi uczniów, aby wykonali je w parach. Następnie wybrana osoba prezentuje propozycję odpowiedzi, a pozostali uczniowie ustosunkowują się do niej. Nauczyciel w razie potrzeby uzupełnia ją.
4. Uczniowie, pracując w parach, wykonują polecenie nr 2 – opisują kierunek przepływu krwi w układzie krążenia głowonogów. Nauczyciel w razie potrzeby naprowadza ich na prawidłowe rozwiązanie.
5. Utrwalanie wiedzy i umiejętności. Uczniowie wykonują ćwiczenia 7 (dotyczące udziału układu krwionośnego w wymianie gazowej u dżdżownic) i 8 (dotyczące rozróżniania krwi mięczaka od hemolimfy owada) w sekcji „Sprawdź się”. Nauczyciel sprawdza poprawność wykonanych zadań, omawiając je wraz z uczniami.

Faza podsumowująca:

1. Uczniowie rozwiązują ćwiczenie nr 5 (typu „prawda/fałsz”) z sekcji „Sprawdź się”. Następnie przygotowują podobne zadanie dla osoby z pary: wymyślają trzy prawdziwe lub fałszywe zdania dotyczące tematu lekcji. Uczniowie wykonują ćwiczenie otrzymane od kolegi lub koleżanki.
2. Nauczyciel podsumowuje najważniejsze informacje dotyczące układów krążenia u bezkręgowców.

Praca domowa:

1. Wykonaj ćwiczenia 1, 2, 3 i 6 z sekcji „Sprawdź się”.

Materiały pomocnicze:

Neil A. Campbell i in., „Biologia Campbella”, tłum. K. Stobrawa i in., Rebis, Poznań 2019. „Encyklopedia szkolna. Biologia”, red. Marta Stęplewska, Robert Mitoraj, Wydawnictwo Zielona Sowa, Kraków 2006.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania grafiki interaktywnej:

Nauczyciel może wykorzystać grafikę interaktywną do podsumowania lekcji.