Аквариум в школе
Шрифт:
Название типа в наше время можно считать условным. Возможности современной увеличительной техники
позволили установить, что и по строению, и по своим физиологическим отправлениям простейшие не так уж просты. При сравнении клетки человека и простейшего видны одни и те же органоиды.
Самые характерные признаки животных этого типа — их одноклеточность и микроскопичность. Морфологическое многообразие также свойственная им черта. Есть виды, напоминающие бесформенные комочки, кляксы (амебы), а есть виды, отличающиеся геометрически правильной структурой (лучевики). Анатомически простейшие похожи на клетки многоклеточных организмов, но физиологически это самостоятельные организмы, активно взаимодействующие с окружающей средой. В процессе длительной эволюции они хорошо приспособились к ней, благодаря чему смогли дожить до наших дней, выдерживая постоянную конкуренцию в борьбе за существование с организмами других типов.
Среди приспособительных признаков простейших к среде обитания прежде всего можно выделить следующие:
1) микроскопические размеры (служат добычей только самым мелким животным);
2) быстрота размножения (при благоприятных условиях у некоторых видов деление происходит через каждые 8 — 10 ч);
3) способность большинства из них образовывать цисту также микроскопических размеров, что обеспечивает быстрое и легкое расселение и переживание неблагоприятных условий.
Жизнь простейших, как и всех живых организмов, невозможна без постоянного обмена веществ с окружающей средой. Обмен веществ осуществляется специфическими органоидами. Некоторые из них можно рассмотреть на соответствующих уроках. Например, при изучении класса ресничных, или инфузорий, в качестве демонстрационного материала может быть представлена инфузория-туфелька с окрашенными пищеварительными вакуолями.
Для окраски используют краску конго-рот, акварельный кармин или мелко растертый древесный уголь. Красящее вещество добавляют в каплю настоя с инфузориями на предметном стекле и размешивают. Препарат закрывают покровным стеклом и рассматривают под микроскопом. Через несколько минут хорошо будут видны образующиеся пищеварительные вакуоли, в которые вместе с пищевыми частицами попало красящее вещество. Из пищеварительных вакуолей в цитоплазму проникают питательные вещества и вода.
Жидкие продукты обмена веществ выделяются в окружающую среду через сократительные вакуоли. Эти образования нельзя сравнивать с органами выделения высших животных. Такие своеобразные «насосы», служащие для удаления избытка воды, свойственны только простейшим, в основном пресноводным. Цитоплазма простейших, живущих в пресной воде, имеет более высокую концентрацию солей, чем окружающая среда, и вода проникает внутрь животного путем осмоса. Многие морские простейшие не имеют сократительных вакуолей, потому что концентрация солей в морской воде и в их цитоплазме примерно одинакова. Закон осмоса не действует в данном случае. Избытка воды в клетке не образуется, необходимости в сократительных вакуолях нет.
На уроках по теме «Тип простейшие» можно наблюдать у амебы обыкновенной и инфузории-туфельки выбрасывание излишков воды, сократительные вакуоли и их деятельность и способы передвижения различных простейших. Подвижность этих животных обеспечивается биением микроскопических волосков — ресничек, жгутиков или медленным течением массы цитоплазмы (амебоидное движение).
У инфузорий-туфелек биение ресничек происходит в косом направлении, заставляя животное одновременно с поступательным движением вращаться вокруг продольной оси. Под микроскопом характер движения туфелек искажается, движение убыстряется. Чтобы представить, как на самом деле движутся инфузории, учащимся предлагается посмотреть на черном фоне пробирку с сенным настоем: инфузории движутся медленно и плавно.
У представителей класса жгутиковых (эвглена зеленая — урок «Класс жгутиковые») передвижение с помощью жгутика трудно рассмотреть на уроке. Учащиеся из рассказа учителя знают, что жгутик — это вырост цитоплазмы. Он ввинчивается в воду, увлекая за собой животное, которое при этом не только движется вперед, но и вращается вокруг своей продольной оси. На уроке можно рассмотреть жгутик. Для этого нужно к препарату с эвгленой добавить каплю йодной настойки.
Механизм амебоидного способа передвижения еще недостаточно изучен. Известно, что движется не вся цитоплазма, а только центральная ее часть, более жидкая. Более плотный слой цитоплазмы находится у поверхности клетки, но отсутствует на конце ложноножки (псевдоподии). Плотный слой способен сокращаться, выжимать в ложноножку более жидкую часть цитоплазмы. Особенно хорошо виден такой способ передвижения у амебы лимакс.
На уроке можно наблюдать ответные реакции простейших на раздражение окружающей среды. Если у высших животных на раздражения отвечают какие-то специализированные клетки, то здесь реагирует вся клетка, т. е. весь организм. Наиболее показателен опыт с выбрасыванием трихоцист у инфузорий. Трихоцисты — длинные нити, выбрасываемые из цитоплазмы. Они помогают удерживать добычу, умерщвляют ее или имеют защитное значение. Трихоцисты вносят в ранку жертвы ядовитое вещество.
Для получения препарата с трихоцистами к препарату с инфузориями добавляют с одного края покровного стекла каплю уксуса, а с другого края при помощи кусочка промокательной бумаги, впитывающей настой, подтягивают уксус к центру препарата. При соприкосновении с химическим раздражителем инфузории выбрасывают трихоцисты.
При более длительных наблюдениях во внеклассной работе можно наблюдать размножение простейших. Обычно оно происходит путем деления. Инфузории-туфельке свойственно своеобразное половое размножение — конъюгация. Этот способ размножения наступает, как правило, при неблагоприятных условиях. Механизм его наблюдать в условиях школы невозможно.
Конъюгация — это еще не та форма полового размножения, когда две половые клетки сливаются в одну, а только процесс, при котором две инфузории обмениваются частями своих ядер. Конъюгация туфельки — прообраз оплодотворения яйцеклетки сперматозоидом, что характерно для более высокоорганизованных организмов. Уже на уровне одноклеточного организма половое размножение ведет к обновлению, в дальнейшем оно становится основой новой комбинации генов. Уже на уровне простейших были заложены возможности эволюции, формирование многообразия животного мира. При изучений курса общей биологии в теме «Развитие органического мира» пример с конъюгацией у инфузорий можно использовать для иллюстрация понятия об ароморфозах, при которых повышается жизнедеятельность организмов и расширяются возможности перехода в новую среду обитания.
При изучении простейших в курсе зоологии большое значение приобретает использование их в качестве раздаточного материала, что способствует развитию правильных представлений о форме, способах передвижения, строении этих удивительных животных. Очень важно показать учащимся эвглену зеленую. Этот организм стоит на грани растительного и животного миров. Эвглене свойственны одновременно автотрофный и гетеротрофный способы питания. Предполагают, что жгутиковые ближе всего стоят к общему стволу предков растительных и животных организмов, остальные классы произошли от древних жгутиковых. Это доказывает наличие жгутиков у гамет некоторых саркодовых (корненожек). У инфузорий — самой сложной группы простейших — реснички по строению напоминают жгутики.
Знакомясь с характерными особенностями эвглены зеленой, сочетающей в себе признаки растительного а животного организма, учащиеся приходят к выводу, что растения и животные связаны между собой общим происхождением. В такой трактовке учебного материала об эвглене зеленой заложены большие воспитательные возможности атеистического плана.
При рассмотрении эвглены зеленой пользуются гигроскопической ватой. Прежде всего на предметное стекло накладывают несколько ее волокон, для того чтобы они ограничили движение эвглен. Потом на волокна наносят пипеткой каплю настоя с эвгленами и закрывают покровным стеклом. Препарат рассматривают при малом увеличении, затем при большом. На переднем конце тела эвглены хорошо видна вакуоль округлой формы и рядом с ней светочувствительный «глазок». В цитоплазме заметны мелкие хлоропласты и более крупные темной окраски, с запасом питательных веществ. Ядро, как правило, просматривается с трудом.
Наличие хлоропластсв указывает на признаки растительного организма, а признаки животного организма (гетеротрофность) можно определить во внеклассной работе. Банку с эвгленами помещают в темноту и добавляют в нее готовые органические вещества (несколько капель картофельного отвара). Через месяц рассматривают светлоокрашенных эвглен (хлорофилл в темноте разрушился). Как правило, все эвглены выживают.
Амеба протеус — крупный объект, в 1,5 раза больше эвглены зеленой. На предметном стекле ее легко раздавить покровным стеклом. Для того чтобы этого не случилось, на покровном стекле делают специальные ножки — на уголки очень осторожно наносят маленькие кусочки размягченного пластилина или воска. Рассматривают амеб под малым увеличением. При этом хорошо видны зернистая цитоплазма, находящаяся в постоянном движении, ложноножки и сократительная вакуоль. Увидеть ядро удается редко.