家鸽
教学目标1.通过学习家鸽的生活习性、形态、结构、生理、生殖和发育,理解鸟类适应飞行生活的特点,并掌握鸟类的主要特征。
2.通过“观察和解剖家鸽”的实验,继续培养观察能力和实验能力;通过理解家鸽适于飞行的特点及对问题的分析,继续培养分析综合能力。
3.通过理解家鸽适于飞行的特点,继续进行生物体的结构与功能,生物与环境相统一的辩证观点教育。
重点、难点分析
本节教学重点包括:家鸽适于飞行生活的形态结构特点和生理特点;鸟纲的主要特征。
教学难点 是家鸽的双重呼吸。
1.进化的观点和适应的观点是动物学学习中二条鲜明的红线,教师应在教学中不断有意识强化这一观点,鸟类的教学中也不例外。鸟类是从古代爬行动物进化来的,鸟类是一类既适于陆地上生活,更适于飞行生活的高等的脊椎动物,其形态结构和生理特点与飞行生活高度适应,是使学生树立进化观点和适应观点的典型材料。因此家鸽适应飞行生活的形态结构和生理特点应是本节的教学重点。
2.在学习家鸽形态结构和生理特点以后,概括鸟类的共同特征,既是更深入、全面了解鸟类的需要,在教学中还可以培养学生分析概括问题的能力和解决问题的能力,因此,这部分内容,同样应该作为教学重点。
3.另外,在这部分的学习中,仍有些概念是应该理解的,如恒温动物、双重呼吸的概念等。尤其鸟类的双重呼吸是理解鸟类飞行生活高代谢、高耗氧的关键点,但对学生来说,较抽象,难理解,应想办法突破这一教学难点 。
教学过程 设计
一、本课题参考课时为2课时
二、第一课时
本节课以观察家鸽的外形、肌肉和骨骼为主,学习观察、测量方法。需准备活家鸽、家鸽骨骼标本、测量用尺子、体温表等。
1.家鸽的外形
分组观察、测量家鸽,并填入表格。
测量方法:
全长(体长):自上喙先端至尾端的直线距离。
嘴峰长:自上喙先端至嘴基生羽的直线距离。
翼长:自翼角(腕关节处)至最长飞羽先端的直线距离。
附跖长:自肱骨与跗跖关节的中点至跗跖与中趾关节前下方的直线距离。
尾长:自尾羽基部至最长尾羽先端的直线距离。
将各组的测量数据汇总,得出家鸽各部位的数据。
结合教材中家鸽的外部形态,在观察的基础上,讨论家鸽外形适应飞行生活的特点。总结出身体呈流线型、前肢变成翼、体表被覆羽毛是适应飞行生活的关键。
在讨论中还可以让家里养过家鸽的同学,谈谈“养鸽轶事”。
2.关于家鸽的体温
在本节课中还可以安排学生实际测量家鸽的体温,测量部位可以是翼下或大腿内侧,记录测量数据。
教师可以在课前带领课外小组的同学,在不同温度的环境中测量家鸽的体温,并记录。
课上教师出示与学生共同测量的家鸽体温,并与学生一起讨论,得出家鸽体温基本恒定在10℃左右,由此得出家鸽体温较高和基本恒定的结论。
测量家鸽心跳频率。家鸽心跳频率一般在400次/分钟左右,较哺乳动物快得多,为下节课讲家鸽的新陈代谢作准备。
3.肌肉和骨骼
师生共同研究家鸽的骨骼标本,教师可以收集一些家鸽或鸡的骨,观察骨中空的情况。
家鸽骨骼的特点是:有的很薄,有的愈合在一起,有的中空,龙骨突发达。
家鸽肌肉的特点:胸肌发达,一端固定在龙骨突上,能够有力地牵动两翼运动。
由于有食用家禽的经验,再研究家鸽的骨骼和肌肉的特点,学生应该能够很快地确认事实,找到解释日常生活问题的依据,同时,理解鸟类的体形和骨骼肌肉对飞行生活的适应。
本节课可以让学生充分地进行观察活动,这样可以在对鸟类充分观察的基础上,为下面学习家鸽内部结构和生理功能奠定基础。
三、第二课时
本节课主要研究家鸽的内部结构和生理功能,可以和解剖家鸽同步进行。
1.呼吸
实验表明,一只飞行中的鸟类所消耗的氧气,比休息时大21倍。它如何得到这么多氧气呢?
打开家鸽体腔就能看到分布于家鸽体腔内的气囊,剪断气管,插入玻璃管(或塑料管),接口处用线扎紧,用力向玻璃管内吹气,可看到内脏浮动及内脏间气囊的膨大。仔细观察气囊与哪些结构相连,有什么生理功能?
可进一步出示肺与气囊的关系模式图和气体交换模式图,师生共同研究家鸽的气囊在气体交换中的作用。
当家鸽飞行时,两翼上下扇动,这样就促使气囊扩张和收缩。当两翼举起时,气囊扩张,外界的空气就进入肺里,其中大量空气在肺内进行气体交换,也有一部分空气进入气囊。当两翼下垂时,气囊收缩,气囊里的空气又经过肺而最后排出体外。这样,每呼吸一次空气就两次经过肺,在肺里进行两次气体交换。这种特殊的呼吸方式,叫做双重呼吸。
一些研究指出,鸟类在飞翔时,其扇翅的频率并不都与呼吸频率相一致。鸽和乌鸦扇翅与呼吸的频率比为1∶1,而那些扇翅快的种类(雉鸡、山鹑和野鸭)则为5∶1,而且这种协调关系在飞翔中是有变化的。
气囊除了辅助呼吸以外,还有助于减轻身体的比重,减少肌肉间以及内脏间的摩擦,还是快速热代谢的冷却系统。(有人计算过一只飞着的鸽,摄入空气的3/4是用于冷却。)
2、摄食和消化
解剖家鸽内脏,找到消化系统各部分结构,观察、思考,有哪些结构特点和飞行生活相适应。
3.心脏和血液循环
解剖家鸽的心脏,可以看到已完全分成了左心房、右心房、左心室和右心室。想一想跟鱼和爬行动物相比,家鸽的血液输送氧气的能力如何?
绘制家鸽血液循环的路线,并解释它是如何完成循环功能的?
4.体温恒定
鸟类和哺乳类都是恒温动物。家鸽能够保持恒定的体温,是因为它具有较好的产热和散热的生理功能。它是如何产热和散热的?
5.生殖和发育
在生殖时期,雄鸽将精子送入雌鸽体内,精子和卵细胞结合成受精卵,完成体内受精,解剖鸽卵,观察各部分结构特点,有什么生理功能?哪部分是卵细胞?绘图。
家鸽的胚胎发育开始于体内,卵产出后,要经过雌雄亲鸟交替孵卵,在亲鸽体温的影响下,雏鸽破壳而出。刚孵出的雏鸽,需要亲鸽喂养。
6.鸟纲的共同特征
我们以家鸽为例,学习了鸟类的主要特征,现在让我们一起来归纳。师生共同边总结边填表:
进一步归纳鸟纲的共同特征。
小资料
1.鸟类飞翔的代谢活动
一般说来,飞翔是比奔跑更为节约能量的运动方式,例如一只体重10克的鸟飞行1千米,其所消耗的能量尚不足同等体重的老鼠奔跑同等距离所耗能量的1%。由于鸟类飞行的类型、翼的形状以及飞行速度等方面的变化,其基础代谢率也随之改变,变动范围可达2025倍。雨燕及家燕快速滑翔的基础代谢率很低,而“悬停”飞翔时的蜂鸟的基础代谢率可比平时高7~17倍,平时每克体重消耗0.286瓦。
鸟类在飞翔时产热,导致体温升高。例如岩鸽在飞翔时的体温可迅速上升1℃~2℃。鸟类在37℃气温下飞行时,若速度为35千米/小时,则体温可升至44℃,所产热量的13%贮存于体内。与此相关的是飞行时的气流可增大体温的散失,例如鹦鹉在20℃气温下飞行时的体温散失,比休息时高3.1倍;笑鸥比休息时高5.8倍。
一些实验表明,飞行中鸟类的心搏率约为静止时的2.4~3倍,呼吸率为静止时的3~19倍。鸟类在长距离迁徙时所需的能量,主要靠消耗体内积蓄的脂肪。据计算海鸥每迁飞1千米,就要消耗0.015克体重。这必须有足够的脂肪积存才能实现远距离迁徙,所以迁徙鸟类在迁飞前体内脂肪积蓄可占体重的25%~50%。
2.鸟类的飞行速度及高度
鸟类飞行的速度在不同种类之间以及同一种类在不同条件下均有很大差异。一般说来,小型雀类为 32.2~59.6千米/小时,鸽为46千米/小时;鹬为54.7~86千米/小时;鸭雁类为95~115千米/小时;雨燕为160千米/小时,游隼在空中收翅俯冲掠食时的瞬时速度可达800千米/小时。
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