Биология

Урок 17: Строение и функции органов

Эволюция строения и функций органов и их систем

На протяжении нескольких занятий мы знакомились с разнообразием животных. Перед нами разворачивалась картина постепенного становления организмов от низших к высшим. В этом уроке проследим преобразование строения животных и узнаем, как протекала эволюция.

Обложка урока взята с источника.

slide9

Занятия с репетитором    ОНЛАЙН от 200 руб / час

Перейти

Бесплатный подбор репетитора на нашем сайте

Перейти slide8

План урока:

Покровы тела

Опорно-двигательная система

Полости тела

Дыхательная система

Пищеварительная система

Кровеносная система

Выделительная система

Нервная система

Органы чувств

 

Покровы тела

Все без исключения животные имеют покровы тела, которые необходимы для защиты от вредоносных воздействий. Помимо этого они осуществляют функцию восприятия раздражения и принимают участие в регулировании температуры тела.

У простейших они представлены оболочкой или клеточной мембраной, которая ограничивает клетку.

Клеточную мембрану имеют простейшие животные, такие как корненожки, радиолярии, солнечники и споровики.

Клеточная мембрана выполняет различные функции.

1dfhtyu

У многоклеточных беспозвоночных строение покровов тела усложняется.

Стенка туловища кишечнополостных представлена 2 слоями клеток: эктодермы и энтодермы. В эктодерме располагаются нервные клетки в виде сети, из которых образуется нервная система. Для эктодермы свойственны стрекательные клетки, исполняющие роль защитного органа. Строение энтодермы простое, состоит из одного слоя железистых клеток.

2fghjyu

У всех типов червей покровы представляют собой вытянутые клетки, получившие название плоского эпителия.

3ghj

У отдельных беспозвоночных внешний слой эпителия – это непроницаемая кутикулу. Например, у членистоногих туловищеодетокрепким панцирем, который представляет собой мощный слой кутикулы, пропитанной известью. Таким образом, внешние покровы представлены кутикулой, клеточная стенка которой состоит из хитина. Такой покров получил название хитиновый.

4gyukj

У моллюсков внешние покровы представлены раковиной, которая возникла вследствие накопления извести в верхних слоях кутикулы.

Характерной чертой хордовых животных являются покровы тела, которые получили название «кожа». Кожа представлена верхним слоем – эпидермисом и нижним – собственно кожей.

5ghhjghui

Эпидермис считается верхним многоклеточным слоем. Здесь находятся различные роговые образования. Этот слой эпидермиса осуществляет функцию защиты, клетки здесь постоянно снашиваются и отмирают. В нижнем слое происходит обновление этих клеток в результате деления.

 

Опорно-двигательная система

Способность к произвольному движению – характерная черта животных. Для передвижения у организмов в процессе эволюции формировалась опорно-двигательная система. Она позволила животным не только передвигаться. Функциями опорно-двигательной системы также стали защитная и опорная.

У простейших опорой считается клеточная оболочка. Наблюдая за амебой, можно заметить, что она передвигается путем образования ложноножек. Жгутики имеют простейшие класса жгутиконосцы. Например, эвглены перемещаются с помощью жгутиков, являющихся выростами цитоплазмы в клетке. Инфузория туфелька покрыта ресничками, благодаря которым передвигается.

Опорой у червей служат внешние покровы из кутикулы и кожно-мускульного мешка.

6fdgty

Кожно-мускульный мешок имеет выросты из мускулистых клеток.Они есть у многощетинковых червей и получили название параподии. Параподии считаются органами движения червей.

Разнообразные опорные структуры, такие как наружный или внутренний скелет, характеризуют многоклеточных организмов.

7frthj

При наличии твердого скелета возникает более совершенная мускулатура.

Например, у пресноводного моллюска анадонты развивается сильная замыкательная мускулатура, прикрепленная к створкам раковины, другой мускул втягивает тело внутрь полости раковины.

У членистоногих есть наружный хитиновый панцирь, поэтому мускулы фиксируются на этом скелете.

У позвоночных скелет внутренний, что предполагает глубокуюдифференциацию мускулатуры, то есть существуют мышцы, различающиеся по строению и функциям. Например, у собаки хорошо развиты мышцы спины, конечностей и их поясов. Поэтому она может передвигаться крупными прыжками, сгибая и распрямляя туловище. Мышцы спины и хвостового отдела хорошо развиты у рыб, благодаря чему они плавают. Дифференциация мускулатуры напрямую зависти от местообитания и способа передвижения.

Осевой скелет хордовых животных изменялся в процессе эволюции. У бесчерепных он представлен хордой, которая сохраняется на протяжении всего времени.

В строение внутреннего скелета позвоночных выделяют 3 отдела, усложнение наблюдается в связи с образом жизни и средой обитания.

8gfdfh

В животном мире существует 3 главных способа передвижения:

  1. Амебоидное движение осуществляется с помощью выростов цитоплазмы.
  2. Движение при помощи жгутиков и ресничек обеспечивается их вращением и создается движущая сила.
  3. Движение с помощью мышц присуще многоклеточным.

9asder

Основу мускулатуры составляют мышечные клетки, главная особенность – сократительность. Различают 2 рода мышечной ткани: гладкая и поперечно-полосатая. У позвоночных гладкие мышечные клетки сосредоточены в стенках органов, не обладающих произвольным движением, например, стенки кровеносных сосудов. Мускулатуру, способную к произвольному сокращению, составляютпоперечно-полосатые волокна.

Мы выделили 3 способа передвижения животных, существуют и другие, во многом все зависит от среды обитания.

 

Полости тела

У многих организмов значительная часть органов располагается внутри полости тела.

Полость тела низших животных называется первичной, так как она появилась ранее других. Первичная полость тела сохранилась только у круглых червей. Она заполнена жидкостью, которая необходима для поддержания формы туловища и транспорта элементов.

Высшие трехслойные животные имеют вторичную полость тела, которая появилась после первостепенной. Изнутри данной полости органы не омываются жидкостью и разделены слоем эпителия.

10gtyt

В процессе эволюции у членистоногих формируются зачатки вторичной полости. Но ее образования не происходит, поэтому возникает смешанная полость тела.

Вторичную полость тела имеют кольчатые черви, моллюски, хордовые.

У кольчатых червей вторичная полость довольно своеобразна. Она поделена перегородками на сегменты, в каждом из которых имеется полость тела с жидкостью. Отличием от первичной полости считается отделение от органов и стенок тела слоем эпителия.

11ftuyghj
Вторичная полость кольчатых червей Источник

Полость тела не содержит жидкости у хордовых, и внутренние органы свободно там располагаются.

Имеются бесполостные организмы, не имеющие полости тела – плоские черви. У нихна этом месте находятся клетки эпителия. У кишечнополостных тоже есть такая полость, получившая название кишечной. Однако кишечная не является полостью тела, внутренних органов здесь нет. Клетки кишечной полости принимают участие в пищеварении.

Функции полости тела разнообразны. Она обеспечивает свободное расположение органов, является опорой, переносит вещества и т.д. Чем сложнее строение полости тела, тем более разнообразны выполняемые функции.

 

Дыхательная система

Одним из существенных признаков всех живых организмов считается дыхание, у животных это процесс потребления кислорода и выделения углекислого газа. Существуют различные типы дыхания, в зависимости от строения дыхательной системы.

12fghfgh
Типы дыхания Источник

Одноклеточные организмы лишены специализированной системы. Например, амеба всей поверхностью тела воспринимает растворенный в воде кислород, осуществляя тем самым дыхание. Особых органов дыхания нет у губок и кишечнополостных, поэтому дыхательный процесс совершается при поступлении воды в общую полость туловища этих животных.

Строение дыхательной системы зависит от среды обитания. Водными органами дыхания служат жабры. Различают несколько видов:

  1. Наружные или перистые жабры – нежные, богатые кровью, имеют выросты в виде бахромок. Дыхание наружными жабрами свойственно морским кольчатым червям, некоторым моллюскам и личинкам земноводных.

13ghgjghj
Наружные жабры у личинки тритона Источник

  1. Внутренние жабры отличаются различным строением. У некоторых моллюсков они имеют вид широких пластинок, свисающих по бокам туловища. Такие жабры получили название пластинчатых.

У рыб жабры прикрыты жаберной крышкой и представлены жаберными дугами и лепестками.

14ghf
Жабры рыбы Источник

Органами дыхательной системы членистоногих считаются трахеи, жабры и листовидные легкие.

Особого совершенства достигают органы дыхания у наземных хордовых, представленные легкими.

Взрослые амфибии имеют легкие в виде тонкостенных ячеистых мешочков. Помимо этих органов газообмена осуществлять дыхание может кожа.

Внутри легких пресмыкающихся образуются многочисленные ячеистые перекладины, которые увеличивают дыхательную поверхность. Также появляются бронхи.

Сложно протекает газообмен у птиц в связи с приспособлением к полету. Познакомимся подробнее на рисунке.

15hfghg

У млекопитающих идет дальнейшее усложнение органов дыхания.Строение представлено на рисунке.

16gdfg

 

Пищеварительная система

Еще одним важным признаком животных является питание, часто довольно многообразное. Но в любом случае пища должна пройти предварительную обработку. Этот процесс получил название пищеварение. Различают несколько способов пищеварения.

17gfdfh

У простейших пищеварение осуществляется в пищеварительной вакуоле специальными веществами – ферментами.

Наличие кишечной полости основная черта кишечнополостных. Пищеварение осуществляется в клетках внутреннего слоя кишечной полости.

Пищеварительная система червей трубкообразная. Появление пищеварительной железы – печени – характерно для членистоногих и моллюсков.

У хордовых усложняется система пищеварения, появляются более совершенные приспособления для питания.

Строение пищеварительной системы начинается ротовой полостью. Далее в пищеварительной системе различают глотку.

Глотка переходит в следующие отделы системы пищеварения, познакомиться с ними можно на рисунке.

В ротовой полости у рыб впервые появляются зубы. Из пищеварительных желез можно отметить печень, прилегающую к кишечнику. Также имеется поджелудочная железа, сок которой способствует пищеварению, воздействуя на белки, крахмал и жиры.

Особенностями пищеварительной системы амфибий считается обособление слюнных желез во рту и появление таких отделов кишечника как тонкая и толстая кишка.

У рептилий в процессе эволюции пищеварительной системы развиваются ядовитые зубы, способствующие захвату добычи. Еще одним признаком системы пищеварения считается наличие в кишечнике выроста слепой кишки.

18hkjm

Органы пищеварительной системы изменяются у птиц в связи с их жизнью. Зубов нет ни у одной из современных птиц, но есть роговой клюв. В пищеварительной системе выделяется зоб, который расположен в пищеводе. Продолжением пищевода служит железистый желудок, который переходит в твердый и прочный мускульный желудок. Последнийнеобходим для механического измельчения пищи.

Наиболее сложная пищеварительная система свойственна млекопитающим, здесь каждый орган выполняет свою функцию.

19hfgh

 

Кровеносная система

Кровеносная система состоит из ряда трубок, разветвляющихся по телу животного. По этим трубкам разносится вместе с кровью питательный материал, передаваемый органам.

Не для всех животных кровеносная система характерна. Например, ее нет у простейших, губок, кишечнополостных.

Различают два типа кровеносной системы, познакомимся с ними на схеме.

20frey

При усложнении строения организмов менялась и кровеносная система. Проследить эти изменения можно на следующем рисунке.

21fdfg

Примером незамкнутой системы крови может служить таковая у членистоногих и моллюсков. Центральным органом кровеносной системы служит сердце. По бокам сердца есть отверстия, по которымкровь попадает в полость тела.

По сосудам у насекомых, а также моллюсков, течет гемолимфа. Определение «гемолимфа» можно дать следующим образом – «кровь», состоящая из жидкой части и клеточных элементов. Чаще всего она бесцветная либо приобретает желтый, зеленый или красный цвет. Основная функция гемолимфы – транспорт веществ.

Замкнутую кровеносную систему можно наблюдать у червей, относящихся к кольчатым.

Сложнее всего она устроена у позвоночных.

Амфибии имеют 2-камерное сердце и 1 круг кровообращения. В сосудах кровеносной системы содержится кровь, основная функция которой транспорт веществ.

Амфибий и пресмыкающиеся, являющиеся наземными организмам, имеют 3-камерное сердце и 2 круга кровообращения.

Высших позвоночных отличает 4-камерное сердце, в котором не происходит смешивание артериальной с венозной кровью. У пернатых и зверей это достигается благодаря малому и большому кругам кровообращения.

 

Выделительная система

В жизни организма существенную роль играют процессы выделения. Много функций выполняют органы выделительной системы, но все они связаны с обеспечением сохранения постоянства среды организма.

Выделительная система претерпевала изменения, с которыми можно познакомиться на рисунке.

22ghfhf
Эволюция выделительной системы Источник

Простейшие не имеют системы выделения, поэтому они приспособились продукты обмена веществ выводить через покровы тела.

Плоские черви имеют сложную систему трубочек, которые представляют собой выделительную систему и получили название протонефридии. У червей в протонефридиях находится жидкость, выносящаяся наружу с помощью выводных протоков.

Другая форма выделительной системы имеется у кольчатых червей и представлена метанефридиями. Они имеют вид тонких извитых трубочек, расположенных попарно в каждом сегменте. Протонефридии и метанефридии – это простая «конструкция» выделительных органов.

Органы выделения речного рака представлены 2-мяпочками, которые внешне выглядят как зеленоватые округлые тел. Расположены они в головном отделе и получили название «зеленых желез».

Мальпигиевыми сосудами представлена выделительная система других представителей членистоногих. К ним относятся насекомые и пауки. Мальпигиевы сосуды выглядят как длинные трубочки, впадающие в заднюю кишку.

Мочевыделительная система позвоночных слагается из 2 почек и выводных каналов – мочеточников. В системе органов выделения также есть мочевой пузырь, в который впадают мочеточники. Мочевой пузырь отсутствует только у пернатых.

Таким образом, в процессе развития животных образовались специализированные органы, которые позволяют избавляться от продуктов обмена веществ.

 

Нервная система

Организм постоянно подвергается воздействию внешней среды. Для восприятия этих раздражений служит нервная система.

Как и все системы, она прошла несколько этапов развития и улучшилась качественная организация ее деятельности.Познакомимся с основными типами на рисунке.

23vfghfh

Функция нервной системы заключается в восприятии и передаче раздражения.

Таким простейшим как инфузории и амебы, свойственна раздражимость. Примером ее может служить таксис у животных. Таксис в биологии - это движение организма как ответ на внешнее раздражение. Если ввести в каплю воды каких-либо питательных веществ, то простейшие начинают реагировать движением навстречу раздражителю. В этом случае говорят о положительном таксисе. Если получается эффект противоположный и животное устремляется прочь от раздражителя, то имеет место отрицательный таксис.

24gnhkgk

У беспозвоночных, например гидры, диффузнаянервная система. Эта система имеет вид сети, состоящей из ветвящихся нервных клеток.

Нервная система червей узловая. Нервные узлы представляют собой скопление нервных клеток, которые соединяясь друг с другом складываются в нервную систему. Представлена она окологлоточным нервным кольцом и нервными стволами, тянущимися к заднему отделу туловища. Нервное кольцо – это слияние нервных узлов.

Представителям хордовых свойственна трубчатая нервная система. У низших хордовых она в виде нервной трубки. Непростая по структуре система характерна позвоночным.

25gnmm
Источник

Головной и спинной мозг позвоночных развивался в процессе эволюции из нервной трубки, расположенной на спинной стороне.

В середине спинного мозга тянется узкий канал, который в верхней части расширяется и образует головной мозг. У всех классов позвоночных головной мозг состоит из 5 отделов, познакомиться с ними можно на рисунке. Отделами нервной системы является центральная и периферическая нервные системы. Центральная нервная система включает в себя головной и спинной мозг.

С усложнением нервной системы происходит усложнение поведения животных. Реакцией организма на раздражение является рефлекс, который может быть безусловный и условный.

26nghj

 

Органы чувств

(виды рецепторов, обоняние, зрение, осязание, слух)

Органы чувств, обычно тесно связаны с нервной системой и имеют разнообразное строение у различных животных.

Простейшие имеют светочувствительный глазок, например эвглена. Уинфузории развито химическое чувство – она реагирует на соленость воды, свет, присутствие различных веществ.

Кишечнополостным характерно восприятие раздражения с помощью нервных клеток, которые подают сигнал кожно-мускульным клеткам, и происходит сокращение тела.

Эти органы не развиты у внутренних паразитов, например у круглых и ленточных червей.

Примитивные органы чувств появляются у кольчатых червей. Например, у пиявки есть несколько пар мелких глазков и для всех представителей червей характерны органы осязания.

Для моллюсков характерны обонятельные, вкусовые и осязательные сосочки. Есть глазки у брюхоногих и головоногихмоллюсков, причем у последних они очень сложно устроены.

У раков органом зрения служат сложные фасеточные глаза. Появляется примитивный орган слуха расположенный в коротких передних усиках.

Хорошо развиты органы чувств у насекомых. Органы осязания имеют вид волосков, щетинок, палочек, распределенных на усиках и лапках. Органы вкуса находятся в ротовой полости. Глаза сложные фасеточные расположены на голове.

Наиболее сложные органы можно наблюдать у хордовых. У рыб хорошо развито зрение – пара сложно устроенных глаз. Отсутствуют наружные слуховые отверстия, но есть внутренние, которые и выполняют функцию органа слуха. Органами обоняния служат обонятельные мешки, расположенные на носовом отделе головы.

Для земноводных характерно изменение в строении органа зрения – глаза. Появляются подвижные веки и мигательная перепонка. Есть наружная и задняя ноздри. Это  органы обоняния, которые открываются в ротовую полость, где расположены вкусовые органы.

У других позвоночных одинаковая система органов чувств. Хорошо развито обоняние и осязание. В строении органа слуха можно выделить три части наружное, внутреннее и среднее ухо. Орган зрения представлен зрительным анализатором. Строение данного органа чувств напоминает глаз человека.

 

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ

Вопрос: 1
Для каких животных характерен хитиновый покров?
1Моллюски
2Кишечнополостные
3Членистоногие
4Плоские черви
Ответить
3
Вопрос: 2
У каких животных хорда сохраняется в течении всей жизни?
1Бесчерепные
2Хордовые
3Членистоногие
4Кишечнополостные
Ответить
1
Вопрос: 3
Для каких животных характерна первичная полость тела?
1Моллюски
2Кольчатые черви
3Плоские черви
4Круглые черви
Ответить
4
Вопрос: 4
Что НЕ является органами дыхания членистоногих?
1Трахеи
2Бронхи
3Листовидные легкие
4Жабры
Ответить
2
Вопрос: 5
Какие особенности строения пищеварительной системы НЕ характерны для птиц?
1Деление желудка на две части
2Появление зоба
3Наличие зубов
4Появление рогового клюва
Ответить
3
Вопрос: 6
У каких животных отсутствует кровеносная система?
1Хордовые
2Членистоногие
3Кольчатые черви
4Кишечнополостные
Ответить
4
Допущено ошибок:
Оценка:
Подробнее
Ваши ответы:
1 вопрос:

Для каких животных характерен хитиновый покров?
1) Моллюски 2) Кишечнополостные 3) Членистоногие 4) Плоские черви
2 вопрос:

У каких животных хорда сохраняется в течении всей жизни?
1) Бесчерепные 2) Хордовые 3) Членистоногие 4) Кишечнополостные
3 вопрос:

Для каких животных характерна первичная полость тела?
1) Моллюски 2) Кольчатые черви 3) Плоские черви 4) Круглые черви
4 вопрос:

Что НЕ является органами дыхания членистоногих?
1) Трахеи 2) Бронхи 3) Листовидные легкие 4) Жабры
5 вопрос:

Какие особенности строения пищеварительной системы НЕ характерны для птиц?
1) Деление желудка на две части 2) Появление зоба 3) Наличие зубов 4) Появление рогового клюва
6 вопрос:

У каких животных отсутствует кровеносная система?
1) Хордовые 2) Членистоногие 3) Кольчатые черви 4) Кишечнополостные
Посмотреть ответы
Правильные ответы:
1 вопрос: Членистоногие
2 вопрос: Бесчерепные
3 вопрос: Круглые черви
4 вопрос: Бронхи
5 вопрос: Наличие зубов
6 вопрос: Кишечнополостные
slide9

Мы рекомендуем только    лучших РЕПЕТИТОРОВ

Перейти

Выбери своего репетитора    для онлайн-занятий сейчас

Перейти slide8