师:亲爱的同学们,大家好!今天我们学习初中生物学人教版八年级上册第五单元第一章第五节“两栖动物和爬行动物”,首先来了解两栖动物。什么是两栖动物呢?青蛙和龟都既能在水中游泳,又能在陆地生活,然而青蛙属于两栖动物,龟却属于爬行动物,这是为什么呢?我们知道青蛙由蝌蚪发育而来,蝌蚪无论外部形态还是内部结构都像鱼,有尾,用鳃呼吸,只能在水里生活。但仔细观察会发现,蝌蚪没有鱼鳍,仅靠尾部摆动游泳。那么小蝌蚪是如何一步步发育成青蛙的呢?接下来我们看一段视频。
青蛙最开始是一枚卵,卵很小,摸起来像果冻。随着时间推移,卵孵化,小蝌蚪游了出来。蝌蚪是年幼的青蛙,有尾巴,生活在水里,在水中游动。日子一天天过去,小蝌蚪不断生长变化。5个星期后,小蝌蚪先长出后腿,前腿还需一段时间才能长出。到第9个星期,小蝌蚪终于长出前腿,这时它能在水中自由游动。12个星期后,蝌蚪尾巴越来越短,腿越来越强壮,此时它已是一只年幼的小青蛙,很快就会长大变成大青蛙。最终,小青蛙长大成为成年青蛙。长大后的青蛙在陆地和水里都能生活,在陆地上能愉快跳动,在水下可能会产卵,孕育下一代小青蛙。
通过视频,我们了解到蝌蚪发育成青蛙会经历一系列变化,逐渐长出后肢、前肢,尾逐渐缩短,当尾巴完全消失,标志着蝌蚪的肺发育完全,可以在陆地上生活。所以蝌蚪不是鱼,它是青蛙的幼体。同学们可能在稻田、池塘、溪流边的陆地或水中观察过青蛙,它们是如何适应这样的生活环境的呢?请结合生活经验思考这两道题。第一题,青蛙身体表面是什么颜色?这与它的生活环境有什么关系?青蛙体色丰富,常见以绿色为主,有黑色和褐色斑点,多生活在稻田、池塘、溪流边等绿色环境中。这种体色与周围环境色彩相似,不易被天敌发现,有利于捕食,这就是保护色。还有一些青蛙体色鲜艳多彩,能起到警戒作用,比如箭毒蛙,这是警戒色。无论是保护色还是警戒色,都是生物长期进化的结果,是生物对环境的适应。第二题,当把青蛙握在手中,有什么感觉?对,会感到非常黏滑,因为青蛙体表光滑,皮肤裸露,有少量黏液。黏液由遍布全身的黏液腺分泌,有些种类的青蛙和蟾蜍,浆液腺变形成为毒腺,像箭毒蛙毒性就很强。接下来请同学们结合这幅图片,仔细观察青蛙身体分为哪几个部分,头部有哪些器官,分别有什么作用?
通过观察发现,青蛙身体分为头部、躯干部和四肢。头部前端有一对鼻孔,是呼吸时气体的通道。鼻孔后方有一对眼睛,视觉相对发达,能迅速准确判断活动物体的方位、距离、速度等。眼睛后方有一对鼓膜,可以感知声波,提高青蛙发现和捕食昆虫的能力。由此可见,青蛙感觉器官较为发达,这是它能适应陆地复杂多变环境的原因之一。
接下来,请同学们比较青蛙前肢和后肢在形态上的差别,想一想这与前后肢的功能有什么关系?通过对比可知,青蛙前肢短小,后肢发达。短小的前肢可在陆地上支撑身体,发达的后肢便于在陆地上跳跃。仔细观察还会发现,青蛙趾间有蹼,扩大了与水的接触面积,便于划水。接下来我们一起总结青蛙的形态结构特点。
青蛙身体分为头部、躯干部和四肢,体色丰富,一般呈绿色,可形成保护色或警戒色。体表光滑,皮肤裸露,能分泌黏液。头部前端有一对鼻孔,是呼吸时气体的通道;有一对眼睛,眼睛后方有一对鼓膜,可感知声波。前肢短小,能支撑身体,后肢发达且趾间有蹼,既能跳跃又能划水。
我们发现青蛙既能在水里游泳,又能在陆地上跳跃,运动能力较强。运动需要消耗能量,而能量获取离不开呼吸作用。七年级时我们学过,细胞利用氧气将有机物分解成二氧化碳和水,并将储存在有机物中的能量释放出来,供给生命活动需要。
那么青蛙是如何在陆地上获得氧气的呢?实际上,青蛙通过肺获得空气中的氧气,它的肺具有怎样的结构特点呢?我们来看这两张图片。通过图片可知,青蛙有一对囊状的肺,这是陆地脊椎动物的重要特征,肺内有褶皱,增加了气体交换的表面积。同学们再观察青蛙的肺是什么颜色,这说明了什么?对,青蛙的肺是红色的,说明肺周围有毛细血管,能够进行气体交换,这体现了生物体的结构与其功能相适应。
不过,青蛙的肺结构仍很简单,肺内壁仅有少数褶皱,气体交换的表面积相对较小,这样的肺能满足呼吸时对氧气的需求吗?显然不能。那么青蛙是如何解决这一难题的呢?我们学过蚯蚓依靠湿润的体壁呼吸,青蛙可以依靠湿润的皮肤辅助呼吸吗?这是青蛙皮肤的放大图,我们可以看到青蛙体表较为湿润,因为青蛙皮肤裸露,有较多黏液腺,能分泌黏液,使皮肤保持湿润。另外,青蛙皮肤内有较为丰富的毛细血管,可用于气体交换。由此可见,青蛙的皮肤可以辅助呼吸。不仅如此,青蛙皮肤表面积与肺呼吸的表面积之比约为3:2。某些水生种类以及冬眠期的两栖动物几乎全靠皮肤呼吸。但这样的皮肤不能很好地保持水分,这也体现了生物体的结构与其功能、生活环境相适应。学习到这里,我们知道青蛙基本解决了在陆地上感官、运动、呼吸的问题,那么它们能完全适应陆地环境吗?我们知道陆地环境复杂多变,寻找配偶成为陆生脊椎动物面临的又一挑战。“稻花香里说丰年,听取蛙声一片”,描述的就是在繁殖季节,有些蛙类的雄蛙鸣叫,吸引雌蛙,这是一种求偶信号。雄蛙前肢上有一个凸起,能帮助雄蛙紧紧抱住雌蛙,这就是雌雄蛙抱对现象。那么青蛙是体内受精还是体外受精呢?实际上青蛙是体外受精,雌蛙向水中排出大量卵,同时雄蛙排出精子,在水中完成受精作用。《小蝌蚪找妈妈》的故事我们都很熟悉,描述的就是蝌蚪发育成青蛙的过程。通过这幅图可以看出,青蛙的排卵、受精,卵发育成蝌蚪以及蝌蚪发育成幼蛙这一系列活动都必须在水中进行,由此可见,青蛙的生殖和发育离不开水,这是青蛙不能完全适应陆地生活的重要原因。当然还有其他原因,同学们,你们能根据刚才所学内容归纳一下吗?可以从肺和皮肤的结构特点来分析。
生:青蛙的肺功能不完善,肺内壁仅有少量褶皱,气体交换表面积相对较小,需要湿润皮肤辅助呼吸。而且它的皮肤裸露,无法防止体内水分蒸发,所以离不开湿润环境。
师:非常好。接下来我们一起梳理青蛙的主要特征。青蛙由蝌蚪发育而来,蝌蚪生活在水中,用鳃呼吸,青蛙大多生活在陆地上,也可在水中游泳,主要用肺呼吸,兼用皮肤辅助呼吸。像青蛙这样,幼体生活在水中,用鳃呼吸;成体大多生活在陆地上,也可在水中游泳,用肺呼吸,皮肤可辅助呼吸的动物叫两栖动物,这既是两栖动物的概念,也是两栖动物的主要特征。那么我们判断一种动物是否属于两栖动物,就要看它是否具有这些特征。能水陆两栖不一定就是两栖动物。目前全球现存的两栖动物约5700种,分为蚓螈目、有尾目和无尾目,代表着穴居、水生和陆生跳跃三种特化方向。这种动物身体细长,看起来像蚯蚓,实际上它是我国的版纳鱼螈。它四肢退化,体表裸露,皮肤腺发达,体表附有黏液,有利于在土壤中钻穴生活。它们大多生活在植被茂密、潮湿的热带、亚热带地区,常栖息于溪流、小河及其附近的水坑、池塘、沼泽等地,分布于我国云南、广东和广西。这是有尾目的大鲵,它们终身有尾,生活在淡水中,因叫声像婴儿哭声,所以又叫娃娃鱼,是我国特产的国家二级保护动物,也是世界现存最大的两栖动物,体长最大可达两米。大鲵栖息于山区水质清澈、水温低、深潭较多的溪流中,白天常潜居于有流水的洞穴中,傍晚或夜间出洞活动。这是蝾螈,也是终身有尾,生活在清冷的净水池沼中,有时也爬到陆地上。无尾目的两栖动物就是各种蛙,包括青蛙、蟾蜍、树蛙、牛蛙等,全世界约有4800种,分布遍及全球。它们成体没有尾巴,后肢发达,趾间有蹼。我国常见的是蟾蜍,它眼睛后方有一对大型毒腺,所分泌的毒液能制成中药蟾酥,具有强心解毒等作用。白天蟾蜍多隐蔽在阴暗地方,傍晚在池塘边、河岸、田边或房屋周围等处捕食各种害虫,比如蛾类、蝶类、蝗虫、蚱蜢、金龟子、蚊子等,主要在夜间捕食,比青蛙每天吃的害虫量高出2到3倍。树蛙常在树上生活,有的种类也栖息在低矮灌木或草丛中。它们常在水域上空的树叶上产卵,卵群被包埋在泡沫状的卵泡中。卵孵化后,随液化的卵泡和雨水冲刷,小蝌蚪从树上掉入下面的池塘中,蝌蚪在水中发育成幼蛙,然后登陆到草丛中进行陆栖生活。牛蛙全身都是宝,是集食用、药用和皮用于一身的大型经济蛙类。牛蛙肉是高蛋白、低脂肪、低胆固醇的健康食品,还有很高的药用价值,具有滋补解毒功效,夏季食用可避免皮肤生疮毒,手术患者食用可促进伤口愈合。此外,牛蛙皮是优质的乐器材料,也是上等的制革原料,牛蛙还是良好的实验动物,人工养殖牛蛙生长快、产量高,经济效益高。根据刚才的介绍,我们了解了两栖动物与人类生活的关系,主要体现在以下几个方面。青蛙和蟾蜍等两栖动物是很多农田害虫的天敌,保护稻田中的青蛙、蟾蜍,或在稻田中放养青蛙和蟾蜍,能有效减轻农作物虫害,减少施用农药对环境造成的污染。蟾蜍分泌的毒液能制成中药蟾酥,牛蛙肉有滋补解毒功效,它们都有一定药用价值。人工养殖的牛蛙可食用,是高蛋白、低脂肪、低胆固醇的健康食品。
