师：各位同学，大家好！今天我们一起来学习八年级生物学第五单元第一章动物的主要类群第六节鸟的第二课时。
大家看，这是北京雨燕。每年2 - 4月春暖花开时，它们会从南非飞回到北京繁殖；8月，又会踏上迁徙之路，飞往南飞跃冬。其单程路径约1.8万公里，往返迁徙约3.6万公里，相当于绕赤道一周。这是一段伟大的旅途，要完成它需要大量能量。那鸟类飞行的巨大能量从何而来呢？同学们还记得生命活动的能量来源吗？
生：生命活动的能量来源于呼吸作用。
师：对！我们一起来回顾呼吸作用。呼吸作用指的是细胞利用氧，将细胞中的有机物分解为二氧化碳和水，并将有机物中的能量释放出来供给生命活动的过程。我们可以用这个反应式来表示呼吸作用的反应过程，在反应式中，箭头表示生成的意思，箭头左侧是该反应的原料，右侧是产物。所以鸟类为了满足飞行时需要消耗的大量能量，就需要获得更多的有机物和氧气。它们是如何获得的呢？
生：有机物从消化系统获得，氧气从呼吸系统获得，这些物质都需要血液运输才能到达全身各处。
师：没错，这样我们就把研究能量的问题，转化为研究鸟的消化系统、呼吸系统和循环系统的问题了。下面我们来分别了解鸟的消化系统、呼吸系统和循环系统的特点。请同学们阅读资料，尝试分析鸟类消化系统的特点及其生理学意义。其实，我们在野外观鸟时，常常会寻找鸟的取食地点，以守株待兔的方式进行观察。这是为什么呢？
生：因为鸟类的食量巨大，会在一天内频繁进食。雀形类的鸟，像大山雀，一天所吃的食物相当于自身体重的10% - 30%；蜂鸟一天所吃的蜜浆约等于体重的两倍；雀鹰这样的猛禽一天的进食量相当于体重的1/3 - 2/3 。
师：非常好。我们接着阅读资料，雀形类的鸟所吃的谷物、果实、昆虫经过消化吸收后形成残渣，1.5小时就可以随着粪便排出；绿头鸭吃进的食物经消化吸收后形成残渣，0.5小时后也会随粪便排出。这说明鸟类不仅食量巨大，而且消化迅速，消化能力很强。这是为什么呢？我们来看鸟的消化系统。鸟类的胃可以分为腺胃和肌胃两部分。腺胃壁薄，内壁具有丰富的消化腺，能分泌大量消化液来消化食物；肌胃中有鸟啄食的沙粒，在肌肉层的作用下，角质层和沙粒一起将食物磨碎。实验证明，鸡胃内含有沙粒的家鸡消化能力能提高数十倍。这说明了什么？
生：说明鸟类的消化能力极强，有利于鸟类获得更多的有机物，从而满足飞行时巨大的耗能需要。
师：对。我们还能看到鸟类的小肠很细长，直肠粗短，开口于泄殖腔，不能储存粪便，所以鸟类排便很频繁。这有什么作用呢？
生：有助于鸟类在飞行时减轻重量。
师：没错。在它的身体最前端有一个角质喙，这是它的取食结构。不同的鸟喙形有所差异，但都与它的食性相适应。喙减少了嘴部开合所需要的肌肉，可以减轻重量。虽然喙的形式多样，但它们都有一个共同点，都没有牙齿，有喙无齿。用坚硬的喙取食食物也可以减轻重量。鸟类在飞行时需要的氧气量很大，大约是静止时的20倍。那么它的呼吸系统有怎样的特点才能满足这么多氧气的需要呢？大家来看图片。
生：鸟的呼吸系统有呼吸道和肺，还有一个特化的结构气囊，气囊一端与肺相通，主要分布在内脏器官之间，有的还突入到骨的空腔中。鸟类一般具有9个气囊。
师：非常好。气囊只能临时储存空气，不能像肺一样进行气体交换，所以气囊是鸟呼吸的辅助结构。气囊还有哪些作用呢？
生：气囊还可以减轻身体比重，减少内脏器官的摩擦以及散发体内的热量。
师：对。鸟类有肺还有气囊，它的呼吸过程是如何进行的呢？下面我们来看一个短视频。鸟类的呼吸系统由呼吸道、肺和气囊构成。呼吸道是气体所流经的通道，肺是气体交换的主要场所，气囊能够存储空气。鸟具有两个肺，但体积都相对较小。气囊与肺相通，由薄膜构成。鸟类的气囊有9个，主要分布延伸到内脏间、肌肉间和骨的空腔中。气囊与鸟的双重呼吸密切相关。大家能描述出鸟的呼吸过程吗？
生：在吸气时，吸入的空气要分为两部分，一部分进入肺内完成气体交换，另一部分的气体则进入气囊储存起来；呼气时，储存在气囊中的气体会进入肺内，再次进行气体交换。这样鸟无论是吸气还是呼气，肺内都有富含氧的气体通过并完成气体交换，也就是说鸟每呼吸一次，氧气会两次经过肺，在肺内完成两次气体交换。
师：非常棒！这样的呼吸方式我们就称之为双重呼吸，这大大提高了气体交换的效率，满足了飞行时巨大的能量消耗，是鸟类独一无二的呼吸方式。请同学们继续阅读资料，让我们一起来比较鱼类、两栖动物和鸟类的血液循环系统。我们先来看鱼类的血液循环。
生：鱼类的心脏是一心房、一心室，它的血液循环是单循环，当血液流进鳃部时，静脉血变为动脉血。
师：那两栖动物呢？
生：两栖动物的心脏是两心房一心室，心房分隔为两个，分别接纳来自体循环和肺循环的血液，但心室只有一个，所以动静脉血是混合在一起的。虽然它的血液循环分为体循环和肺循环，但由于心室只有一个，动静脉血混合，我们称之为不完善的双循环。
师：很好。那鸟类呢？
生：鸟类的心脏和人体一样，分为两心房、两心室，动静脉血完全分开，是完善的双循环，可以将富含氧气的动脉血和含氧较少的静脉血完全分开，有利于提高鸟类的运氧效率，保障它的功能。
师：没错。下面我们再来看一组不同动物心脏的相关数据。鸟的心脏比重是脊椎动物中最大的，一般是0.95% - 2.37% 。而且它的心脏容量很大，心跳频率很快，平均心率是150 - 500次每分钟，血液循环极其迅速，物质运输的效率更高，可以保障其供能。现在我们来总结鸟类血液循环系统的特点。
生：鸟类的心脏肌肉很发达，工作能力很强；循环系统的结构相对完善，运输营养物质和氧气的功能较强，能保证鸟类飞行时高能量的消耗。
师：对。鸟类的其他系统也很有特色。泌尿系统中的肾脏可以达到体重的2%以上，鸟类的肾脏相对体积比哺乳动物还要大，发达的肾脏有什么作用呢？
生：发达的肾脏可以有利于鸟类在新陈代谢中迅速地排出废物。
师：没错。多数的鸟类没有膀胱，肾脏中形成的尿液水分较少，通过输尿管直接输送到泄殖腔，随着粪便排出体外。也就是说，鸟类的粪便实际上是粪便和尿液的混合物。像这样没有膀胱，尿液随粪便直接排出体外，有什么好处呢？
生：有助于减轻重量，便于飞行。
师：非常好。鸟类还具有发达的神经系统，它的大脑、中脑、小脑都很发达。鸟类在认知和使用工具方面都强于很多的非灵长类的哺乳动物。我们之前学过人体的神经系统，知道小脑与运动平衡相关，那么鸟类的小脑极为发达，这与什么有关呢？