Урок биологии в 7 классе
Тема урока: Класс Насекомые. Особенности строения и жизнедеятельности.
Цель: изучение особенностей строения и жизнедеятельности насекомых
Задачи:
Образовательные : рассмотреть особенности организации насекомых, выявить усложнения строения систем органов в ходе эволюции.
Развивающие: развивать внимание, память, мышление, устную речь, развивать умения устанавливать черты сходства и различия у представителей разных классов типа Членистоногие.
Воспитательные: формировать чувство прекрасного, бережное отношение к насекомым.
Тип урока: комбинированный, частично– поисковый.
Технологии: здоровьесберегающая технология, технология ТРИЗ
Методы и приемы: словесный, наглядный, обучение в сотрудничестве.
Оборудование: компьютер, презентация, видеофрагменты, карточки для работы, коллекции насекомых.
Ход урока
Этап 1. Ориентировочно-мотивационный
Организационный момент: приветствие учащихся, проверка готовности к уроку. Оцените своё настроение в начале урока.
1. Актуализация знаний учащихся.
Вопросы к учащимся:
Назовите характерные признаки типа Членистоногие. Проверка Слайд 2
Кто изображён? Какие признаки объединяют представителей Ракообразных в один класс? Слайд 3-4
Кто изображён? Какие признаки объединяют представителей Паукообразных в один класс? Слайд 5-7
Показ слайдов различных насекомых. О каких представителях животного мира пойдёт речь на уроке? Слайд 8-9
Какие среды обитания занимают насекомые?
Ответы учащихся.
Учитель: Насекомые – самый многочисленный класс животного мира, он насчитывает в настоящее время не менее одного миллиона представителей. А сколько еще их неизвестно науке? Слайд 10-11
Рассмотрим место насекомых в системе животного мира:
Царство Животные
Тип Членистоногие
Класс Насекомые
Проблемный вопрос: Почему Класс Насекомые самый многочисленный среди Типа Членистоногие? Слайд 12
Учитель: Как нужно построить работу на уроке, чтобы ответить на этот вопрос? (составить план работы по этой теме, изучить учебный материал по классу Насекомых).
Вместе с учащимися составляется план урока: Слайд 13
Общие признаки класса Насекомые.
Характерные черты внешнего строения. Лабораторная работа «Внешнее строение насекомого на примере Майского хруща».
Характерные черты внутреннего строения.
Черты сходства и различия насекомых с ракообразными и паукообразными.
Вывод о прогрессивных изменениях, возникших в ходе эволюции и позволившим насекомым широко расселиться.
Этап 2. Операционно-исполнительский.
1 . Изучение внешнего строения насекомых Слайд 14-15
Парная работа. Выполните лабораторную работу: «Внешнее строение насекомого на примере майского жука», используя коллекцию насекомых, текст и рисунки учебника на с. 160-162.
Заполните таблицу:
Признаки
Особенности строения
Покров
Размер
Отделы тела
Органы, расположенные на:
Голове
Груди
Брюшке
Проверка выполнения заданиявыборочный опрос. Слайд 16
Снаружи насекомые покрыты прочной хитиновой оболочкой, очень стойкой к внешним воздействиям.
Тело насекомых состоит из трех отделов: голова, грудь, брюшко.
На голове имеется: ротовой аппарат (верхняя губа, нижняя губа, верхняя челюсть, нижняя челюсть), одна пара усиков– органы обоняния, две пары щупиков – органы осязания и вкуса, одна пара сложных фасеточный глаз (каждый глаз состоит из нескольких тысяч простых глазков) – орган зрения, на груди имеются одна или две пары крыльев, три пары ног.
Демонстрация видеофрагмента: «Полёт насекомых» Слайд 17
На брюшке находятся дыхальца– отверстия для дыхания.
2 . Изучение внутреннего строения насекомых Слайд 18
Самостоятельная работа учащихся с текстом учебника с.162-164, рисунками, таблицей.
3.Как дышат насекомые?
5. Как питаются насекомые?
6. Что такое мальпигиевы сосуды? Проверка изучения материала Слайд19, слайд 20
Демонстрация видеофрагмента « Разнообразие ротовых аппаратов насекомых»
Слайды 21-22
3 . Назовите черты сходства и различия насекомых с ракообразными, паукообразными. Слайды 23-24
4. Укажите биологические особенности насекомых, давших этому классу возможность широкого распространения в природе Слайды 25-26
Информация для учителя
Особенности строения (признаки) класса насекомых
Биологическое значение признака
Наличие крыльев и трех пар ходильных ног
Способность к полету и передвижению по различным поверхностям
Деление тела на три отдела: голову, грудь и брюшко
Некоторая подвижность головы
Разнообразное строение ротовых органов
Возможность использования разнообразной пищи
Наличие развитых органов чувств
Способность находить пищу, обнаруживать врагов, воспринимать окружающий мир
Небольшие размеры
Возможность заполнения мест обитания, недоступных для других животных
Трахейное дыхание
Потребление для дыхания атмосферного кислорода
Усложнение нервной системы: развитие надглоточного нервного узла и трех грудных узлов брюшной нервной цепочки
Наличие более сложных рефлексов
Учитель : мы рассмотрели особенности внешнего и внутреннего строения и можем теперь ответить на проблемный вопрос. (ответ: сложноорганизованные животные – что позволяет им хорошо приспосабливаться к условиям жизни). Слайд 27
3.. Прием оживления урока . Интересные истории о насекомых. Слайд 28
Жук – бомбардир в случае опасности с громким хлопком выстреливает кипящую жидкость в обидчика. При этом жук не наносит ожогов себе. Как ему это удается? Подсказка: жидкость должна быть горячей, чтобы обжигать врага и должна быть холодной, чтобы не обжечь самого жука. Решение:
Когда жук-бомбардир чувствует опасность, он выпускает струю воды с голубоватым дымком. Чтобы произошел поражающий врага выстрел, в тельце жука происходит работа, какую не выполняет ни одно оружие, изобретенное человеком.
Образуются ядовитые вещества у жука в гландах. Затем они поступают в два резервуара, и хранятся отдельно – пероксид водорода и гидрохиноны. Раздельное хранение необходимо – соединяясь, эти вещества ведут к мгновенному взрыву. Что и происходит, когда в них возникнет надобность. Они поступают в камеру на самом конце брюшка жука-бомбардира, и там, на самом выходе из тела, мощно взрываются. И выбрасываются наружу. Причем не просто струей, а артиллерийскими залпами невиданной скорости – до 500 в секунду.
Но и это еще не все – энергия взрыва так разогревает яды, что они выбрасываются наружу кипящими, разогретыми до 100 градусов. Тому, кто решится напасть на бомбардира, грозят еще и ожоги. А само артиллерийское приспособление способно вращаться и обеспечивать точность прицела.
Этап 3. Проверочно-закрепляющий
Тестирование.
Вопрос № 1
в) головогрудь и брюшко;
г) голова, грудь, брюшко
Вопрос № 2
а) Сосущий
б) Лизущий
в) Грызущий
г) Колюще-сосущий
Вопрос № 3
а) Стенки трахей
б) Стенки капиляров
в) Стенки легочных мешков
Вопрос № 4
Органы выделения насекомых?
а) мальпигиевы сосуды
б) жировое тело
в) почки
г) жировое тело и мальпигиевы сосуды
Вопрос № 5
а) 200 000
б) 550 000
в) 900 000
г) более 1. 000. 000
Вопрос № 6
Какие глаза имеют насекомые?
а) простые
б) сложные
в) одну пару простых глаз
г) две пары сложных глаз
Вопрос № 7
Вопрос № 8
а) Незамкнутая и имеет сердце на спинной стороне тела
б) Замкнутая
в) Отсутствует
Вопрос № 9
а) на голове;
б) на груди;
в) на брюшке и груди
Вопрос № 10
б) запасание воды;
Самопроверка Слайд 29-32
4. Подведение итогов урока
5. Домашнее задание
С.158-164 Слайд 33
Маршрутный лист.
Тема урока: Класс Насекомые. Особенности строения и жизнедеятельности.
1. Парная работа. Выполните лабораторную работу: «Внешнее строение насекомого на примере майского жука», используя коллекцию насекомых, текст и рисунки учебника на с. 160-162.
Заполните таблицу:
Признаки
Особенности строения
Покров
Размер
Отделы тела
Органы, расположенные на:
Голове
Груди
Брюшке
2. Самостоятельная работа учащихся с текстом учебника с.162-164, рисунками, таблицей.
Работа в группах. Устно ответьте на вопросы:
1. Как устроена нервная система у насекомых?
2. Опишите строение глаз у насекомых?
3.Как дышат насекомые?
4. Какими органами образована кровеносная система?
5. Как питаются насекомые?
6. Что такое мальпигиевы сосуды?
3.Тестирование.
Вопрос № 1
Для насекомых характерны следующие признаки:
а) 4 пары ног и ни одной пары усиков;
б) 4 пары ног и 1 пара усиков;
в) головогрудь и брюшко;
г) голова, грудь, брюшко
Вопрос № 2
Какой тип ротового аппарата у комара?
а) Сосущий б) Лизущий в) Грызущий г) Колюще-сосущий
Вопрос № 3
Кислород к тканям насекомых поступают за счет диффузии через:
а) Стенки трахей б) Стенки капилляров в) Стенки легочных мешков
г) Поступление в трахей, а после в капилляры
Вопрос № 4
Органы выделения насекомых?
а) мальпигиевы сосуды б) жировое тело в) почки
г) жировое тело и мальпигиевы сосуды
Вопрос № 5
Число видов насекомых, описанных в настоящее время, составляет примерно:
а) 200 000 б) 550 000 в) 900 000 г) более 1. 000. 000
Вопрос № 6
Какие глаза имеют насекомые? а) простые б) сложные в) одну пару простых глаз
г) две пары сложных глаз
Вопрос № 7
Нервная система насекомых представлена:
а) Надглоточным нервным узлом, подглоточным узлом, брюшной нервной цепочкой
б) Нервных клеток собранных в два нервных ствола
в) Нервных клеток разбросанных по всему телу
Вопрос № 8
Кровеносная система насекомых:
а) Незамкнутая и имеет сердце на спинной стороне тела б) Замкнутая
в) Отсутствует
Вопрос № 9
Дыхальца насекомых расположены:
а) на голове; б) на груди; в) на брюшке и груди
Вопрос № 10
Функция мальпигиевых сосудов и толстой кишки у насекомых:
а) выведение продуктов обмена и всасывание воды;
б) запасание воды;
в) всасывание питательных веществ из гемолимфы
контрольная работа
2. Особенности жизнедеятельности насекомых
Тело насекомых разделено на 3 отдела - голову, грудь и брюшко. Голова снабжена большей частью парою сложных глаз, парою щупалец или усиков и ротовыми придатками, окружающими ротовое отверстие. Придатки эти, в форме верхней и нижней губ и 2 пар челюстей, могут изменять у различных отрядов свою форму и являются то грызущими, то сосущими, колющими или лакающими..
В пищу насекомые используют практически любые органические вещества, как растительного, так и животного происхождения. Они могут питаться как твёрдыми веществами, так и жидкими субстратами. Поэтому исходный грызущий тип их ротового аппарата претерпел существенные изменения, направленные на формирование различных видов хоботков. Например, ротовой аппарат перепончатокрылых сохранил основные свойства грызущего типа. Эти насекомые имеют хорошо развитые жвалы, так необходимые им для ведения строительных работ. Вспомним изящно изготавливаемые соты домашней пчелы или бумажные гнёзда общественных ос. Одиночные перепончатокрылые при изготовлении гнёзд используют различные субстраты - прогрызают норки в древесине, твёрдом и даже каменистом грунте. [ 10. 75-77].
Используются жвалы и при захватывании и транспортировке жертв хищными осами, а при необходимости это и неплохой орган защиты.
Вместе с тем эти насекомые способны питаться нектаром или просто слизывать жидкость с поверхности. Собственно хоботок их состоит из двух задних пар челюстей. Они удлинены и при складывании друг с другом образуют почти замкнутый канал, да ещё и со своеобразным поршнем внутри. С помощью хоботка они способны проникать вглубь венчика цветка к нектарнику. Хоботок бабочек также предназначен для употребления пищи. Но он проще по строению, отличается, как правило, большей длиной и должен считаться наиболее специализированным. Возможности его применения ограничены - только для употребления жидкой доступной пищи. Они работают по принципу насоса. .
Другое дело - Колюще-сосущие хоботки. Они независимо произошли в разных группах насекомых, имеют черты своеобразия в каждой из них. Однако общим для всех является наличие в таком хоботке двух каналов: один - для инъекции слюны, другой - для всасывания пиши. Имеют колюще - сосущие хоботки насекомые нескольких отрядов: кровососущие двукрылые, клопы, блохи, вши, равнокрылые хоботные. Принцип работы таких ротовых аппаратов иной, его можно назвать принципом шприца и насоса. Хоботок прокалывает покровные ткани животных или растений, через слюнной канал инъецирует пищеварительные ферменты или другие биологический активные вещества, а через пищевой канал всасывает пищу. .
Грудь насекомых, слитая из 2 сегментов, несёт 3 пары ног и 2 пары крыльев.
Брюшко состоит по большей частью из 8 члеников.
Нервная система состоит из головного узла, окологлоточных комиссур и брюшной нервной цепочки.
Выделительные органы - в форме трубочек (мальпигиевых сосудов), впадающих в кишечник на границе средней и задней кишок.
Кровеносная система представлена одним спинным сосудом - сердцем, переходящим впереди в головную артерию; дальше кровь из сосуда поступает в синусы между тканями и отдельными органами.
Дыхательные органы в виде дыхательных трубочек или трахей, состоящих из: 2 боковых продольных стволов, сообщающихся с наружной средою с помощью отверстий - дыхалец, помещающихся попарно в члениках тела, и серии более мелких разветвлений воздухоносных каналов, рассеянных между всеми тканями и органами. .
Бактерии: места обитания, строение, процессы жизнедеятельности, значение
3. а) Питание Используют питательные вещества только в относительно небольших молекул, проникающих внутрь клетки. Такой способ питания, характерный для всех организмов растительного происхождения, называют голофитным...
Биоритмы и их роль в жизнедеятельности человека
Биологические ритмы - это периодическое повторение изменения характера и интенсивности биологических процессов и явлений в живых организмах . Выдающийся хронобиолог Ф...
Высшая нервная деятельность
В течение многих веков люди задумывались над удивительной приспособленностью поведения животных и условиям обитания. В 1863 году вышла книга И.М. Сеченова "Рефлексы головного мозга", объяснявшая эти явления...
Гетеротрофные организмы. Окисление органических веществ (дыхание) для энергетического обеспечения жизнедеятельности
Количество энергии, поступающей в организм с пищей, должно обеспечивать подержание равновесного энергетического баланса на фоне неизменной массы тела, физической активности и соответствующих скоростях роста и обновления структур организма...
Инстинктивное поведение
Инстинктивное поведение и научение не существуют в реальном поведении сами по себе, а только совместно, переплетаясь друг с другом в единый поведенческий акт. Однако это не означает...
Насекомые (Insecta), самый крупный класс животных, объединяющий больше видов, чем все прочие группы вместе взятые. Относится к членистоногим беспозвоночным. Как и у всех этих животных, у насекомых сегментированное тело с членистыми придатками...
Классификация насекомых. Первичнобескрылые
Существуют различные классификации насекомых. По одной из них Бессяжковые, Ногохвостки и Двухвостки выделяются в подкласс Скрыточелюстных (Entognatha) и противопоставляются Настоящим, или Открыточелюстным насекомым (Ectognatha)...
Микробиология рыбы и рыбных продуктов
Эффективным способом сохранения качества гидробионтов является замораживание, при котором уничтожается большая часть микроорганизмов (60-90 %). Поступающие на холодильное хранение гидробионты бывают контаминированы микроорганизмами...
Особенности класса насекомых
Тело взрослых насекомых, как и у всех членистоногих, покрыто хитиновым покровом, выполняющим роль наружного скелета, и разделено на голову, грудь и брюшко, что отличает их от других членистоногих. Сегменты головы слиты в общую массу...
Особенности класса насекомых
Насекомые раздельнополы. Половые железы у них парные. У самцов в брюшке расположены семенники, от которых отходят семяпроводы, впадающие в семяизвергательный канал. Яичники самок открываются в яйцеводы...
Оценка степени адаптации климатипов сосны обыкновенной различного географического происхождения
Общие требования охраны труда изложены в Инструкции "Общие требования по охране труда для работников, занятых на лесосечных и лесокультурных работах"...
Проблемы геронтологии
Геронтология - (от греч. geron, родительный падеж gerontos- старик и... логия), раздел медико-биологической науки, изучающий явления старения живых организмов, в том числе и человека...
Сущность и развитие гелиобиологии
«Околоодиннадцатилетние» ритмы солнечной активности важны для прогнозирования, например, эпидемий и социальных катаклизмов. Такой прогноз (времени и частоты колебаний циклов СА) выполнен на период до 2100 года ХХI век, по нашим данным...
Терморегуляция животных
Системы, регулирующие температуру у насекомых, изучены лучше, чем у других беспозвоночных, с одной стороны, очевидно, в результате того, что у насекомых имеются многообразные терморегуляторные возможности. С другой стороны...
Физиология клеточного возбуждения
Для подробного рассмотрения роли возбуждения в жизнедеятельности рассмотрим значение данного процесса для работы основных систем органов организма человека...
Типичным представителем класса Насекомые являются хрущ майский (Melolontha melolontha). Длина тела достигает от 5 до 60 мм, размах крыльев не превышает четырех сантиметров.
Особенности внешнего строения
Отделы тела - голова, грудь и брюшко, каждый из которых выполняет свои функции. Председатель образована из 6 сегментов, которые полностью сливаются. На голове есть усики, глаза и ротовые органы. Усиков, которые называют антеннами или сяжки - одна пара. В жука они пластинчатые и выполняют функцию органа обоняния. Рота органов три пары: верхние челюсти (мандибулы), нижние челюсти (максил) и верхняя и нижняя губы. Эти органы образуют грызущий ротовой аппарат. На нижних челюстях и нижней губе есть выросты - щупики, которые выполняют функцию органов осязания и вкуса. Наряду с усиками расположены сложные (фасеточные) глаза. У насекомых они могут быть простыми и сложными.
В зависимости от типа пищи, ротовые органы насекомых видоизменяются, что приводит к формированию различных типов ротовых аппаратов:
грызущий ротовой аппарат - ротовые органы, к которым относятся верхняя и нижняя губы, верхние и нижние челюсти (например, бабки, жуки, тараканы, прямокрылые, термиты, муравьи)
грызущих-лижущим ротовой аппарат - ротовые органы, у которых нижняя губа и нижние челюсти образуют хоботок, а верхние челюсти потеряли жевательную функцию и участвуют в построении сот (пчелы, шмели)
сосущий ротовой аппарат - ротовые органы превращены в хоботок, который приспособлен к питанию нектаром из цветков (бабочки)
колюще-сосущий ротовой аппарат - ротовые органы, в которых нижняя губа образует хоботок для всасывания жидкостей, а верхние и нижние челюсти превращены в длинные колючие стилеты для прокалывания покровов тела (клопы, тли, вши, некоторые двукрылые).
Некоторые взрослые насекомые (тутовый шелкопряд, оводы) не подпитываются, поэтому ротовые органы у них не функционируют и очень уменьшены.
Грудной отдел состоит из трех сегментов (передне-, средне- и заднегрудь), которые имеют органы движения - ноги и в крылатых насекомых - крылья. На каждом сегменте груди - по одной паре конечностей, и поэтому у насекомых 3 пары ходильных ног, из-за чего их еще называют гексапод (шестиногими). В других насекомых эти конечности могут выполнять другие функции и поэтому выделяют следующие их типы: прыгательные, плавательные, хватательные, роющие, бегающие и тому подобное. Ко второму и третьему сегментов у насекомых присоединены две пары крыльев. Крылья является складками покровов, стенки которых построены из верхнего и нижнего слоев эпителиальных клеток, покрытых кутикулой. Между этими слоями есть щель с гемолимфы. Опорный каркас крыла образует система продольных и поперечных утолщений, которые называются жилками. В жука первая пара видоизменяется в жесткие надкрылья. Надкрылья - видоизмененные передние крылья, которые защищают перепончатые крылья от повреждений в то время, когда насекомое не летает.
Брюшко образовано разным количеством сегментов (не более двенадцати) и в нем размещена основная масса внутренних органов. Этот отдел лишен конечностей, имеет отверстия трахейной системы - дыхальца, и завершается яйцекладом.
Покровы представлены гиподермой и хитиновой кутикулой с восковидным пленкой, которая препятствует испарению воды. На теле насекомого есть многочисленные волоски, выполняющие функцию органов осязания, создают воздушный слой, который защищает тело от воды во время дождя, от перегрева, обусловливают окраску и тому подобное. На поверхность тела открываются протоки пахучих желез, которые помогают особям находить друг друга во время размножения. В других насекомых могут быть ядовиты (в мохнатых гусениц), восковые (у пчел), шелковые (у личинок бабочек) и другие железы.
Особенности внутреннего строения и процессов жизнедеятельности
Пищеварительная система состоит из переднего (ротовая полость со слюнными железами, глотка, пищевод, желудок), среднего (средняя кишка с пилорических придатками, без печени) и заднего (задняя кишка с анусом) отделов. Хрущ питается растительной пищей, поэтому в выростах его кишки являются симбиотические микроорганизмы, выделяющие ферменты для переваривания клетчатки. У личинок кишка имеет сравнительно большую длину и пища задерживается в организме на длительное время. Всасывания воды с целью предотвращения ее потери происходит в задней кишке с помощью ректальных желез.
Дыхательная система - трахейному типа. По всему телу разветвляется система трахейных трубочек, которые открываются на брюшке дихальцями- стигмами (на одном сегменте - пара). Перемещается воздух в этой системе благодаря диффузии и движениям брюшка.
Кровеносная система незамкнутая. Сердце трубчатые, расположенный в спинной части брюшка.
Жидкость системы - гемолимфа - бесцветная и не участвует в транспортировке газов, что связано с развитием трахей. Она осуществляет такие функции, как транспорт питательных
Внутреннее строение жука майского: А - усики; Б - навкологлоткове нервное кольцо: В - декабре ганглии; Г - трахеи; Д - сердце; Е - яичник; Ж - мальпигиевы сосуды; С - дыхальце; И - зоб; И - желудок
веществ, перенос продуктов обмена, распределение гормонов, защита с помощью клеток-фагоцитов от микроорганизмов и др. Циркуляция гемолимфы осуществляется сокращениями сердца. При растяжении стенок сердца с помощью мышц гемолимфа через боковые отверстия (Остии) попадает в сердце, а при сокращении клапаны закрывают ости и жидкость поступает в артерии.
Выделительная система представлена мальпигиевыми сосудами и жировой телом. Мальпигиевы сосуды - это выделительные трубочки на границе средней и задней кишки. Количество этих выростов изменяется от 2 до 150. Жировое тело - рыхлая соединительная ткань, которая, помимо прочих функций, поглощает продукты обмена.
Нервная система - узлового цепного типа, для которой характерен хорошо развит "мозг" - надглоточного скопления нейронов. В нем выделяют С отделы - передний, средний и задний. Передний отдел построен сложнее и обеспечивает сложные формы поведения. Брюшной цепочка состоит из пидглоткового узла и, как правило, 10 грудных и брюшных увеличенных ганглиев.
Поведение очень сложная и определяется взаимодействием безусловных и условных рефлексов. Большую роль для насекомых имеют такие врожденные формы поведения как инстинкты.
Эндокринная система осуществляет гуморальную регуляцию с помощью гормонов, которые выделяются надглоточным и подглоточный узлами, придатками мозга и др. Особое значение для насекомых имеют такие биологически активные вещества, как экдизон, которые влияют на линьку, " ювенильный гормон" - тормозит созревание, феромоны влияют на представителей своего вида, половые аттрактанты - привлекают особей противоположного пола во время размножения и др.
Органы чувств - самые разнообразные, что связано с общим высоким уровнем организации и сложным поведением насекомых. В основном это волосы или другие творения с рецептором внутри: органы зрения - глаза сложные фасеточные и простые, органы обоняния - усики, орган вкуса - на ротовых органах и на других частях тела, органы осязания - чувствительные волоски на покровах тела, органы слуха (тимпанальной органы, хордотональни органы ) находятся на брюшке (у кузнечиков - на ногах). В майских жуков, как и в других летающих насекомых, в основе усиков есть специальные Джонстон органы для контроля за скоростью и направлением полета.
Размножения. Майские жуки, как и почти все насекомые, - раздельнополые. Оплодотворение внутреннее. Половой диморфизм жука майского выражается в том, что на усиках самцов семь члеников, а у самок их только шесть; самки имеют яйцеклад для откладывания яиц, расширенные голени конечностей для зарывание их в почву и др.
Развитие у майского жука - косвенный, при котором в жизненном цикле наблюдается куколка. Куколка - стадия развития насекомых с полным превращением, в которой происходит внутренняя перестройка, в результате которой насекомое превращается из личинки во взрослую особь. Преобразование от яйца до стадии взрослого насекомого регулируется гормонами и продолжается в жука несколько лет.
Развитие в большинстве насекомых, как правило, непрямой, но есть прямой:
1) прямой (в первиннобезкрилих насекомых, или щетинкохвосток)
2) косвенный (или развитие с превращением - метаморфозом):
■ с полным превращением: яйцо - личинка - куколка - имаго (в жесткокрылых, перепончатокрылых, чешуекрылых, двукрылых, блох )
■ с неполным превращением: яйцо - личинка - имаго (в прямокрылых, тараканов, клопов ).
Биологическое значение преобразования заключается в том, что: а) личинки и взрослые особи живут в разных условиях и поэтому не конкурируют за место обитания и пищу; б) насекомые имеют большую возможность выжить при неблагоприятных условиях жизни (низкая температура, отсутствие пищи) на той или иной менее уязвимой стадии развития, в целом способствует увеличению численности особей вида.
Класс Насекомые объединяет более 1 млн. видов членистоногих животных, для которых характерно расчленение тела на три отдела: голову, грудь и брюшко. На груди находится три пары ног, брюшко лишено конечностей. Большинство имеют крылья и способны к активному полету.
© Внешнее строение . На голове насекомых имеются сложные (фасеточные) глаза, у некоторых видов, кроме них, имеются и простые глаза. На голове имеются четыре пары придатков: первая пара - усики (антенны), органы обоняния, остальные три пары образуют ротовой аппарат. Верхняя губа прикрывает верхние челюсти. Вторая пара ротовых придатков образует верхние челюсти, третья пара - нижние челюсти, четвертая пара срастается и образует нижнюю губу. На нижней челюсти и нижней губе могут находиться по паре щупиков. К ротовому аппарату относится язык - хитиновое выпячивание дна ротовой полости. В связи с типом питания, ротовые аппараты могут быть различных типов (рис. 128):
¨ грызущего типа - характерны для насекомых, питающихся жесткой растительной пищей (жуки, прямокрылые, тараканы и др.) - наиболее древний, исходный тип ротовых аппаратов;
¨ грызуще - сосущие ротовые аппараты у пчел;
¨ колюще - сосущие ротовые аппараты у клопов, комаров;
¨ сосущие ротовые аппараты у бабочек;
¨ лижущий ротовой аппарат у мух.
Грудь состоит из трех члеников: передне-, средне- и заднегрудь. На каждом сегменте находится по паре ног, на средне- и заднегруди у летающих видов находится чаще всего две пары крыльев. Конечности членистые, образующие с помощью суставов систему рычагов. В связи с образом жизни ноги бывают бегательными, прыгательными, плавательными, копательными, хватательными и другими.
Брюшко у наиболее эволюционно продвинутых характеризуется уменьшением числа сегментов (от 11 до 4-5 у перепончатокрылых и двукрылых). На брюшке у низших насекомых есть парные конечности, у высших насекомых они видоизменяются в яйцеклад или другие органы.
Покровы состоят из кутикулы и гиподермы, которые защищают насекомых от механических повреждений, потери воды, являются наружным скелетом.
Мышцы насекомых по гистологическому строению относятся к поперечнополосатым, они отличаются высокой дифференциацией и способностью к очень высокой частоте сокращений (до 1000 раз в сек.)
© Пищеварительная система начинается ротовыми конечностями и ротовой полостью, в которую открываются протоки слюнных желез. Слюнные железы могут видоизменяться и вырабатывать шелковистую нить, превращаясь в прядильные железы (у гусениц многих видов бабочек). Передняя кишка включает глотку, пищевод, у некоторых видов насекомых имеется расширение - зоб. У видов, питающихся твердой пищей, за зобом находится жевательный желудок, в котором находятся хитиновые складки - зубцы, способствующие перетиранию пищи. Средняя кишка может иметь слепые выросты, увеличивающие поверхность всасывания. Задняя кишка заканчивается анальным отверстием. На границе между средней и задней кишкой просвет кишечника открываются многочисленные слепо замкнутые мальпигиевы сосуды (рис. 129).
У многих насекомых в кишечнике поселяются простейшие и бактерии, способные переваривать клетчатку. Среди насекомых существуют всеядные виды (тараканы), растительноядные, хищные. Существуют виды, питающиеся падалью, продуктами гниения - навозом, растительными остатками. Некоторые виды приспособились переваривать такие малопитательные вещества, как воск, волосы.
|
Рис. 130. Строение трахей насекомых.
Активно передвигающиеся насекомые могут совершать дыхательные движения с помощью расширения и сжатия брюшка. У многих личинок, живущих в воде (стрекозы, поденки), имеются так называемые трахейные жабры , стигм нет, трахейная система замкнутая. У некоторых личинок, живущих в воде, встречаются жабры, не имеющие трахей, газообмен происходит только через покровы, в этих случаях кислород транспортируется гемолимфой.
Кровеносная система развита у насекомых сравнительно слабо. Сердце находится в околосердечном синусе, на спинной стороне брюшка, и представляет собой трубку, слепо замкнутую на заднем конце, разделенную на камеры и имеющую по бокам парные отверстия с клапанами -остии. К каждой камере сердца подходят мышцы, обеспечивающие ее сокращение. Гемолимфа движется в переднюю часть тела, в единственный сосуд - в головную аорту - и выливается в полость тела. Через многочисленные отверстия гемолимфа попадает внутрь околосердечного синуса, затем через остии, при расширении сердечной камеры, засасывается в сердце (рис. 131).
Гемолимфа не имеет дыхательных пигментов и представляет желтоватую жидкость, содержащую фагоциты. Основная ее функция - транспорт питательных веществ ко всем органам и продуктов обмена к органам выделения. Дыхательная функция гемолимфы незначительна, но у некоторых водных личинок насекомых (у мотыля, личинок комаров-звонцов) гемолимфа имеет гемоглобин, окрашена в ярко-красный цвет и отвечает за транспорт газов.
© Органы выделения . К ним у насекомых относятся мальпигиевы сосуды и жировое тело. Мальпигиевы сосуды (в количестве до 200 и более) поглощают из гемолимфы продукты обмена веществ. Продукты белкового обмена превращаются в кристаллы мочевой кислоты, жидкость активно реабсорбируется эпителием сосудов и возвращается в организм, а кристаллы мочевой кислоты попадают в заднюю кишку. Жировое тело насекомых, помимо основной функции - аккумуляции запасных питательных веществ, служит еще и «почкой накопления», в ней есть особые экскреторные клетки, которые постепенно насыщаются труднорастворимой мочевой кислотой.
© Нервная система . ЦНСнасекомых состоит из головного мозга, подглоточного ганглия и сегментарных ганглиев брюшной нервной цепочки (рис. 132). Периферическая нервная система представлена нервами, отходящими от ЦНС, и органами чувств. Продолжается тенденция к слиянию ганглиев, у некоторых насекомых грудные и брюшные сегментарные ганглии сливаются в грудные и брюшные нервные узлы. Наиболее сложный головной мозг развивается у общественных насекомых: муравьев, пчел, термитов.
Органы чувств насекомых многообразны и сложны. Они имеют сложные глаза и простые глазки. Сложные глаза состоят из омматидиев , число которых у различных видов насекомых неодинаково. У стрекоз каждый глаз состоит из 28000 омматидиев, у муравьев, особенно у особей, обитающих под землей, число омматидиев снижается до 8 - 9. Зрение у некоторых насекомых цветное, цветовосприятие сдвинуто в сторону коротковолновых лучей: они видят ультрафиолетовую часть спектра и не видят красные цвета. Зрение мозаичное. Роль простых глазков до конца не изучена, но доказано, что они воспринимают поляризованный свет.
Многие насекомые способны издавать звуки и слышать их. Органы слуха могут располагаться на голенях передних ног, у основания крыльев, на передних сегментах брюшка. Органы, издающие звуки, у насекомых также разнообразны.
Органы обоняния расположены в основном на антеннах, которые наиболее развиты у самцов. Органы вкуса располагаются не только в ротовой полости, но и на других органах, например на ножках - у бабочек, пчел, мух, и даже на усиках - у пчел, муравьев.
На всей поверхности тела насекомого находятся сенсорные клетки, которые связаны с чувствительным волоском. При изменении влажности, давления, дуновении ветра, при механическом воздействии изменяется положение волоска, возбуждается рецепторная клетка и передает сигнал в головной мозг.
Многие насекомые воспринимают магнитные поля и их изменение, но где находятся органы, воспринимающие эти поля, пока неизвестно.
© Органы размножения . Насекомые раздельнополы. У многих насекомых проявляется половой диморфизм - самцы могут быть мельче (у многих бабочек) или иметь совершенно другую окраску (бабочки непарного шелкопряда), иногда самцы имеют более крупные усики, у некоторых видов сильно развиваются отдельные органы - верхние челюсти у самца жука-оленя. У самцов в брюшке имеются семенники, от которых отходят семяпроводы, заканчивающиеся непарным семяизвергательным каналом. У самок имеются два яичника, они открываются в парные яйцеводы, которые ниже соединяются в непарное влагалище.
При спаривании семя самца вводится в совокупительную сумку и семяприемник, откуда попадает во влагалище, где и происходит оплодотворение яиц. У некоторых видов сперматозоиды в семяприемнике сохраняются живыми несколько лет. У пчелиной матки, например, брачный полет бывает раз в жизни, а живет и откладывает яички она 4-5 лет.
У насекомых известны случаи партеногенетического размножения (без оплодотворения). Самки тлей в течение всего лета из неоплодотворенных яичек отрождают личинок, из которые развиваются самки, только осенью из личинок образуются как самцы, так и самки, происходит спаривание, и зимуют оплодотворенные яички. Из партеногенетических яичек общественных перепончатокрылых образуются самцы. Половые железы трутней у пчел остаются гаплоидными, а клетки тела восстанавливают диплоидность.
© Развитие насекомых делится на два периода - эмбриональное, включающее развитие зародыша в яйце, и постэмбриональное, которое начинается с момента выхода молодого животного из яйца. Постэмбриональное развитие происходит с метаморфозом, по его характеру они делятся на насекомых с неполным превращением и насекомых с полным превращением.
К насекомым с полным превращением относятся насекомые, у которых личинка резко отличается от взрослой стадии имаго, присутствует стадия куколки , во время которой происходит перестройка организма личинки и формируются органы взрослого насекомого. Из куколки выходит взрослое насекомое. Насекомые с полным превращением во взрослом состоянии не линяют. К насекомым с полным превращением относятся, например, отряды: Жесткокрылые, Перепончатокрылые, Двукрылые, Чешуекрылые и другие.
У насекомых с неполным превращением стадия куколки отсутствует, из яйца выходит личинка (нимфа), похожая на взрослое насекомое, но крылья и половые железы недоразвиты. Личинки несколько раз линяют, и после последней линьки появляются крылатые взрослые насекомые с развитыми гонадами. К насекомым с неполным превращением относятся, например, отряды: Таракановые, Богомоловые, Прямокрылые, Вши, Равнокрылые и другие.
У насекомых отряда Жесткокрылые (Coleoptera) первая пара крыльев превращена в жесткие надкрылья, ротовой аппарат грызущего типа. У майского жука развитие личинки продолжается под землей несколько лет. Личинка имеет хорошо выраженную голову с ротовым аппаратом грызущего типа, три пары членистых конечностей, совершенно не похожа на жука. Первый год личинка питается перегноем, второй - корнями трав, третий - корнями кустарников и деревьев, чем приносят большой вред молодым древесным насаждениям. На четвертый год в конце весны личинка превращается в куколку и осенью из куколки выходит молодой жук. На поверхность почвы жук выходит весной следующего года. Личинки жуков-короедов, усачей, приносят большой вред лесу и саду, повреждая древесину деревьев, колорадский жук является опасным вредителем картофеля, листьями которого питаются и личинки, и взрослые жуки. Личинки жуков-щелкунов называют проволочными червями, они приносят вред злаковым культурам, подгрызая корни. Хлебные жуки питаются мягкими зернами хлебных злаков, а их личинки грызут корни.
Большую пользу приносят хищные жуки жужелицы , божьи коровки и их личинки, питающиеся тлями. Многие жуки являются санитарами, очищая природу от трупов и навоза (скарабеи , навозники , мертвоеды , могильщики ).
У бабочек ротовой аппарат сосущего типа, две пары крупных крыльев покрыты хитиновыми чешуйками, которые образуют причудливые и сложные рисунки. Окраска может быть предостерегающей , предупреждающей о несъедобности, покровительственной , выражающейся в сходстве с защищенным животным или несъедобным объектом. В то же время окраска носит опознавательный характер.
Личинки бабочек - гусеницы - имеют червеобразную форму, на голове - ротовой аппарат грызущего типа. На грудных сегментах они имеют три пары членистых ножек, остальные - нерасчлененные ложные ножки. Среди чешуекрылых много видов, гусеницы которых являются вредителями лесов и садов. Питаясь листьями, они приносят огромный вред лиственным деревьям. Посещая цветки, чешуекрылые играют существенную роль в опылении. Тутовый шелкопряд используется человеком для получения натурального шелка. В настоящее время тутовый шелкопряд в дикой природе не встречается.
Многие чешуекрылые стали редкими и занесены в Красные книги.
Крылья перепончатые, две пары, вторая пара меньше, чем первая, при полете сцеплены в единую летательную поверхность при помощи крючков. На голове имеется пара сложных фасеточных глаз и три простых глазка. Среди них есть и вредители (пилильщики , рогохвосты , орехотворки ), и полезные для человека виды. Домашние пчелы являются поставщиками меда, воска, прополиса; шмели - прекрасные опылители, муравьи уничтожают огромное количество вредных насекомых.
Наездники (трихограмма , теленомус , белянковый наездник ) откладывают свои яички в яйца других насекомых (яйцееды ), в их личинки (личинкоеды ) и даже во взрослых насекомых (имагоеды ). Вышедшие из них личинки поедают свою жертву, снижая численность вредных для человека насекомых. Сдерживание вредной деятельности с помощью использования естественных врагов называют биологическим способом борьбы.
К этому отряду относятся наиболее высокоорганизованные насекомые, обладающие одной парой крыльев, вторая пара превращена в орган равновесия - жужжальца . Ротовые аппараты колющие или лижущие. Личинки безногие, у мух и безголовые. Велико отрицательное значение двукрылых: они являются механическими переносчиками возбудителей кишечных инфекций и яиц гельминтов; некоторые двукрылые - кровососы, могут переносить возбудителей серьезных заболеваний. Например, муха цеце - переносчик возбудителя сонной болезни, москиты - лейшманиоза, слепни - туляремии и сибирской язвы, малярийный комар (рода Анофелес) - малярии.
В отличие от других комаров, самка малярийного комара откладывает яички по одиночке, не приклеивая их друг к другу. Яйца имеют воздушные камеры и плавают на поверхности. Из яиц выходят личинки, располагающиеся параллельно поверхности воды, а не под углом, как личинки комаров-пискунов (рода Кулекс). При посадке брюшко малярийного комара находится под углом к поверхности (рис. 133), у комара-пискуна - параллельно поверхности. Но и комары рода Кулекс на Дальнем Востоке распространяют тяжелое вирусное заболевание - японский энцефалит.
Большой вред животноводству приносят оводы . Эти крупные мухи не питаются, ротовой аппарат у них не развит. Одни откладывают свои яички или личинки на поверхность тела овец, лошадей, крупного рогатого скота. Другие - в носовые полости животных. Личинки поселяются под кожей, в желудке, носоглотке, лобных и челюстных пазухах, приносят своим хозяевам большие мучения. В конце концов, личинка попадает в почву, где и окукливается.Более 20000 видов насекомых с неполным превращением. Характерны задние ноги прыгательного типа, грызущий ротовой аппарат.
Из этого отряда наиболее известны насекомые из семейства Кузнечики, семейства Сверчки, семейства Медведки, семейства Саранчовые. У кузнечиков длинные усики, питаются растительной и животной пищей, обычно имеют зеленую окраску. Большой вред сельскому хозяйству приносят некоторые виды саранчи, уничтожая посевы на сотнях гектаров. У них усики короткие, яйцеклад короткий, крючкообразный. Ощутимый вред приносят медведки, часто повреждающие подземные органы растений.
Насекомые - настоящие наземные беспозвоночные. Класс насчитывает около 1 млн. видов. Тело насекомых четко разделено на голову, грудь, брюшко. Голова образована четырьмя сегментами. Грудной отдел состоит из трех сегментов, у каждого одна пара конечностей. Второй и третий сегменты на спинной стороне обычно несут по паре крыльев. Брюшко состоит из 8-12 члеников.
Общая характеристика
Типичным представителем этого класса является майский жук. Длина его составляет 2-2,5см. Форма тела цилиндрическая. Цвет - светло-коричневый. По бокам брюшка имеются характерные треугольные белые пятна.
Майский жук — типичный представитель класса Насекомые
На голове майского жука располагаются органы чувств и ротовые органы. Органами чувств насекомых являются два фасеточных глаза. Впереди глаз находится пара усиков с расширенными пластинками на конце, выполняющими роль органов обоняния.
Органы осязания и вкуса - щупики. Они находятся попарно на нижней губе и на нижних челюстях. К ротовым органам относятся верхняя и нижняя губы, верхние и нижние челюсти. Верхняя губа и верхние челюсти одночленные. Нижняя губа и нижние челюсти многочленные.
По характеру строения ротовых органов у насекомых различают грызущие, колюще-сосущие, лакающие, режуще-сосущие и другие ротовые аппараты, что связано с разнообразием пищи, употребляемой разными насекомыми.
Майский жук относится к отряду жуков или жесткокрылых. У насекомых, относящихся к этому отряду, первая пара крыльев превратилась в жесткие надкрылья, служащие чехлом для второй пары перепончатых крыльев, используемых при полете.
Прежде чем взлететь, майский жук приподнимает надкрылья, отводит их в сторону и расправляет сложенные под ними перепончатые крылья. Во время полета крылья выполняют такую же роль, как несущие плоскости у самолета, а надкрылья - ту же роль, что пропеллер самолета.
Ноги майского жука снабжены острыми коготками, что помогает ему крепко цепляться за листья и веточки.
Брюшко майского жука состоит из 8 сегментов; их видно только с нижней стороны, так как верхняя его часть почти вся (за исключением заостренного кончика брюшка) скрыта надкрыльями.
Питание насекомых . Питается майский жук молодыми листьями деревьев. Проглоченная пища через пищевод попадает в объемистый зоб, а из него в желудок, где перетирается хитиновыми зубчиками. В кишке измельченная пища окончательно переваривается и всасывается, а непереваренные остатки попадают в заднюю кишку и выбрасываются наружу через заднепроходное отверстие.
Дыхательная система у насекомых представлена трахеями. Это многочисленные ветвящиеся трубки, в которые воздух попадает через специальные отверстия - дыхальца, или стигмы. Трахеи распределяют воздух по телу, достигая всех органов. Работа органов дыхания насекомых связана с работой мышечной системы брюшка: при его сокращении воздух выталкивается из трахей, а при расширении брюшка в них попадает свежий воздух.
Кровеносная система насекомых представлена сердцем и сосудами. Сердце и аорта расположены на спинной стороне. В связи с тем, что имеется разветвленная сеть трахей, кровеносная система развита слабо и лишена функции переносчика кислорода. Жидкость, циркулирующая по кровеносной системе, называется гемолимфой. В ней находятся белые кровяные тельца.
Органы выделения насекомых - многочисленные трубочки (мальпигиевы сосуды), впадающие на границе средней и задней кишок. Просвет их заполнен зернами мочевой кислоты - главным продуктом диссимиляции у насекомых. Кроме того, выделительную функцию несет жировое тело. В нем также скапливается, хотя и не удаляется из тела, мочевая кислота, поэтому с возрастом концентрация ее в жировом теле увеличивается. Жировое тело является «почкой» накопления. Однако основная функция жирового тела - накопление запасных питательных веществ: жира, гликогена, белка.
Нервная система насекомых построена по типу брюшной нервной цепочки, однако может достигать очень высокого уровня развития и специализации. Центральная нервная система включает головной мозг, подглоточный ганглий и сегментарные ганглии брюшной нервной цепочки, расположенные в туловище. Головной мозг отличается очень сложным гистологическим строением. У большинства насекомых ганглии брюшной нервной цепочки концентрируются в продольном направлении.
Размножаются майские жуки половым путем. Оплодотворенная самка зарывается в почву и откладывает яйца. В них развиваются личинки, которые покидают оболочки яиц в конце лета. Личинки питаются перегноем.
Осенью они проникают глубоко в почву, перезимовывают, а весной поднимаются к поверхности почвы и на протяжении всего лета питаются корнями травянистых растений и сеянцев сосны. Зимуют опять глубоко в почве и лишь на третье лето выросшие личинки способны питаться корнями кустарников и деревьев, от чего молодые деревца часто засыхают.
В куколку личинка превращается только после того, как она перезимует третий раз и сильно увеличится в размерах. Это происходит в конце весны, а к осени из нее выходит взрослый майский жук. В начале мягкие его покровы бесцветны, потом они твердеют и становятся окрашенными. Перезимовав еще раз в земле, жуки выползают на ее поверхность весной. Массовый лет их происходит в весенние месяцы в сумерки.
Основной вред лесному хозяйству приносят не взрослые жуки, а их личинки. Это связано с тем, что начиная со второго года, они питаются корнями деревьев и губят молодые растения и сеянцы.
Естественными врагами майских жуков являются птицы (скворцы, грачи) и млекопитающие (кроты, летучие мыши). Этих птиц и зверей необходимо всячески охранять.
