Содержание
Сердце земноводных
Contents
- 1 Функции сердца земноводных
- 2 Тип сердца земноводных
- 3 Сколько камер в сердце земноводных
- 4 Внешнее строение сердца земноводных
- 5 Внутреннее строение сердца земноводных
- 6 Отделы сердца земноводного
- 7 Перегородка в желудочке сердца земноводных
- 8 Сердце личинок земноводных
- 9 Работа сердца земноводных
- 10 Работа сердца земноводных вне организма
Функции сердца земноводных
Земноводные (или амфибии) – самые первые наземные позвоночные, которые появились в процессе эволюции. Но они еще в полной мере сохранили связь с водной средой обитания. Она необходима для размножения и в ней амфибии развиваются во время первого этапа развития.
У амфибий появляется второй круг кровообращения и сердце с тремя камерами. Представителями земноводных являются тритоны, саламандры, лягушки и жабы.
Исследователи изучают строение и функции сердца на примере лягушек. Именно лягушки в течение многих десятилетий являлись основным объектом для исследования особого строения камер и отделов сердца земноводных. Хотя при этом изучаются и другие разновидности амфибий: хвостастые и безногие земноводные.
Сердце амфибий предназначено, в первую очередь, для перекачки крови, оно является своеобразным насосом. У лягушек более совершенное сердце, чем у рыб. Несмотря на общие сходства с разными типами сердца животных и рыб, это орган у амфибий имеет свои особенности. В системе кровообращения земноводных произошли значительные изменения. Появилась две схемы кровотоков. Существование с двухкамерным сердцем, как у рыб, было бы для амфибий невозможно.
Тип сердца земноводных
У земноводный сердце состоит из трех основных камер: двух предсердий и одного желудочка. Кровь идет через легкие, потом в левую часть желудочка, а после этого кровь распределяется по организму и возвращается в правое предсердие.
Насыщенная кислородом во рту и в коже кровь вместе с венозной кровью выливается в венозный синус, который обладает самостоятельной пульсацией. Из синуса кровь идет в желудочек, в который уже вливается легочная кровь. И перемешавшись, кровь попадает в артериальный конус.
Сколько камер в сердце земноводных
Действительно, принято считать, что сердце амфибий состоит из трех основных камер. В целом, это так, но нужно сразу же отметить, что в таком разделении сразу же необходимо указать на некоторые детали.
Сердце состоит не только из желудочка, правого и левого предсердий, но и из двух отделов: венозной пазухи и луковицы аорты. Это обособленные отделы, называют их еще венозным синусом и артериальным конусом.
В полости желудочка выделяют основную камеру, которую окружают дополнительные. Желудочное отверстие немного сдвигается в левую часть сердца. Оно имеет четыре толстыми желудочными складками (заслонками).
Большими по размеру являются спинная и брюшная заслонки, боковые заслонки имеют гораздо меньшие размеры. Аортное отверстие желудочка находится в правой части перегородки сердца. В отверстии есть три карманообразные складки или заслонки.
Венозный синус и артериальный конус принято считать частью сердца из-за особенностей их строения. И в ходе развития они возникают вместе с желудочком и предсердиями из одного зачатка. При этом кровеносные сосуды развиваются из другого зачатка. В процессе развития органов лягушкивенозный синус превращается в пейсмекер (синусный узел), а артериальный конус преобразуется в особое кольцо, которое находится между аортой и левым желудочком.
Внешнее строение сердца земноводных
Расположено сердце земноводных около глотки, рядом с брюшной стороной кишечной трубки. Помещается оно в особой полости, которая отделяется от всей полости тела животного. Называют околосердечную полость сердечной сумкой или сорочкой сердца.
Представляет собой эта сумка мешок, который надвинут на сердце. Стенки мешка, расположенные снаружи, называются постенным листком, а внутренние, которые располагаются ближе всего к сердцу, называются сердечной оболочкой или внутренним листком. Между листками расположена серозная жидкость.
Внутреннее строение сердца земноводных
Сердце всех земноводных состоит из нескольких частей, но не у всех видов амфибий четко разделены правое и левое предсердия, различаются и перегородки в сердце. Это относится с безногим и хвостастым земноводным.
Безхвостые амфибии имеют полную перегородку, а лягушки и многие другие земноводные имеют общее отверстие в обеих предсердиях и венозную пазуху. Стенки сердца состоят из эпикарда (наружного слоя), мезокарда (среднего слоя) и эндеокарда (внутреннего слоя). Самым плотным является средний слой. Для сердца амфибий характерны одноядерные длинные веретеновидные мускульные волокна.
В сердце три камеры: две раковины и один желудочек.
Правая раковина отличается большими размерами, чем левое. Синуорикулярное отверстие защищают две губные заслонки (клапаны).
На брюшной стенке правого предсердия есть особая выпуклость. Она называется полоской Вьессена. На внутренней поверхности сердца, и правого, и левого предсердий имеется еще несколько складок. Отверстие венозной пазухи окружают две заслонки – задняя и передняя. Открывается оно в правом предсердии.
Отделы сердца земноводного
В сердце земноводных выделяется несколько главных частей. Сам орган внешне похож на конус. Его вершина направлена немного назад, основание закруглено. В спинно-брюшном направлении присутствует некоторое уплотнение. Существует околосердечная сумка, которая образует рядом с венечной бороздкой трубкообразную складку. Общий вид сердца немного похож на конус, направленный своей вершиной назад. Основание у этого конуса немного закруглено, имеет уплощение в той части, которая направлена к спине.
Ритм сокращений сердца определяется пейсмекером.
Специальные мышечные волокна обладают автоматией. В кардиомиоцитах пейсмекера периодически появляются волны возбуждения. Потом они распространяются на предсердия, желудочек и артериальный конус.
Предсердия отделяются от желудочка венечной бороздой. Она делит предсердия, выходящие и входящие сосуды (всю переднюю часть сердца) от желудочка (задней части сердца).
Через большое отверстие венозный синус сердца сообщается с правым предсердием. Отверстие имеет овальную форму. Оно регулярно сокращается, из-за чего кровь из правого части сердца не идет обратно в венозный синус. Конечно, не только это препятствует току крови, но роль синоатриального кольца довольно значительна.
Перед входом в левую часть сердца (предсердие) легочные вены соединяются в одну общую. Они несут аэрированную кровь. Нормальных клапанов здесь нет. А если говорить о передних полых венах, то они образованы из нескольких безымянных, яремных и подключичных вен. А из печени идет задняя полая вена.
Особенное расположение сосудов, которые начинаются в желудочке сердца, и ведет к тому, что у лягушки не все части тела и ткани, а только ее головной мозг снабжается артериальной кровью без примесей. Все остальные части тела получают смешанную кровь. И из желудочка кровь течет по всем артериям в ткани и органы. Сокращения в сердце происходят таким образом: сначала поочередно оба предсердия, а потом желудочек.
Сердце покрыто снаружи периакардом. Он представляет собой небольшой мешочек с тонкими стенками, который надвинут на сердце со стороны его верхней части. В сердце всего один желудочек, но в нем есть и центральная часть, и добавочные камеры. Для распределения крови большое значение играет строение артериального конуса. Оно разбито перегородкой и имеет складку, которая делит конус на две части: легочно-кожную и аортную.
У некоторых разновидностей лягушек в венечной борозде часто скапливается жировая ткань желто-коричневого цвета.
Особенно часто это происходит в сердце осенних лягушек. Встречается и у некоторых летних. В этой жировой ткани проходят кровеносные сосуды.
Перегородка в желудочке сердца земноводных
Предсердия отделены совсем тонкой перегородкой, задняя часть которой свободно свешивается. Отверстие в предсердиях связывает их с желудочком. Стенки правого предсердия намного тоньше, чем левого. В то же время, размеры правой части сердца намного больше.
Внутри сердца лягушки присутствует межперегородочно-створчатое пространство. Это особая впадина между складкой Вьессена и перегородкой. Около нее на спинной стенке левого предсердия открыто и отверстие легочных вен. У него отсутствуют заслонки. Сосуд подходит косо, поэтому и появилась маленькая губа, которая немного выдается вперед. Около этого отверстия есть небольшое количество мускульных волокон.
Сердце личинок земноводных
Характерной особенностью амфибий является образ жизни личинок и взрослых особей.
Самая главная отличительная черта всех земноводных – способность жить и на суше, и в воде. Строение личиной всех земноводных сильно отличается от внешнего вида взрослых животных. В самые последние дни развития личинок происходит превращение амфибии, полное ее перевоплощение. Эту особенность земноводные унаследовали от рыб, от которых они произошли – от многоперых, двоякодышаших и других рыб.
У головастиков (личинок лягушек) сердце имеет не три камеры, а только две. Как и личинки у других амфибий, головастики перед самым выклевом имеют железы, которые выделяют особый фермент, способный растворять оболочки. Личинки так освобождаются от яйца.
Понижение температуры может значительно задержать развитие головастиков. Если же температура повышается, то яйцо начинается активно делиться и превращаться в многоклеточный зародыш. Сначала личинка дышит жабрами, которые представляют собой пучки по бокам его головы, но потом они заменяются на внутренние жабры. У личинок только один круг кровообращения.
Таким образом, личинки амфибий во многом очень похожи на рыб.
Особенности строения обусловлены образом жизни головастиков. Их голова отделяется от тела, их скелетом является только хорда, у них есть особый плавник. Внутренние органы еще не столь развиты. Нет необходимости в трехкамерном сердце. Но при перерождении меняется и сердце животного.
Работа сердца земноводных
При нормальном уровне внутреннего давления сердце лягушек работает так же хорошо, как и сердце других животных. Сердце у лягушки или начинает сокращаться (систола), или расслабляться (диастола). Происходит это последовательно. При повышенных (больше 36 градусов) или пониженных температурах (ниже 0) сердце лягушки может остановиться. Но потом сердце начинает сокращаться уже при нескольких градусах выше 0. Волна возбуждения сердца лягушки проходит в четыре этапа. Сначала сокращается венозная пазуха, потом правое и левое предсердия. После этого происходит сокращение желудочка, а потом – артериального конуса.
Работа сердца земноводных вне организма
Интересно, что сердце амфибий бьется даже после того, как его вынут из организма. Причина в системе нервно-мышечных узлов органа. Именно в них само появляется импульсное возбуждении. Потом оно распространяется от предсердий к желудочку. Вынутое из организма лягушки сердце способно сокращаться несколько дней. Биение ускоряется, если из теплой воды поместить его в лед.
Масса сердца у разных видов лягушек немного отличается. У активных зеленых жаб сердечный индекс (соотношение массы тела и сердца) – около 0,99%, а у медлительных травяных лягушек – около 0,5 %.
Возбуждение проходит по сердцу лягушки в разном темпе. Сначала происходит сокращение венозной пазухи, потом – предсердий, желудочку. Только после этого конце сокращается артериальный конус. Между сокращениями есть небольшие паузы.
Специалисты в течение длительного времени занимались вопросом о механизме распределения крови в сердце лягушки.
Но многое до сих пор не совсем ясно. В то же время, исследование сердца земноводных чрезвычайно важно. С исследованием сердца лягушки сталкиваются как начинающие биологи, так и ученые всего мира. Изучают работу венозного синуса лягушек, звуковые и электрические явления сердца, нервно-мышечного аппарата, стадии сердечных циклов, работу сердца, изолированного от тела, степень автоматии различных отделов сердца и многое другое. Проводятся многочисленные опыты, существуют разные методики для препарирования.
План -конспект урока » Класс земноводные»
План-конспект
урока по биологии 7 класс на тему :Класс земноводные» учитель Ризванова
Адият Магомедибировна
Тема: Класс Земноводные, или
Амфибии
Цели:
Образовательная: сформировать
понятие об образе жизни, особенностях внешнего и внутреннего строения
земноводных на примере лягушки в связи со средой обитания; познакомить с
многообразием, значением земноводных и необходимостью их охраны.
Развивающая: развивать
познавательный интерес, логическое мышление, биологическую речь, умение анализировать,
делать выводы и аргументировано отвечать на поставленные вопросы; умение в
ысказывать
собственное мнение и его обосновывать.
Воспитательная: бережное
отношение к природе
Тип урока: комбинированный
Методы: объяснительный,
наглядные, практические.
Формы
организации познавательной деятельности: коллективная,
индивидуальная
Ход урока:
1.Организационный
момент
2.Опрос
домашнее го задания
«Загадочные рыбки»
— дифференцированное задание (Вырезаны трафареты рыбок разной окраски. На них с
обратной стороны написаны вопросы. На оценку «5» — красные рыбки, на оценку «4»
— зелёные; на оценку «3» – жёлтые.
Вопросы на
«5»:
1. Чем
костные рыбы отличаются от хрящевых?
2. Назовите
отделы тела и плавники рыб.
3.
Перечислите
особенности размножения рыб.
4. Какие приспособления
к водной среде обитания имеются у рыб?
Вопросы на
«4»:
1. Перечислите
известные вам отряды костных рыб.
2. Перечислите
представителей костных рыб.
3. Перечислите
представителей хрящевых рыб.
4. Почему
осетровые рыбы очень ценятся?
Вопросы на
«3»:
1. Каково
хозяйственное значение рыб?
2. Каких рыб
своей местности вы знаете?
Актуализация
знаний учащихся
А сейчас, ребята,
вы мне поможете определить тему нашего урока (Звучат голоса
земноводных).
Ребята представьте
себе: знойный летний вечер, мы сидим на берегу реки и слышим разные голоса
животных.
Что это за
животные? О чем они говорят? Наверное, они рассказывают о своих проблемах, о
своих тайнах, некоторые из которых мы постараемся сегодня приоткрыть.
Вы узнаете эти
голоса? Кому они принадлежат? А случалось ли вам вспугнуть лягушку, сидящую на
берегу? Где в первую очередь она старалась спрятаться? (в воде)
Таким образом,
лягушек можно встретить и на суше, и в воде.
Не случайно их относят к классу
Земноводных или Амфибий. Второе название было предложено шведским учёным К.
Линеем в 18 веке.
Запись учащимися
темы урока: «Класс Земноводные, или Амфибии»
Ребята, какие
чувства вызывают у вас лягушки, жабы и другие земноводные? (Ответы детей).
Посмотрим, изменится ли у вас отношение к ним в конце урока.
Что вы знаете о
земноводных?
Ребята, а что бы
вы ещё хотели бы узнать о земноводных? Учащиеся прикрепляют листочки на «Дерево
знаний».
III.
Изучение нового материала
Трудно назвать
другую группу животных, которые вызывали бы у человека такое чувство настороженного
интереса и, пожалуй, даже некоторого суеверного страха и вместе с тем
отвращения, как земноводные.
«Издревле и до
нынешних дней ни одно семейство животных не вызывало всеобщего отвращения, ни
одно не преследовалось столь беспощадно, но и столь несправедливо, как
семейство жаб» (Альфред Брем).
Сегодня мы
приступаем к изучению новой группы животных – земноводных, как переходной формы
от водных животных к типично-наземным.
1.
1. Общая
характеристика
Задание
2. Составить
опорный конспект, самостоятельно изучив текст учебника.
1. Амфибии —
это животные, приспособленные к жизни и на суше, и в воде.
2. Отделы
тела — голова, туловище, конечности.
3. Дыхание —
легкие (кислородом воздуха), кожа (кислородом, растворенным в воде)
4. Кровеносная
система — 2 круга кровообращения, сердце — 3 камеры.
5. Температура
тела — непостоянная, зависит от окружающей среды
6. Размножение:
раздельнополые, оплодотворение внутреннее или наружное. В воде. Развитие с
превращением: икра -> личинка (головастик) -> взрослое животное.
7. Среда
обитания — суша, вода
8. На суше —
во взрослом состоянии.
9. В воде —
размножение, рост, развитие.
3)
Внутреннее строение
Задание
3. Рассмотрите
внутренне строение лягушки. Используя учебник и рисунок, ответьте на вопросы.
1 группа:
·
Как
происходит процесс дыхания?
·
Перечислите
органы пищеварительной системы.
2 группа:
·
Сколько
камер в сердце амфибий? Назовите их. Сколько кругов кровообращения?
·
Дайте
характеристику нервной системыземноводных?
3 группа:
·
Каковы
особенности органов чувств земноводных?
Задание 4.
Проблемные задачи:
1. Если кожу
лягушки смазать растительным маслом или обсыпать крахмалом, то через некоторое
время она погибнет. Чем это можно объяснить?
2. Голодная
лягушка отказалась, есть помещенных в аквариум умерщвленных насекомых. Почему?
(Лягушки реагируют только на движущуюся добычу)
3. Если
лягушке открыть ротовую полость и оставить ее в таком положении продолжительное
время, то она задохнется. Объясните почему?
Особенности
размножения лягушек и забота о потомстве (рассказ учителя с
использованием слайдов и флеш-анимации)
Классификация
земноводных –
рассказ учителя с использованием слайдов. Презентации учащихся.
IV.
Закрепление изученного материала
Задание 4.
Впишите
в таблицу перечисленные ниже признаки:
1. обтекаемая
форма тела,
2. жаберное
дыхание,
3. два круга
кровообращения,
4. слизистая кожа,
5. легочное
дыхание,
6. развитие яиц в
воде,
7. наличие
барабанных перепонок,
8. развитие с
метаморфозом,
9. пятипалая
конечность,
10. наличие
внутреннего уха,
11. слюнные
железы.
Признаки
рыб
Признаки
земноводных
Ответ: 1, 2, 6,10
Ответ: 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9,11
6.Итог
урока: Ребята,
а что бы вы ещё сегодня вы узнали о земноводных? Учащиеся прикрепляют цветочки
на дерево знаний на «Дерево знаний».
5.Домашнее
задание: §
48, Доклад «Значение земноводных в природе и жизни человека
Задание
2.
Составить
опорный конспект, самостоятельно изучив текст учебника.
·
Амфибии
–
·
Среда
обитания –
·
Численность
—
·
Размеры
–
·
Происхождение
–
·
Покровы
–
·
Температура
тела –
·
Отдела
скелета —
·
Размножение:
Задание
2. Составить
опорный конспект, самостоятельно изучив текст учебника.
·
Амфибии
–
·
Среда
обитания –
·
Численность
—
·
Размеры
–
·
Происхождение
–
·
Покровы
–
·
Температура
тела –
·
Отдела
скелета —
·
Размножение:
Задание
2. Составить
опорный конспект, самостоятельно изучив текст учебника.
·
Амфибии
–
·
Среда
обитания –
·
Численность
—
·
Размеры
–
·
Происхождение
–
·
Покровы
–
·
Температура
тела –
·
Отдела
скелета —
·
Размножение:
Задание
3.
Рассмотрите
внутренне строение лягушки. Используя учебник и рисунок, ответьте на вопросы.
1 группа:
·
Как
происходит процесс дыхания?
·
Перечислите
органы пищеварительной системы.
Задание
3. Рассмотрите
внутренне строение лягушки. Используя учебник и рисунок, ответьте на вопросы.
2 группа:
·
Сколько
камер в сердце амфибий? Назовите их. Сколько кругов кровообращения?
·
Дайте
характеристику нервной системыземноводных?
Задание
3. Рассмотрите
внутренне строение лягушки. Используя учебник и рисунок, ответьте на вопросы.
3 группа:
·
Каковы
особенности органов чувств земноводных?
Задание 4.
Проблемные задачи:
·
Если
кожу лягушки смазать растительным маслом или обсыпать крахмалом, то через
некоторое время она погибнет. Чем это можно объяснить?
·
Голодная
лягушка отказалась, есть помещенных в аквариум умерщвленных
насекомых. Почему? (Лягушки реагируют только на движущуюся добычу)
·
Если
лягушке открыть ротовую полость и оставить ее в таком положении продолжительное
время, то она задохнется. Объясните почему?
Задание 4.
Проблемные задачи:
·
Если
кожу лягушки смазать растительным маслом или обсыпать крахмалом, то через
некоторое время она погибнет. Чем это можно объяснить?
·
Голодная
лягушка отказалась, есть помещенных в аквариум умерщвленных
насекомых. Почему? (Лягушки реагируют только на движущуюся добычу)
·
Если
лягушке открыть ротовую полость и оставить ее в таком положении продолжительное
время, то она задохнется. Объясните почему?
Задание 4.
Проблемные задачи:
·
Если
кожу лягушки смазать растительным маслом или обсыпать крахмалом, то через
некоторое время она погибнет. Чем это можно объяснить?
·
Голодная
лягушка отказалась, есть помещенных в аквариум умерщвленных
насекомых. Почему? (Лягушки реагируют только на движущуюся добычу)
·
Если
лягушке открыть ротовую полость и оставить ее в таком положении продолжительное
время, то она задохнется. Объясните почему?
Оценочный лист
Фамилия и имя
обучающегося
Этапы работы
Количество баллов
Задание 1. Загадочные рыбки
Задание 2. Опорный конспект
Задание 3. Строение
Задание 4. Проблемные
задачи
Задание 5. Таблица
признаков
Оценка за урок:
Оценочный лист
Фамилия и имя
обучающегося
Этапы работы
Количество баллов
Задание 1.
Загадочные рыбки
Задание 2. Опорный конспект
Задание 3. Строение
Задание 4. Проблемные
задачи
Задание 5. Таблица
признаков
Оценка за урок:
Оценочный лист
Фамилия и имя
обучающегося
Этапы работы
Количество баллов
Задание 1. Загадочные рыбки
Задание 2. Опорный конспект
Задание 3. Строение
Задание 4. Проблемные
задачи
Задание 5. Таблица
признаков
Оценка за урок:
Тема: Класс Земноводные, или
Амфибии
Цели:
Образовательная: сформировать
понятие об образе жизни, особенностях внешнего и внутреннего строения
земноводных на примере лягушки в связи со средой обитания; познакомить с
многообразием, значением земноводных и необходимостью их охраны.
Развивающая: развивать
познавательный интерес, логическое мышление, биологическую речь, умение
анализировать, делать выводы и аргументировано отвечать на поставленные
вопросы; умение высказывать собственное мнение и его обосновывать.
Воспитательная: бережное
отношение к природе
Тип урока: комбинированный
Методы: объяснительный,
наглядные, практические.
Формы
организации познавательной деятельности: коллективная,
индивидуальная
Ход урока:
1.Организационный
момент
2.Опрос
домашнее го задания
«Загадочные рыбки»
— дифференцированное задание (Вырезаны трафареты рыбок разной окраски. На них с
обратной стороны написаны вопросы. На оценку «5» — красные рыбки, на оценку «4»
— зелёные; на оценку «3» – жёлтые.
Вопросы на
«5»:
1. Чем
костные рыбы отличаются от хрящевых?
2. Назовите
отделы тела и плавники рыб.
3. Перечислите
особенности размножения рыб.
4. Какие
приспособления к водной среде обитания имеются у рыб?
Вопросы на
«4»:
1. Перечислите
известные вам отряды костных рыб.
2. Перечислите
представителей костных рыб.
3. Перечислите
представителей хрящевых рыб.
4. Почему
осетровые рыбы очень ценятся?
Вопросы на
«3»:
1. Каково
хозяйственное значение рыб?
2. Каких рыб
своей местности вы знаете?
Актуализация
знаний учащихся
А сейчас, ребята,
вы мне поможете определить тему нашего урока (Звучат голоса
земноводных).
Ребята представьте
себе: знойный летний вечер, мы сидим на берегу реки и слышим разные голоса животных.
Что это за
животные? О чем они говорят? Наверное, они рассказывают о своих проблемах, о
своих тайнах, некоторые из которых мы постараемся сегодня приоткрыть.
Вы узнаете эти
голоса? Кому они принадлежат? А случалось ли вам вспугнуть лягушку, сидящую на
берегу? Где в первую очередь она старалась спрятаться? (в воде)
Таким образом,
лягушек можно встретить и на суше, и в воде.
Не случайно их относят к классу
Земноводных или Амфибий. Второе название было предложено шведским учёным К.
Линеем в 18 веке.
Запись учащимися
темы урока: «Класс Земноводные, или Амфибии»
Ребята, какие
чувства вызывают у вас лягушки, жабы и другие земноводные? (Ответы детей).
Посмотрим, изменится ли у вас отношение к ним в конце урока.
Что вы знаете о
земноводных?
Ребята, а что бы
вы ещё хотели бы узнать о земноводных? Учащиеся прикрепляют листочки на «Дерево
знаний».
III.
Изучение нового материала
Трудно назвать
другую группу животных, которые вызывали бы у человека такое чувство
настороженного интереса и, пожалуй, даже некоторого суеверного страха и вместе
с тем отвращения, как земноводные.
«Издревле и до
нынешних дней ни одно семейство животных не вызывало всеобщего отвращения, ни
одно не преследовалось столь беспощадно, но и столь несправедливо, как
семейство жаб» (Альфред Брем).
Сегодня мы
приступаем к изучению новой группы животных – земноводных, как переходной формы
от водных животных к типично-наземным.
1.
1. Общая
характеристика
Задание
2. Составить
опорный конспект, самостоятельно изучив текст учебника.
1. Амфибии —
это животные, приспособленные к жизни и на суше, и в воде.
2. Отделы
тела — голова, туловище, конечности.
3. Дыхание —
легкие (кислородом воздуха), кожа (кислородом, растворенным в воде)
4. Кровеносная
система — 2 круга кровообращения, сердце — 3 камеры.
5. Температура
тела — непостоянная, зависит от окружающей среды
6. Размножение:
раздельнополые, оплодотворение внутреннее или наружное. В воде. Развитие с
превращением: икра -> личинка (головастик) -> взрослое животное.
7. Среда
обитания — суша, вода
8. На суше —
во взрослом состоянии.
9. В воде —
размножение, рост, развитие.
3)
Внутреннее строение
Задание
3. Рассмотрите
внутренне строение лягушки. Используя учебник и рисунок, ответьте на вопросы.
1 группа:
·
Как
происходит процесс дыхания?
·
Перечислите
органы пищеварительной системы.
2 группа:
·
Сколько
камер в сердце амфибий? Назовите их. Сколько кругов кровообращения?
·
Дайте
характеристику нервной системыземноводных?
3 группа:
·
Каковы
особенности органов чувств земноводных?
Задание 4.
Проблемные задачи:
1. Если кожу
лягушки смазать растительным маслом или обсыпать крахмалом, то через некоторое
время она погибнет. Чем это можно объяснить?
2. Голодная
лягушка отказалась, есть помещенных в аквариум умерщвленных
насекомых. Почему? (Лягушки реагируют только на движущуюся добычу)
3. Если
лягушке открыть ротовую полость и оставить ее в таком положении продолжительное
время, то она задохнется. Объясните почему?
Особенности
размножения лягушек и забота о потомстве (рассказ учителя с
использованием слайдов и флеш-анимации)
Классификация
земноводных –
рассказ учителя с использованием слайдов. Презентации учащихся.
IV.
Закрепление изученного материала
Задание 4.
Впишите
в таблицу перечисленные ниже признаки:
1. обтекаемая
форма тела,
2. жаберное
дыхание,
3. два круга
кровообращения,
4. слизистая кожа,
5. легочное
дыхание,
6. развитие яиц в
воде,
7. наличие
барабанных перепонок,
8. развитие с
метаморфозом,
9. пятипалая
конечность,
10. наличие
внутреннего уха,
11. слюнные
железы.
Признаки
рыб
Признаки
земноводных
Ответ: 1, 2, 6,10
Ответ: 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9,11
6.Итог
урока: Ребята,
а что бы вы ещё сегодня вы узнали о земноводных? Учащиеся прикрепляют цветочки
на дерево знаний на «Дерево знаний».
5.Домашнее
задание: §
48, Доклад «Значение земноводных в природе и жизни человека
Задание
2.
Составить
опорный конспект, самостоятельно изучив текст учебника.
·
Амфибии
–
·
Среда
обитания –
·
Численность
—
·
Размеры
–
·
Происхождение
–
·
Покровы
–
·
Температура
тела –
·
Отдела
скелета —
·
Размножение:
Задание
2. Составить
опорный конспект, самостоятельно изучив текст учебника.
·
Амфибии
–
·
Среда
обитания –
·
Численность
—
·
Размеры
–
·
Происхождение
–
·
Покровы
–
·
Температура
тела –
·
Отдела
скелета —
·
Размножение:
Задание
2. Составить
опорный конспект, самостоятельно изучив текст учебника.
·
Амфибии
–
·
Среда
обитания –
·
Численность
—
·
Размеры
–
·
Происхождение
–
·
Покровы
–
·
Температура
тела –
·
Отдела
скелета —
·
Размножение:
Задание
3.
Рассмотрите
внутренне строение лягушки. Используя учебник и рисунок, ответьте на вопросы.
1 группа:
·
Как
происходит процесс дыхания?
·
Перечислите
органы пищеварительной системы.
Задание
3. Рассмотрите
внутренне строение лягушки. Используя учебник и рисунок, ответьте на вопросы.
2 группа:
·
Сколько
камер в сердце амфибий? Назовите их. Сколько кругов кровообращения?
·
Дайте
характеристику нервной системыземноводных?
Задание
3. Рассмотрите
внутренне строение лягушки. Используя учебник и рисунок, ответьте на вопросы.
3 группа:
·
Каковы
особенности органов чувств земноводных?
Задание 4.
Проблемные задачи:
·
Если
кожу лягушки смазать растительным маслом или обсыпать крахмалом, то через
некоторое время она погибнет. Чем это можно объяснить?
·
Голодная
лягушка отказалась, есть помещенных в аквариум умерщвленных
насекомых. Почему? (Лягушки реагируют только на движущуюся добычу)
·
Если
лягушке открыть ротовую полость и оставить ее в таком положении продолжительное
время, то она задохнется. Объясните почему?
Задание 4.
Проблемные задачи:
·
Если
кожу лягушки смазать растительным маслом или обсыпать крахмалом, то через
некоторое время она погибнет. Чем это можно объяснить?
·
Голодная
лягушка отказалась, есть помещенных в аквариум умерщвленных
насекомых. Почему? (Лягушки реагируют только на движущуюся добычу)
·
Если
лягушке открыть ротовую полость и оставить ее в таком положении продолжительное
время, то она задохнется. Объясните почему?
Задание 4.
Проблемные задачи:
·
Если
кожу лягушки смазать растительным маслом или обсыпать крахмалом, то через
некоторое время она погибнет. Чем это можно объяснить?
·
Голодная
лягушка отказалась, есть помещенных в аквариум умерщвленных
насекомых. Почему? (Лягушки реагируют только на движущуюся добычу)
·
Если
лягушке открыть ротовую полость и оставить ее в таком положении продолжительное
время, то она задохнется. Объясните почему?
Оценочный лист
Фамилия и имя
обучающегося
Этапы работы
Количество баллов
Задание 1. Загадочные рыбки
Задание 2. Опорный конспект
Задание 3. Строение
Задание 4. Проблемные задачи
Задание 5. Таблица
признаков
Оценка за урок:
Оценочный лист
Фамилия и имя
обучающегося
Этапы работы
Количество баллов
Задание 1.
Загадочные рыбки
Задание 2. Опорный конспект
Задание 3. Строение
Задание 4. Проблемные
задачи
Задание 5. Таблица
признаков
Оценка за урок:
Оценочный лист
Фамилия и имя
обучающегося
Этапы работы
Количество баллов
Задание 1. Загадочные рыбки
Задание 2. Опорный конспект
Задание 3. Строение
Задание 4. Проблемные
задачи
Задание 5. Таблица
признаков
Оценка за урок:
40.3: Обзор системы кровообращения — типы систем кровообращения у животных
- Последнее обновление
- Сохранить как PDF
- Идентификатор страницы
- 14043
- Безграничный
- Безграничный
Кровеносные системы животных различаются по количеству камер сердца и количеству контуров, по которым течет кровь.
Цели обучения
- Описать, чем отличается кровообращение у рыб, земноводных, рептилий, птиц и млекопитающих
Ключевые моменты
- Рыбы имеют единый системный контур для крови, где сердце перекачивает кровь к жабрам для повторного насыщения кислородом (жаберная циркуляция), после чего кровь течет к остальным частям тела и обратно к сердцу .
- Другие животные, такие как амфибии, рептилии, птицы и млекопитающие, имеют легочный контур, по которому кровь перекачивается от сердца к легким и обратно, и второй, системный контур, по которому кровь перекачивается к телу и обратно.
- Земноводные уникальны тем, что у них есть третий контур, который доставляет деоксигенированную кровь к коже для осуществления газообмена; это называется легочно-кожным кровообращением.
- Количество сердечных камер, предсердий и желудочков уменьшает количество смешивания оксигенированной и деоксигенированной крови в сердце, поскольку большее количество камер обычно означает большее разделение между системным и легочным контурами.
- Теплокровным животным требуется более эффективная система из четырех камер, в которой насыщенная кислородом кровь полностью отделена от деоксигенированной крови.
Ключевые термины
- предсердие : верхняя камера сердца, которая получает кровь из вен и нагнетает ее в желудочек
- желудочек нижняя камера сердца
Простые системы кровообращения
Система кровообращения варьируется от простых систем у беспозвоночных до более сложных систем у позвоночных. Простейшие животные, такие как губки (Porifera) и коловратки (Rotifera), не нуждаются в системе кровообращения, поскольку диффузия обеспечивает адекватный обмен воды, питательных веществ и отходов, а также растворенных газов (рис. а). Более сложные организмы, но все еще имеющие только два слоя клеток в своем плане тела, такие как желейные (Cnidaria) и гребневые (Ctenophora), также используют диффузию через свой эпидермис и внутрь через желудочно-сосудистый отдел.
Их внутренние и внешние ткани погружены в водную среду и обмениваются жидкостями путем диффузии с обеих сторон (рис. b). Обмену жидкости способствует пульсация тела медузы.
Рисунок \(\PageIndex{1}\): Животные без системы кровообращения: Простые животные, состоящие из одного слоя клеток, такие как (а) губка, или всего несколько слоев клеток, такие как медуза (б), не не имеют кровеносной системы. Вместо этого газы, питательные вещества и отходы обмениваются путем диффузии.
Для более сложных организмов диффузия неэффективна для эффективной циркуляции газов, питательных веществ и отходов в организме; поэтому возникли более сложные системы кровообращения. Замкнутые кровеносные системы характерны для позвоночных; однако существуют значительные различия в строении сердца и кровообращении между различными группами позвоночных из-за адаптации в ходе эволюции и связанных с этим различий в анатомии.
Кровеносные системы рыб
Рыбы имеют один контур для кровотока и двухкамерное сердце с одним предсердием и одним желудочком (рис.
а). Предсердие собирает кровь, вернувшуюся из организма, а желудочек перекачивает кровь к жабрам, где происходит газообмен и повторное насыщение крови кислородом; это называется жаберным кровообращением. Затем кровь проходит через остальную часть тела, прежде чем вернуться в предсердие; это называется системным кровообращением. Этот однонаправленный поток крови создает градиент от насыщенной кислородом крови к деоксигенированной в большом круге кровообращения рыбы. Результатом является ограничение количества кислорода, которое может достигать некоторых органов и тканей организма, что снижает общую метаболическую способность рыб.
Рисунок \(\PageIndex{1}\): Примеры кровеносных систем животных: (а) У рыб самая простая кровеносная система среди позвоночных: кровь течет однонаправленно от двухкамерного сердца через жабры и затем к остальным тело. (б) У амфибий есть два пути кровообращения: один для насыщения крови кислородом через легкие и кожу, а другой — для доставки кислорода к остальным частям тела.
Кровь перекачивается из трехкамерного сердца с двумя предсердиями и одним желудочком. (c) Рептилии также имеют два пути кровообращения; однако кровь насыщается кислородом только через легкие. Сердце трехкамерное, но желудочки частично разделены, поэтому происходит некоторое смешивание насыщенной кислородом и деоксигенированной крови, за исключением крокодилов и птиц. (d) У млекопитающих и птиц самое эффективное сердце с четырьмя камерами, полностью разделяющими оксигенированную и деоксигенированную кровь; он перекачивает только насыщенную кислородом кровь через тело и кровь с пониженным содержанием кислорода в легкие.
Кровеносная система амфибий
У земноводных, рептилий, птиц и млекопитающих кровоток осуществляется по двум контурам: один через легкие и обратно к сердцу (малый круг кровообращения), а другой — по всему телу и его органам, включая головной мозг (большой кровоток).
У амфибий трехкамерное сердце с двумя предсердиями и одним желудочком, в отличие от двухкамерного сердца рыб (рис.
b). Два предсердия получают кровь из двух разных контуров (легкие и системы). В желудочке сердца происходит некоторое перемешивание крови, что снижает эффективность оксигенации. Преимущество такого расположения заключается в том, что высокое давление в сосудах толкает кровь к легким и телу. Смешивание смягчается гребнем внутри желудочка, который отводит богатую кислородом кровь через системную циркуляторную систему, а деоксигенированную кровь — в легочно-кожный контур, где газообмен происходит в легких и через кожу. По этой причине амфибии часто описываются как имеющие двойную циркуляцию.
Кровеносная система рептилий
Большинство рептилий также имеют трехкамерное сердце, подобное сердцу земноводных, которое направляет кровь в легочный и системный кровоток (рис. c). Желудочек более эффективно разделен частичной перегородкой, что приводит к меньшему смешиванию оксигенированной и дезоксигенированной крови. Некоторые рептилии (аллигаторы и крокодилы) являются самыми примитивными животными с четырехкамерным сердцем.
У крокодилов есть уникальный механизм кровообращения, при котором сердце перебрасывает кровь из легких в желудок и другие органы во время длительных периодов погружения; например, пока животное ждет добычу или остается под водой, ожидая, пока добыча сгниет. Одна адаптация включает в себя две основные артерии, отходящие от одной и той же части сердца: одна несет кровь в легкие, а другая обеспечивает альтернативный путь к желудку и другим частям тела. Два других приспособления включают в себя отверстие в сердце между двумя желудочками, называемое отверстием Паницца, которое позволяет крови перемещаться из одной части сердца в другую, и специализированную соединительную ткань, которая замедляет приток крови к легким. Вместе эти приспособления сделали крокодилов и аллигаторов одной из наиболее успешно эволюционировавших групп животных на Земле.
Кровеносная система млекопитающих и птиц
У млекопитающих и птиц сердце также разделено на четыре камеры: два предсердия и два желудочка (рис.
d). Насыщенная кислородом кровь отделяется от дезоксигенированной крови, что повышает эффективность двойной циркуляции и, вероятно, необходимо для теплокровного образа жизни млекопитающих и птиц. Четырехкамерное сердце птиц и млекопитающих развилось независимо от трехкамерного сердца.
Вклады и атрибуции
- Колледж OpenStax, Биология. 17 октября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m44800/latest…ol11448/latest . Лицензия : CC BY: Attribution
- дыхания. Предоставлено : Викисловарь. Расположен по адресу : http://en.wiktionary.org/wiki/respiration . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
- сердечный. Предоставлено : Викисловарь. Расположен по адресу : en.wiktionary.org/wiki/cardiac . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
- Колледж OpenStax, Введение. 17 октября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m44800/latest…e_40_00_01.jpg . Лицензия : CC BY: Attribution
- Сердце человека и система кровообращения. Предоставлено : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/File:Hu…ory_System.png . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
- Колледж OpenStax, Биология. 17 октября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx. org/content/m44801/latest…ol11448/latest . Лицензия : CC BY: Attribution
- устье. Предоставлено : Викисловарь. Расположен по адресу : en.wiktionary.org/wiki/ostium . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
- гемолимфа. Предоставлено : Викисловарь. Расположен по адресу : en.wiktionary.org/wiki/hemolymph . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
- гемоцель. Предоставлено : Викисловарь. Расположен по адресу : en.wiktionary.org/wiki/hemocoel . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
- Колледж OpenStax, Введение. 17 октября 2013 г. Предоставлено : OpenStaxCNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m44800/latest…e_40_00_01.jpg . Лицензия : CC BY: Attribution
- Сердце человека и система кровообращения. Предоставлено : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/File:Hu…ory_System.png . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
- Колледж OpenStax, Обзор системы кровообращения. 17 октября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m44801/latest…40_01_01ab.jpg . Лицензия : CC BY: Attribution
- Колледж OpenStax, Биология. 17 октября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m44801/latest…ol11448/latest . Лицензия : CC BY: Attribution
- желудочек. Предоставлено : Викисловарь. Расположен по адресу : en.wiktionary.org/wiki/ventricle . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
- атриум. Предоставлено : Викисловарь. Расположен по адресу : en.wiktionary.org/wiki/atrium . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
- Колледж OpenStax, Введение. 17 октября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m44800/latest. ..e_40_00_01.jpg . Лицензия : CC BY: Attribution
- Сердце человека и система кровообращения. Предоставлено : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/File:Hu…ory_System.png . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
- Колледж OpenStax, Обзор системы кровообращения. 17 октября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m44801/latest…40_01_01ab.jpg . Лицензия : CC BY: Attribution
- Колледж OpenStax, Обзор системы кровообращения. 17 октября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m44801/latest. ..40_01_02ab.jpg . Лицензия : CC BY: Attribution
- Колледж OpenStax, Обзор системы кровообращения. 17 октября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m44801/latest…_01_03abcd.jpg . Лицензия : CC BY: Attribution
Расположен по адресу : en.wiktionary.org/wiki/cardiac . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike 
org/content/m44801/latest…ol11448/latest . Лицензия : CC BY: Attribution 
17 октября 2013 г. Предоставлено : OpenStaxCNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m44800/latest…e_40_00_01.jpg . Лицензия : CC BY: Attribution 
Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m44801/latest…ol11448/latest . Лицензия : CC BY: Attribution 
..e_40_00_01.jpg . Лицензия : CC BY: Attribution 
..40_01_02ab.jpg . Лицензия : CC BY: Attribution - Наверх
- Была ли эта статья полезной?
- Тип изделия
- Раздел или Страница
- Автор
- Безграничный
- Количество столбцов печати
- Два
- Печать CSS
- Плотный
- Лицензия
- CC BY-SA
- Версия лицензии
- 4,0
- Показать оглавление
- нет
- Теги
Кровеносные системы животных | Биология организмов
Цели обучения
- Сравнить и сопоставить организацию/функции систем кровообращения, включая желудочно-кишечные полости, открытые, закрытые, одинарные и двойные системы
- Определите и опишите функции различных типов кровеносных сосудов (артерии, артериолы, капилляры, венулы, вены), включая их основную структуру
- Опишите и определите функции различных компонентов крови
- Опишите процесс обмена газом, питательными веществами и жидкостью между капиллярами и тканями
Приведенная ниже информация была адаптирована из OpenStax Biology 40.1
Кровеносная система является основным методом, используемым для транспортировки питательных веществ и газов по телу. Простая диффузия обеспечивает некоторый обмен водой, питательными веществами, отходами и газом у животных, толщина которых составляет всего несколько клеточных слоев; однако объемный поток — единственный метод, с помощью которого можно получить доступ ко всему телу более крупных и сложных организмов.
Кровеносная система фактически представляет собой сеть цилиндрических сосудов: артерий, вен и капилляров, которые исходят из насоса, сердца. У всех позвоночных организмов, а также у некоторых беспозвоночных это замкнутая система, в которой кровь не свободна в полости. В замкнутой системе кровообращения кровь содержится внутри кровеносных сосудов и циркулирует в одном направлении от сердца по большому кругу кровообращения, а затем снова возвращается к сердцу.
В отличие от закрытой системы, членистоногие, включая насекомых, ракообразных и большинство моллюсков, имеют «открытую» систему кровообращения. В открытой кровеносной системе кровь не заключена в кровеносные сосуды, а перекачивается в открытую полость, называемую гемоцелем и называемую гемолимфой, потому что кровь смешивается с интерстициальной жидкостью. Когда сердце бьется и животное движется, гемолимфа циркулирует вокруг органов внутри полости тела, а затем снова попадает в сердце через отверстия, называемые устьями.
Это движение обеспечивает обмен питательными веществами, а у некоторых организмов, у которых отсутствуют участки прямого газообмена, — основной механизм транспортировки газов за пределы места обмена. Поскольку газообмен во многих открытых системах кровообращения имеет тенденцию быть относительно низким для метаболически активных органов и тканей, существует компромисс между этой системой и гораздо более энергоемкой и трудной в обслуживании закрытой системой.
В (а) замкнутых системах кровообращения сердце качает кровь по сосудам, отделенным от интерстициальной жидкости организма. Кровеносная система большинства позвоночных и некоторых беспозвоночных, таких как дождевой кольчатый червь, замкнута. В (б) открытых системах кровообращения жидкость, называемая гемолимфой, прокачивается через кровеносный сосуд, который впадает в полость тела. Гемолимфа возвращается в кровеносный сосуд через отверстия, называемые устьями. Членистоногие, такие как эта пчела и большинство моллюсков, имеют открытую систему кровообращения.
Кровеносная система варьируется от простых систем у беспозвоночных до более сложных систем у позвоночных. Простейшие животные, такие как губки (Porifera) и коловратки (Rotifera), не нуждаются в кровеносной системе, потому что диффузия обеспечивает адекватный обмен воды, питательных веществ и отходов, а также растворенных газов. Организмы, которые являются более сложными, но имеют только два слоя клеток в своем плане тела, такие как желейные (Cnidaria) и гребневые (Ctenophora), также используют диффузию через эпидермис и внутрь через желудочно-сосудистый отдел. Их внутренние и внешние ткани погружены в водную среду и обмениваются жидкостями путем диффузии с обеих сторон. Обмену жидкости способствует пульсация тела медузы.
Простые животные, состоящие из одного слоя клеток, такие как (а) губка, или всего из нескольких слоев клеток, такие как (б) медуза, не имеют системы кровообращения. Вместо этого газы, питательные вещества и отходы обмениваются путем диффузии.
Для более сложных организмов диффузия неэффективна для эффективной циркуляции газов, питательных веществ и отходов в организме; поэтому возникли более сложные системы кровообращения. В открытой системе удлиненное бьющееся сердце проталкивает гемолимфу через тело, а сокращения мышц помогают перемещать жидкости. Более крупные и сложные ракообразные, в том числе омары, развили сосуды, подобные артериям, для проталкивания крови через их тела, а наиболее активные моллюски, такие как кальмары, развили замкнутую систему кровообращения и способны быстро двигаться, чтобы поймать добычу. Замкнутые кровеносные системы характерны для позвоночных; однако существуют значительные различия в строении сердца и кровообращении между различными группами позвоночных из-за адаптации в ходе эволюции и связанных с этим различий в анатомии. На рисунке ниже показаны основные системы кровообращения некоторых позвоночных: рыб, амфибий, рептилий и млекопитающих.
(а) У рыб простейшая из позвоночных кровеносная система: кровь течет однонаправленно от двухкамерного сердца через жабры и далее по всему телу.
(б) У амфибий есть два пути кровообращения: один для насыщения крови кислородом через легкие и кожу, а другой — для доставки кислорода к остальным частям тела. Кровь перекачивается из трехкамерного сердца с двумя предсердиями и одним желудочком. (c) Рептилии также имеют два пути кровообращения; однако кровь насыщается кислородом только через легкие. Сердце трехкамерное, но желудочки частично разделены, поэтому происходит некоторое смешивание насыщенной кислородом и деоксигенированной крови, за исключением крокодилов и птиц. (d) У млекопитающих и птиц самое эффективное сердце с четырьмя камерами, полностью разделяющими оксигенированную и деоксигенированную кровь; он перекачивает только насыщенную кислородом кровь через тело и кровь с пониженным содержанием кислорода в легкие.
У рыб один контур для кровотока и двухкамерное сердце с одним предсердием и одним желудочком. Предсердие собирает кровь, вернувшуюся из организма, а желудочек перекачивает кровь к жабрам, где происходит газообмен и повторное насыщение крови кислородом; это называется жаберным кровообращением.
Затем кровь проходит через остальную часть тела, прежде чем вернуться в предсердие; это называется системным кровообращением. Этот однонаправленный поток крови создает градиент насыщенной кислородом крови к деоксигенированной крови в большом круге кровообращения рыбы. Результатом является ограничение количества кислорода, которое может достигать некоторых органов и тканей организма, что снижает общую метаболическую способность рыб.
У амфибий, рептилий, птиц и млекопитающих кровоток осуществляется по двум контурам: один через легкие и обратно к сердцу, который называется малым кругом кровообращения, а другой — через остальные части тела и его органы, включая головной мозг (Систематическая циркуляция). У амфибий газообмен также происходит через кожу во время легочного кровообращения и называется легочно-кожным кровообращением.
У амфибий трехкамерное сердце с двумя предсердиями и одним желудочком, в отличие от двухкамерного сердца рыб. Два предсердия (верхние камеры сердца) получают кровь из двух разных контуров (легкие и системы), а затем происходит некоторое смешивание крови в желудочке сердца (нижняя камера сердца), что снижает эффективность оксигенации.
Преимущество такого расположения заключается в том, что высокое давление в сосудах толкает кровь к легким и телу. Смешивание смягчается гребнем внутри желудочка, который отводит богатую кислородом кровь через системный кровоток и деоксигенированную кровь в легочно-кожный контур. По этой причине амфибии часто описываются как имеющие двойную циркуляцию.
У большинства рептилий также есть трехкамерное сердце, подобное сердцу земноводных, которое направляет кровь в легочные и системные контуры. Однако желудочек более эффективно разделен частичной перегородкой, что приводит к меньшему смешиванию оксигенированной и дезоксигенированной крови. Некоторые рептилии (аллигаторы и крокодилы) являются наиболее «примитивными» животными с четырехкамерным сердцем. Крокодилы обладают уникальным механизмом кровообращения, при котором сердце направляет кровь от легких к желудку и другим органам во время длительных периодов погружения, например, когда животное ждет добычу или остается под водой, ожидая, пока добыча сгниет.
Одна адаптация включает в себя две основные артерии, отходящие от одной и той же части сердца: одна несет кровь в легкие, а другая обеспечивает альтернативный путь к желудку и другим частям тела. Два других приспособления включают в себя отверстие в сердце между двумя желудочками, называемое отверстием Паницца, которое позволяет крови перемещаться из одной части сердца в другую, и специализированную соединительную ткань, которая замедляет приток крови к легким.
У млекопитающих и птиц сердце полностью разделено на четыре камеры: два предсердия и два желудочка. Оксигенированная кровь полностью отделена от дезоксигенированной, что повышает эффективность двойной циркуляции и, вероятно, необходимо для поддержания теплокровного образа жизни млекопитающих и птиц. Четырехкамерное сердце птиц и млекопитающих развилось независимо от трехкамерного сердца. Независимая эволюция одного и того же или сходного биологического признака называется конвергентная эволюция .
youtube.com/embed/om0xmuFbAF4?feature=oembed» frameborder=»0″ allow=»accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture» allowfullscreen=»»>
В этом видео представлен обзор различных типов кровеносных систем у разных видов животных:
Приведенная ниже информация была адаптирована из OpenStax Biology 40.2
Гемоглобин отвечает за распределение кислорода и, в меньшей степени, углекислого газа в кровеносных системах человека, позвоночных и многих беспозвоночных. Однако кровь — это больше, чем белки. На самом деле кровь — это термин, используемый для описания жидкости, которая движется по сосудам и включает плазму (жидкая часть, которая содержит воду, белки, соли, липиды и глюкозу), а также клетки (красные и белые клетки) и клеточные фрагменты, называемые тромбоцитами.
. Плазма крови фактически является доминирующим компонентом крови и содержит воду, белки, электролиты, липиды и глюкозу. Клетки отвечают за перенос газов (красные клетки) и иммунный ответ (белые). Тромбоциты отвечают за свертываемость крови. Интерстициальная жидкость, окружающая клетки, находится отдельно от крови, а в гемолимфе они объединены. У человека клеточные компоненты составляют примерно 45 процентов крови, а жидкая плазма — 55 процентов. Кровь составляет 20 процентов внеклеточной жидкости человека и восемь процентов веса.
Кровь, как и показанная ниже человеческая кровь, важна для регуляции систем организма и гомеостаза. Кровь помогает поддерживать гомеостаз, стабилизируя pH, температуру, осмотическое давление и устраняя избыточное тепло. Кровь поддерживает рост, распределяя питательные вещества и гормоны и удаляя отходы. Кровь играет защитную роль, транспортируя факторы свертывания крови и тромбоциты для предотвращения кровопотери, а также транспортируя агенты для борьбы с болезнями или лейкоциты к очагам инфекции.
Показаны клетки и клеточные компоненты крови человека. Красные кровяные тельца доставляют к клеткам кислород и удаляют углекислый газ. Лейкоциты, включая нейтрофилы, моноциты, лимфоциты, эозинофилы и базофилы, участвуют в иммунном ответе. Тромбоциты образуют сгустки, которые предотвращают потерю крови после травмы.
Красные кровяные тельца или эритроциты (эритро- = «красный»; -cyte = «клетка») — это специализированные клетки, которые циркулируют в организме, доставляя кислород к клеткам; они образуются из стволовых клеток в костном мозге. У млекопитающих эритроциты представляют собой маленькие двояковогнутые клетки, которые в зрелом возрасте не содержат ядра или митохондрий и имеют размер всего 7–8 мкм. У птиц и нептичьих рептилий ядро все еще сохраняется в эритроцитах.
Красный цвет крови обусловлен железосодержащим белком гемоглобином. Основная задача этого белка — переносить кислород, но он также переносит и углекислый газ. Гемоглобин упакован в эритроциты со скоростью около 250 миллионов молекул гемоглобина на клетку.
Каждая молекула гемоглобина связывает четыре молекулы кислорода, так что каждая красная кровяная клетка несет один миллиард молекул кислорода. В пяти литрах крови человеческого тела содержится примерно 25 триллионов эритроцитов, которые могут переносить до 25 секстиллионов (25 * 10 21 ) молекул кислорода в организме в любое время. У млекопитающих отсутствие органелл в эритроцитах оставляет больше места для молекул гемоглобина, а отсутствие митохондрий также препятствует использованию кислорода для метаболического дыхания. Только у млекопитающих есть безъядерные эритроциты, а у некоторых млекопитающих (например, у верблюдов) даже есть эритроциты с ядром. Преимущество ядерных эритроцитов состоит в том, что эти клетки могут подвергаться митозу. Безъядерные эритроциты метаболизируются анаэробно (без кислорода), используя примитивный метаболический путь для производства АТФ и повышения эффективности транспорта кислорода.
Не все организмы используют гемоглобин в качестве средства транспорта кислорода.
Беспозвоночные, которые используют гемолимфу, а не кровь, используют различные пигменты для связывания кислорода. Эти пигменты используют медь или железо для кислорода. У беспозвоночных есть множество других дыхательных пигментов. Гемоцианин, сине-зеленый медьсодержащий белок, содержится в моллюсках, ракообразных и некоторых членистоногих. Хлорокруорин, железосодержащий пигмент зеленого цвета, обнаружен в четырех семействах многощетинковых трубчатых червей. Гемеритрин, красный железосодержащий белок, обнаружен у некоторых многощетинковых червей и кольчатых червей. Несмотря на название, гемеритрин не содержит гемовой группы, и его способность переносить кислород ниже, чем у гемоглобина.
У большинства позвоночных (а) гемоглобин доставляет кислород в организм и удаляет некоторое количество углекислого газа. Гемоглобин состоит из четырех белковых субъединиц, двух альфа-цепей и двух бета-цепей, а также гемовой группы, с которой связано железо. Железо обратимо связывается с кислородом и при этом окисляется от Fe2+ до Fe3+.
У большинства моллюсков и некоторых членистоногих (b) гемоцианин доставляет кислород. В отличие от гемоглобина, гемолимфа не переносится клетками крови, а свободно плавает в гемолимфе. Медь вместо железа связывает кислород, придавая гемолимфе сине-зеленый цвет. У кольчатых червей, таких как дождевой червь, и у некоторых других беспозвоночных (c) гемеритрин переносит кислород. Как и гемоглобин, гемеритрин содержится в клетках крови и имеет связанное с ним железо, но, несмотря на свое название, гемеритрин не содержит гема.
Небольшой размер и большая площадь поверхности эритроцитов обеспечивают быструю диффузию кислорода и углекислого газа через плазматическую мембрану. В легких выделяется углекислый газ, а кислород поглощается кровью. В тканях кислород высвобождается из крови, а углекислый газ связывается для транспортировки обратно в легкие. Исследования показали, что гемоглобин также связывает закись азота (NO). NO является сосудорасширяющим средством, которое расслабляет кровеносные сосуды и капилляры и может способствовать газообмену и прохождению эритроцитов через узкие сосуды.
Нитроглицерин, сердечное лекарство от стенокардии и сердечных приступов, превращается в NO, чтобы помочь расслабить кровеносные сосуды и увеличить поток кислорода через тело.
Отличительной чертой эритроцитов является их гликолипидное и гликопротеиновое покрытие; это липиды и белки, к которым присоединены молекулы углеводов. У людей поверхностные гликопротеины и гликолипиды эритроцитов различаются у разных людей, образуя разные группы крови, такие как A, B и O. Средняя продолжительность жизни эритроцитов составляет 120 дней, после чего они разрушаются и перерабатывается в печени и селезенке фагоцитирующими макрофагами, разновидностью лейкоцитов.
Лейкоциты, также называемые лейкоцитами (лейко = белые), составляют примерно один процент по объему клеток крови. Роль лейкоцитов сильно отличается от роли эритроцитов: они в основном участвуют в иммунном ответе для выявления и нацеливания на патогены, такие как вторгшиеся бактерии, вирусы и другие чужеродные организмы. Лейкоциты образуются постоянно; некоторые живут только часы или дни, но некоторые живут годами.
Морфология лейкоцитов значительно отличается от эритроцитов. Они имеют ядра и не содержат гемоглобина. Различные типы лейкоцитов идентифицируются по их микроскопическому виду после гистологического окрашивания, и каждый из них выполняет различную специализированную функцию. Двумя основными группами являются гранулоциты, которые включают нейтрофилы, эозинофилы и базофилы, и агранулоциты, которые включают моноциты и лимфоциты.
(а) Гранулоциты, включая нейтрофилы, эозинофилы и базофилы, характеризуются дольчатым ядром и гранулярными включениями в цитоплазме. Гранулоциты обычно первыми реагируют на травмы или инфекции. (b) Агранулоциты включают лимфоциты и моноциты. Лимфоциты, включая В- и Т-клетки, отвечают за адаптивный иммунный ответ. Моноциты дифференцируются в макрофаги и дендритные клетки, которые, в свою очередь, реагируют на инфекцию или повреждение.
Кровь должна свернуться, чтобы залечить раны и предотвратить чрезмерную кровопотерю. Небольшие фрагменты клеток, называемые тромбоцитами (тромбоцитами), притягиваются к месту раны, где они прилипают, расширяя множество выступов и высвобождая свое содержимое.
Это содержимое активирует другие тромбоциты, а также взаимодействует с другими факторами свертывания крови, которые превращают фибриноген, водорастворимый белок, присутствующий в сыворотке крови, в фибрин (нерастворимый в воде белок), вызывая свертывание крови. Для работы многих факторов свертывания требуется витамин К, а дефицит витамина К может привести к проблемам со свертываемостью крови. Многие тромбоциты сходятся и слипаются в месте раны, образуя тромбоцитарную пробку (также называемую фибриновым сгустком). Пробка или сгусток сохраняется в течение нескольких дней и останавливает потерю крови. Тромбоциты образуются в результате распада более крупных клеток, называемых мегакариоцитами. На каждый мегакариоцит образуется 2000-3000 тромбоцитов, при этом в каждом кубическом миллиметре крови находится от 150 000 до 400 000 тромбоцитов. Каждая пластинка имеет форму диска и 2-4 мкм в диаметре. Они содержат множество мелких пузырьков, но не содержат ядра.
(а) Тромбоциты образуются из крупных клеток, называемых мегакариоцитами.
Мегакариоцит распадается на тысячи фрагментов, которые становятся тромбоцитами. б) тромбоциты необходимы для свертывания крови. Тромбоциты собираются в месте раны в сочетании с другими факторами свертывания крови, такими как фибриноген, с образованием фибринового сгустка, который предотвращает потерю крови и позволяет ране заживать.
Кровь от сердца переносится по телу сложной сетью кровеносных сосудов. Артерии отводят кровь от сердца. Главной артерией является аорта, которая разветвляется на крупные артерии, несущие кровь к различным конечностям и органам. К этим основным артериям относятся сонная артерия, несущая кровь к мозгу, плечевые артерии, несущие кровь к рукам, и грудная артерия, несущая кровь к грудной клетке, а затем в печеночную, почечную и желудочную артерии к печени, почкам. и желудка соответственно. Подвздошная артерия несет кровь к нижним конечностям. Главные артерии расходятся на мелкие артерии, а затем на более мелкие сосуды, называемые артериолами, которые проникают глубже в мышцы и органы тела.
Показаны основные артерии и вены человека. (кредит: модификация работы Марианы Руис Вильярреал)
Артериолы расходятся в капиллярные русла. Капиллярные русла содержат большое количество (от 10 до 100) капилляров, разветвляющихся между клетками и тканями организма. Капилляры представляют собой трубки узкого диаметра, которые могут проходить через эритроциты в один ряд и являются местами обмена питательными веществами, отходами и кислородом с тканями на клеточном уровне. Жидкость также попадает в интерстициальное пространство из капилляров. Капилляры снова сходятся в венулы, которые соединяются с малыми венами, которые, наконец, соединяются с крупными венами, по которым кровь с высоким содержанием углекислого газа возвращается к сердцу. Вены – это кровеносные сосуды, по которым кровь возвращается к сердцу. Основные вены отводят кровь от тех же органов и конечностей, что и крупные артерии. Жидкость также возвращается к сердцу через лимфатическую систему.
Структура различных типов кровеносных сосудов отражает их функцию или слои.
Есть три различных слоя или туники, которые образуют стенки кровеносных сосудов. Первая оболочка представляет собой гладкую внутреннюю оболочку из эндотелиальных клеток, контактирующих с красными кровяными тельцами. Эндотелиальная оболочка переходит в эндокард сердца. В капиллярах этот единственный слой клеток является местом диффузии кислорода и углекислого газа между эндотелиальными клетками и эритроцитами, а также местом обмена посредством эндоцитоза и экзоцитоза. Движение веществ в месте капилляров регулируется вазоконстрикцией, сужением сосудов и вазодилатация, расширением сосудов; это важно для общей регуляции кровяного давления.
И вены, и артерии имеют еще две оболочки, окружающие эндотелий: средняя оболочка состоит из гладкой мускулатуры, а внешний слой состоит из соединительной ткани (коллаген и эластические волокна). Эластичная соединительная ткань растягивает и поддерживает кровеносные сосуды, а слой гладких мышц помогает регулировать кровоток, изменяя сосудистое сопротивление посредством вазоконстрикции и вазодилятации.
Артерии имеют более толстую гладкую мускулатуру и соединительную ткань, чем вены, чтобы выдерживать более высокое давление и скорость свежеперекачанной крови. Вены имеют более тонкие стенки, так как давление и скорость кровотока намного ниже. Кроме того, вены структурно отличаются от артерий тем, что в них есть клапаны, препятствующие обратному току крови. Поскольку вены должны работать против силы тяжести, чтобы вернуть кровь к сердцу, сокращение скелетных мышц способствует току крови обратно к сердцу.
Артерии и вены состоят из трех слоев: наружной наружной оболочки, средней средней оболочки и внутренней интимной оболочки. Капилляры состоят из одного слоя эпителиальных клеток, интимной оболочки. (кредит: модификация работы NCI, NIH)
В этом видеоролике описывается структура и функция различных типов кровеносных сосудов:
Приведенная ниже информация была адаптирована из OpenStax Biology 40.
4
Кровь проталкивается через тело под действием бьющегося сердца. С каждым ритмическим насосом кровь под высоким давлением и скоростью выталкивается от сердца, сначала по главной артерии, аорте. В аорте кровь движется со скоростью 30 см/сек. Когда кровь движется в артерии, артериолы и, в конечном счете, в капиллярное русло, скорость движения резко снижается примерно до 0,026 см/сек.0057 в тысячу раз медленнее, чем скорость движения в аорте. Хотя диаметр каждой отдельной артериолы и капилляра намного меньше диаметра аорты, и в соответствии с законом непрерывности жидкость должна проходить быстрее по трубке с более узким диаметром, скорость на самом деле медленнее из-за общего диаметра всех объединенные капилляры намного больше, чем диаметр отдельной аорты.
Низкая скорость движения по капиллярам, которые достигают почти каждой клетки тела, способствует газообмену и обмену питательных веществ, а также способствует диффузии жидкости в интерстициальное пространство.
После того как кровь прошла через капиллярное русло в венулы, вены и, наконец, в главные полые вены, скорость кровотока снова увеличивается, но все еще значительно медленнее, чем исходная скорость в аорте. Кровь в основном движется в венах за счет ритмичного движения гладких мышц стенки сосуда и за счет действия скелетных мышц при движении тела. Поскольку по большинству вен кровь должна двигаться против силы тяжести, обратный ток крови в венах предотвращается односторонними клапанами. Поскольку сокращение скелетных мышц способствует венозному кровотоку, важно часто вставать и двигаться после длительного сидения, чтобы кровь не скапливалась в конечностях.
Кровяное давление и скорость
Давление кровотока в организме создается гидростатическим давлением жидкости (крови) на стенки кровеносных сосудов. Жидкость будет перемещаться из областей с высоким гидростатическим давлением в области с низким. В артериях гидростатическое давление вблизи сердца очень высокое, и кровь течет к артериолам, где скорость кровотока замедляется из-за узких отверстий артериол.
Во время систолы, когда в артерии поступает новая кровь, стенки артерий растягиваются, чтобы приспособиться к увеличению давления дополнительной крови; во время диастолы стенки приходят в норму благодаря своим эластическим свойствам. Артериальное давление фазы систолы и фазы диастолы, представленное на графике ниже, дает два показания артериального давления. Например, 120/80 означает показание 120 мм рт. ст. во время систолы и 80 мм рт. ст. во время диастолы. На протяжении всего сердечного цикла кровь продолжает течь в артериолы с относительно постоянной скоростью. Это сопротивление току крови называется периферическим сопротивлением.
Артериальное давление зависит от скорости кровотока в артериях и артериолах. В капиллярах и венах кровяное давление продолжает снижаться, но скорость увеличивается.
Обмен через капилляры
Белки и другие крупные растворенные вещества не могут покидать капилляры. Потеря водянистой плазмы создает гиперосмотический раствор в капиллярах, особенно вблизи венул.
Это приводит к тому, что около 85% плазмы, покидающей капилляры, в конечном итоге диффундирует обратно в капилляры вблизи венул. Остальные 15% плазмы крови дренируются из интерстициальной жидкости в близлежащие лимфатические сосуды. Жидкость в лимфе по составу аналогична интерстициальной жидкости. Лимфатическая жидкость проходит через лимфатические узлы, прежде чем вернуться к сердцу через полую вену. Лимфатические узлы — это специализированные органы, которые фильтруют лимфу, просачиваясь через лабиринт соединительной ткани, заполненной лейкоцитами. Лейкоциты удаляют инфекционные агенты, такие как бактерии и вирусы, чтобы «очистить» лимфу, прежде чем она вернется в кровоток. После «очистки» лимфа возвращается к сердцу под действием накачки гладких мышц, действия скелетных мышц и односторонних клапанов, присоединяющихся к возвращающейся крови возле места соединения полых вен, впадающих в правое предсердие сердца.
Жидкость из капилляров перемещается в интерстициальное пространство и лимфатические капилляры путем диффузии по градиенту давления, а также путем осмоса.