Зоология позвоночных

Программа: авторская
Автор: Квашенко А.Н., Глаголев С.М.
Год утверждения (начало апробации): 1993
Курс преподает С.М. Глаголев

Пояснительная записка

«Зоология позвоночных» входит в систему курсов, с изучения которых начинается биологическая специализация школьников. Параллельно с этим курсом в 8 классе проводятся занятия практикума и курса «Введение в биологию», предварительно знакомящего учащихся с основными молекулярными процессами, лежащими в основе функционирования всех живых систем.
Подобная организация системы курсов позволяет

С самого начала формировать полноценную картину деления всех биологических явлений на уровни организации, делая в одном случае акцент на системную организацию биохимического (в широком смысле) уровня, а в другом – на роль тех же самых явлений в контексте строения, работы и взаимодействия органов и целостных организмов.
Дополнять и обогащать теоретический материал курса «зоологии» регулярными практическими работами, значение которых для полноценного формирования системы биологических знаний невозможно недооценивать. Поэтому изучение ряда тем (например – эмбриогенез, гистология, опорно-двигательные системы и т.д.) распределены между теоретическим курсом «Зоология позвоночных» и соответствующим практикумом.
В самом курсе «Зоология позвоночных» акцент сделан на эволюционной морфо-физиологии классов, при менее подробном рассмотрении вопросов разнообразия, экологии и поведения (они рассматриваются в ходе дальнейших курсов и факультативов). Это даёт возможность проследить формирование систем признаков различных классов с одной стороны, прослеживая взаимодействие систем органов, а с другой – анализируя обусловленность направлений эволюции конкретными адаптациями к окружающей среде.
Акцент на эволюционной морфофизиологии максимально способствует рассмотрению млекопитающих в качестве варианта позвоночного, а человека – в качестве варианта млекопитающего, создавая глубокий контекст при последующем преподавании курса анатомии и физиологии человека. По этой причине программа курса «Зоология позвоночных» завершается рассмотрением класса птиц, а класс млекопитающих рассматривается в следующем году (9 класс), предваряя курс «Анатомия и физиология человека».

Спецкурс рассчитан на учебный год (34 занятия по два академических часа, всего 68 часов).

Структура программы

Введение. Общие признаки и систематика хордовых (2 ч)
Эмбриогенез хордовых (2 ч)
Бесчерепные (10 ч)
Позвоночные (54 ч)

Содержание программы

Введение. Общие признаки и систематика хордовых

Положение хордовых среди других типов животных; первично — и вторичноротость. Основные признаки хордовых – развитие осевого эндоскелета, нервной трубки и её производных, жаберных щелей и метомерной мускулатуры. Низшие хордовые и позвоночные; деление позвоночных на бесчелюстных и челюстноротых; анамний и амниот; классы позвоночных.

Эмбриогенез хордовых

Общая периодизация онтогенеза. Периодизация эмбриогенеза. Ход и результат дробления. Ход и результат гаструляции. Зародышевые листки. Формирование хорды; эмбриональная индукция и формирование нервной трубки; формирование сомитов и закладка целомических мешков; закладка полостных органов.

Бесчерепные

Среда обитания, внешнее строение и образ жизни ланцетников. Опорно-двигательная система: строение и функции хорды; метомерная мускулатура; ундуляция. Нервная система: деление на центральную и периферическую нервную систему; нервная трубка, мозговой пузырь и метомерные нервы. Классификация нервов. Органы чувств. Пищеварительная система: отделы пищеварительной трубки; строение и работа слизистых транспортёров; положение и роль жаберных щелей; взаимосвязь пищеварительной системы с органами дыхания у хордовых. Задачи, строение и работа органов выделения. Строение и работа кровеносной системы. Размножение и развитие ланцетников.

Позвоночные

Тема А. Бесчелюстные

Среда обитания, внешнее строение и образ жизни миноги. Закладки позвонков и начало формирования черепа. Деление головного мозга на пять отделов; локализация основных функций в головном мозге позвоночных. Органы чувств миноги. Пищеварительная система: Ротовая присоска; висцеральная корзина; деление глотки на пищевод и дыхательную трубку; поджелудочная железа и печень. Дыхательная система: жаберные мешки и механизм вентиляции жабр. Кровеносная система: формирование и работа четырёхкамерного сердца; две основные камеры. Выделительная система: строение и работа головной и туловищной почки. Размножение и развитие миноги; метаморфоз. Древнее разнообразие бесчелюстных.

Тема Б. Хрящевые рыбы

Общая систематика современных хрящевых рыб. Скелет. Висцеральный скелет рыб; происхождение и строение челюстей. Осевой скелет; строение черепа; закладка и строение позвонков. Конечности: строение и функции поясов конечностей; парные плавники. Нервная система: Особенности головного и спинного мозга акулы. Органы чувств. Пищеварительная система. Происхождение и строение зубов. Особенности строения – сверхкрупная печень, развитие спирального клапана кишки; клоака. Дыхательная система – строение и механизмы вентиляции жабр. Адаптивность накопления мочевины в тканях. Внутреннее оплодотворение и варианты развития потомства у хрящевых рыб. Черты специализации у скатов и химер.

Тема В. Костные рыбы

Общая систематика и общие особенности костных рыб: развитие скелетных окостенений; редукция количества жаберных щелей до 4-х пар; развитие жаберных крышек; развитие газовых производных кишечной трубки. Особенности лучепёрых: строение плавников, плавательный пузырь, редукция артериального конуса. Систематика и разнообразие лучепёрых. Особенности лопастепёрых: строение плавников, лёгкие, хоаны. Скелет: пояс передних конечностей и варианты плавников; строение черепа. Дыхательная система: варианты вентиляции жабр; дополнительные органы газообмена. Систематика и разнообразие лопастепёрых: двоякодышащие и кистепёрые. Особенности рипидистий и целокантид.

Тема Г. Амфибии

Изменения в строении и работе систем органов, необходимые при освоении суши. Особенности скелета: совершенствование поясов и свободных конечностей; новые отделы позвоночника; особенности черепа. Особенности строения и работы дыхательной системы амфибий: мешкообразные лёгкие; глоточная вентиляция; необходимость кожного дыхания. Особенности строения покровов. Кровеносная система: происхождение второго круга кровообращения; строение и работа сердца. Нервная система и органы чувств: особенности головного и спинного мозга; происхождение среднего уха; особенности зрения. Пищеварительная система: особенности ротоглоточного отдела; пищевое поведение. Размножение и развитие амфибий; метаморфоз. Разнообразие и систематика современных амфибий. Разнообразие древних амфибий.

Тема Д. Рептилии

Общие особенности и эволюционное значение класса рептилии. Происхождение и строение амниотического яйца. Размножение и развитие на суше. Роль нового (рёберного) механизма вентиляции лёгких: увеличение площади газообмена лёгких; формирование газо-водонепроницаемых покровов; освоение новых (засушливых) биотопов. Происхождение почки «экономного» типа. Изменение челюстного аппарата и появление височных окон черепа. Изменения в строении и работе сердца. Общее повышение интенсивности обмена веществ. Головной мозг зауропсидного типа; особенности строения и работы органов чувств. Эволюционное древо рептилий: происхождение и систематика основных групп. Разнообразие древних рептилий. Разнообразие и систематика современных рептилий.

Тема Е. Птицы

Гомойотермия. Плюсы и минусы теплокровности. Варианты теплокровности. Изменения в строении и работе систем органов, обеспечивающие развитие гомойотермии. Система требований к активно летающему существу: особенности скелета и мускулатуры; высокий уровень обмена веществ и изменения в строении и работе сердца, органов дыхания, пищеварения и выделения; требования к Ц.Н.С. и органам чувств. Особенности скелета килегрудых птиц на примере голубя: особенности строения черепа; особенности строения отделов позвоночника; особенности строения грудной клетки; особенности строения пояса передних конечностей и скелета крыла; особенности строения пояса задних конечностей и скелета ноги. Покровы: строение и задачи различных типов перьев; прочие роговые производные кожи; копчиковая железа. Четырёхкамерное сердце и полное разделение кругов кровообращения. Строение и работа органов дыхания: строение дыхательных путей и лёгкого птицы; двойное дыхание; принцип противотока при газообмене в лёгком. Строение и работа пищеварительной системы: изменения ротового аппарата; строение и работа двухкамерного желудка; строение и работа тонкого кишечника. Строение работа нервной системы и органов чувств. Размножение и развитие птиц: птенцовый и выводковый варианты. Гипотезы происхождения полёта. Систематика и разнообразие современных птиц.

Требования к знаниям и умениям учащихся

Учащиеся должны знать:

Основной набор терминов, описывающих положение органа в теле.
Основные проекции и плоскости сечения, принятые в анатомии.
Основные отличительные особенностей представителей типа хордовых.
Основные отличия позвоночных от низших хордовых.
Систематику позвоночных до отряда.
Основные этапы онтогенеза.
Основные этапы эмбриогенеза и общее строение эмбрионов позвоночных на разных этапах.
Строение и развитие амниотического яйца.
Варианты строения позвонков и отделы позвоночника; варианты строения рёбер у разных классов.
Основные блоки черепа и их особенности; строение и работу челюстного аппарата у разных классов.
Архетип и варианты строения свободных конечностей; строение и функции поясов конечностей у разных классов.
Общие принципы работы скелетной мускулатуры: общее описание работы акто-миозиновых пачек; перечень условий, необходимых для работы мышцы; изменение формы мышцы при сокращении; принцип антагонистов.
Строение и положение в теле спинного мозга; строение спинномозговых нервов.
Отделы, главные формации и их функции в головном мозге для разных классов позвоночных.
Особенности строения и работы органов чувств у разных классов.
Строение и работу сердца у разных классов.
Классификацию и особенности строения сосудов у позвоночных.
Главные сосуды большого и малого кругов кровообращения у разных классов.
Строение и механизмы вентиляции жабр у костных и хрящевых рыб.
Строение и механизм вентиляции органов дыхания амфибий, рептилий и птиц.
Особенности строения и работы основных отделов пищеварительной системы у разных классов.
Строение и работу головной и туловищной почки позвоночных.
Строение мочеполовой системы у разных классов.
Особенности строения покровов и их производных у разных классов.
Основные эволюционные связи между классами позвоночных.
Геохронологическую шкалу до периодов.

Учащиеся должны уметь:

Схематично изображать строение органа, руководствуясь его описанием.
Строить заданную проекцию (сечение), опираясь на известные.
Связывать основные особенности работы органа с его тканевым строением.
Связывать основные особенности тканей с молекулярными структурами клеток и межклеточного вещества.
Связывать основные физиологические процессы организмов с внутриклеточными биохимическими процессами.
Сопоставлять строение и работу органов и их систем у представителей разных групп позвоночных, выделяя важнейшие сходства и отличия.
Сопоставлять особенности строения и работы организмов живых существ с особенностями среды обитания.
Различать гомологии и аналогии в строении различных организмов.
Объяснять взаимосвязи между работой разных органов и систем органов в организме.
Объяснять взаимосвязи между возможными изменениями разных систем органов в ходе эволюционного процесса.
Использовать представления о рычагах и блоках при объяснении работы опорно-двигательной системы органов.
Использовать представления о соотношении объём/давление при рассмотрении механизмов вентиляции органов дыхания и циркуляции крови.
Строить графики изменения давления по ходу дыхательного цикла в заданной точке системы; строить графики изменения давления крови по ходу сосудов круга кровообращения.
Использовать представления о диффузии при рассмотрении газообменных процессов.
Использовать представления о соотношении объём/поверхность тела при рассмотрении вопросов энергетики организмов.

Литература для учащихся

Основная

Квашенко А.Н. Зоология позвоночных для школьников / Под ред. канд. биол. наук С.М. Глаголева. М., Добросвет, Издательство КДУ, 2013. 190 с. Доступна в электронном виде, есть в библиотеке биокласса.

Квашенко А.Н. Эволюция кровеносных систем позвоночных // Творчество учителя как необходимое условие совершенствования учебно-воспитательного процесса. Вып. 9. М.: издатель Карпов Е.В. 2006. С.84-109. Доступна в электронном виде (DOC), есть в библиотеке биокласса.

Дополнительная

Анатомия позвоночных. А.Ромер, Т.Парсонс. Т. 1, т. 2. Москва: Мир. 1992.
Зоология позвоночных. Н.П.Наумов. Н.Н.Карташев. Т. 1, т. 2. Москва: Высшая школа. 1979.
Сравнительная анатомия позвоночных животных. Ф.Я.Дзержинский. Москва: Издательство Московского университета. 1998.
Палеонтология и эволюция позвоночных. Р. Кэррол. Т. 1, т. 2, т. 3. Москва: Мир. 1992.