Fish Dissection V3 - Community Science Workshop Network ·  ·...

9
© 2012 Mission Science Workshop. All Rights Reserved worldwide. When linking to or using ODC content, images, or videos, credit MUST be included. Fish Dissection Category: Biology: Anatomy & Physiology Type: Class Experiment (60 min class) Materials: THIS EXPERIMENT INVOLVES THE USE OF RAZOR BLADES. BE CAREFUL! How To: 1 Fish (perch or mullet are best) 1 Pair of disposable gloves 1 Razor blade 1 Pair of small scissors 1 Pair of tweezers 1 Plastic tray Gather all materials. For classes we normally use perch, for this dissection it’s a mullet. Examine the fish – look at its skin, pull out the fins and look at their structure and shape. What are the fins used for? Hold the fish and guess how it would move in the water.

Transcript of Fish Dissection V3 - Community Science Workshop Network ·  ·...

©  2012  Mission  Science  Workshop.    All  Rights  Reserved  worldwide.  When  linking  to  or  using  ODC  content,  images,  or  videos,  credit  MUST  be  included.  

Fish  Dissection  

Category:    Biology:  Anatomy  &  Physiology  

Type:  Class  Experiment  (60  min  class)  

Materials:  

 

 

 

THIS EXPERIMENT INVOLVES THE USE OF RAZOR BLADES. BE CAREFUL!

How  To:  

1   Fish  (perch  or  mullet  are  best)  1   Pair  of  disposable  gloves  1   Razor  blade  1   Pair  of  small  scissors  1   Pair  of  tweezers  1   Plastic  tray  

 

 

 Gather  all  materials.  For  classes  we  normally  use  

perch,  for  this  dissection  it’s  a  mullet.    

 Examine  the  fish  –  look  at  its  skin,  pull  out  the  fins  and  look  at  their  structure  and  shape.  

 

 

 

 What  are  the  fins  used  for?  

   Hold  the  fish  and  guess  how  it  would    

move  in  the  water.    

©  2012  Mission  Science  Workshop.    All  Rights  Reserved  worldwide.  When  linking  to  or  using  ODC  content,  images,  or  videos,  credit  MUST  be  included.  

 

 

 Locate  the  gills.  These  are  protected  by  a  

covering  known  as  the  operculum.    

 Separate  the  gills  using  tweezers.  

 

 

 How  many  gills  are  there?  

 

Examine  the  fish’s  mouth.  Use  fingers  to  pull  open  the  mouth  fully.  How  is  it  shaped?  Based  on  it’s  shape,  how  does  this  fish  take  in  its  food?  

 

 

 

 Use  tweezers  to  examine  the  direction    in  which  water  flows  over  the  gills.  

   

Locate  the  small  hole  on  the  underside    of  the  fish.  What  is  this?  

©  2012  Mission  Science  Workshop.    All  Rights  Reserved  worldwide.  When  linking  to  or  using  ODC  content,  images,  or  videos,  credit  MUST  be  included.  

 

 

 Cut  the  fish  open  from  the  anus  up  to  the  neck  using  a  razor  blade.  Try  not  to  cut  too  deeply.  

Stop  when  it  becomes  hard  to  cut.    

 

Examine  the  fish  from  this  angle.    

 

 

 Turn  the  fish  on  its  side.  Cut  up  towards  the  top  of  the  fish  from  the  two  ends  of  the  first  incision,  

as  pictured  above.    

 

The  flap  of  skin  can  be  lifted  to  reveal  the  internal  organs  of  the  fish.  

 

 

 

Cut  off  the  flap  of  skin.  This  makes  it  easier  to  examine  the  inside  of  the  fish.    Can  you  find  the  swim  bladder?  It  normally  consists  of  two  sacs  

located  in  the  dorsal  portion  of  the  fish.    

 

Locate  the  heart.  It  is  normally  situated  behind  the  gills.    

©  2012  Mission  Science  Workshop.    All  Rights  Reserved  worldwide.  When  linking  to  or  using  ODC  content,  images,  or  videos,  credit  MUST  be  included.  

 

 

 

Remove  the  heart  from  the  fish  using  the  scissors  and  forceps.  Cut  open  the  heart,  how  many  

chambers  are  there?      

 

Identify  and  locate  the  liver.  

 

 

 

Remove  the  liver  from  the  fish.      

Find  the  stomach  of  the  fish.  What  is  the  stomach  attached  to?  

 

 

 

 

Cut  the  stomach  open.  Is  there  anything  inside?      

Identify  the  spleen.    It  is  a  very  deep,  rich  red  color.    

©  2012  Mission  Science  Workshop.    All  Rights  Reserved  worldwide.  When  linking  to  or  using  ODC  content,  images,  or  videos,  credit  MUST  be  included.  

 

 

 

Looks  at  the  intestines.  Can  you  trace  them  from  the  stomach  to  the  anus?  

   

What  are  the  large  yellow  sacs?  

 

 

 

To  find  out,  cut  them  open  and  examine  the  contents.  Describe  what  is  inside?  If  you  find  2  of  

these  sacks,  the  fish  is  a  male.    

 

The  next  step  is  to  dissect  the  eyes.    

 

 

 

Use  the  razor  blade  cut  under  the  eye  and  lift  it  out.      

Can  you  see  the  difference  between  the  muscles  and  nerves  that  are  connected  to  they  eye?  What  is  the  eye  connected  to?    The  skull  can  be  opened  

to    examine  the  brain.  

©  2012  Mission  Science  Workshop.    All  Rights  Reserved  worldwide.  When  linking  to  or  using  ODC  content,  images,  or  videos,  credit  MUST  be  included.  

Fine  Points:  → Any  type  of  fish  can  be  used.  We  use  perch  for  full  classes  because  they  are  affordable.  → When  cutting  the  underbelly  of  the  fish,  do  not  cut  too  deep;  otherwise  the  gut  tissues  underneath  

may  be  destroyed.  → The  tissues  can  be  examined  under  a  dissecting  microscope,  if  available.  → Examine  the  fish  scales  and  if  available  use  a  compound  microscope  → Remove  the  eye  carefully;  it  is  very  easy  to  cut  through  the  eye  with  the  razor  blade.  → Adult  help  might  be  needed  to  remove  the  brain.  → There  are  other  parts  of  the  fish  that  can  be  examined  e.g.  the  bones,  teeth.  → If  the  dissection  is  performed  in  a  clean  environment  using  clean  tools,  the  meat  could  be  used  to  

make  dinner!    

Objectives:    During  this  experiment  students  will:  1. Understand  the  definitions  of  anatomy  and  physiology.    2. Observe  the  external  and  internal  anatomy  of  a  fish.  3. Name,  locate  and  identify  the  organs  that  make  up  various  systems  of  the  fish.  4.    Identify  similarities  between  fish  and  humans.  

Concepts  Involved:    • Various  organs  make  up  various  systems  of  the  fish.  • There  are  similarities  and  differences  between  the  internal  structures  of  humans  and  fish.  • Dissecting  a  fish  allows  the  anatomy  of  fish  and  human  bodies  to  be  compared.  • The  structure  of  a  fish  (and  any  animal)  is  related  to  how  it  has  adapted  to  its  surroundings.  

Focus  Questions:  1. What  is  the  fish  body  made  of?  2. What  body  parts  do  you  find  in  fish  that  are  also  in  humans?    3. What  parts  of  the  fish  have  adapted  for  life  in  the  water?  4. What  is  the  purpose  of  the  different  parts  of  the  fish  that  were  found?  

 

 

 

Remove  the  eye  from  the  fish  using  scissors  to  cut  through  the  optic  nerve.  Using  the  razor  

blade  and  tweezers,  cut  open  the  eye.    

 

See  what  parts  of  the  eye  you  can  remove  and  identify.  Can  you  find  the  lens?  The  dissection  can  be  continued  by  removing  the  brain.    

©  2012  Mission  Science  Workshop.    All  Rights  Reserved  worldwide.  When  linking  to  or  using  ODC  content,  images,  or  videos,  credit  MUST  be  included.  

Elaboration:  This  class  is  used  to  study  anatomy.  Anatomy  is  the  study  of  the  structure  and  function  of  the  body.  Anatomy  does  not  focus  only  on  the  human  body  but  also  on  animals  and  plants.  A  dissection  is  the  best  way  to  learn  about  the  parts  of  the  body  and  the  insides,  and  to  get  a  better  understanding  of  how  a  whole  body  works  together.    Part  1.  External  Examination.  The  first  part  of  this  experiment  is  to  examine  the  fish.  Fish  have  adapted  to  live  in  water  and  one  of  their  most  distinctive  characteristics  are  their  fins.  In  bony  fish,  such  as  mullet  and  perch,  the  fins  are  composed  of  bony  spines  protruding  from  the  body  with  skin  covering  them  and  joining  them  together.  Fins  help  fish  to  move  quickly  through  the  water  and  to  steer  without  rolling  over.  They  are  found  in  a  number  of  different  places  on  the  fish,  and  each  one  has  a  different  purpose,  such  as  moving  forward,  turning,  and  keeping  an  upright  position.  The  fins  located  on  the  back  are  called  dorsal  fins.    They  stop  the  fish  from  rolling  over  and  allow  it  to  make  sudden  stops.  The  pectoral  fins  are  located  on  the  sides  and  help  to  control  movement  and  direction.  In  some  fish  the  pectoral  fins  even  aid  in  walking  or  flight!  The  fin  closet  to  the  anus  is  known  as  the  anal  fin.    It  helps  to  stabilize  the  fish  when  swimming.  The  pelvic  fins,  which  are  located  below  the  pectoral  fins,  help  the  fish  move  up  and  down,  turn  and  stop  quickly.  Finally  there  is  the  fish  tail,  also  known  as  the  caudal  fin,  this  is  used  to  drive  the  fish  forward.  “Non-­‐bony”  fish  (class  Chondrichthyes),  such  as  sharks  have  a  skeleton  primarily  composed  of  cartilage,  like  that  found  in  tip  of  our  noses.  Shark fins are stiff and lack the fine bony spines and muscle control found in bony fish.  Fish  are  covered  in  scales.  An  interesting  fact  about  scales  is  that  the  same  genes  that  are  involved  in  mammal  tooth  and  hair  development  are  also  involved  in  scale  development.  Scales  can  also  be  used  to  tell  how  old  a  fish  is!  There  are  bands  on  the  scales  of  fish  that  are  similar  to  the  rings  of  a  tree,  the  number  of  dark  rings  determine  how  old  the  fish  is.  (A  microscope  is  needed  to  do  this.)  Another  distinctive  feature  of  fish  are  the  gills.  Gills  are  used  for  breathing.    They  extract  the  dissolved  oxygen  in  water  and  release  carbon  dioxide.  They  are  made  of  thin  filaments  of  tissue  branches  that  are  organized  into  folded  structures  that  allow  the  surface  area  of  gills  to  be  large.  This  is  important  because  there  is  less  oxygen  in  water  than  in  air  and  fish  need  to  be  able  to  take  in  enough  oxygen  so  that  they  don’t  suffocate.  Fish  breathe  by  taking  in  water  through  the  mouth.    Each  gulp  of  water  then  flows  into  a  gill  chamber  on  each  side  of  the  head  and  over  the  gills.  A  hard  bony  covering,  known  as  the  operculum,  protects  the  gills.    Part  2.  Internal  Examination.  The  swim  bladder  (also  known  as  air  or  gas  bladder),  is  a  gas-­‐filled  organ  that  allows  a  fish  to  maintain  its  depth  without  floating  upward  or  sinking,  and  to  stay  at  a  current  water  depth  without  having  to  waste  energy  in  swimming.  It  is  found  only  in  ray-­‐finned  fish,  such  as  perch  and  mullet.  Fish  with  no  swim  bladder  such  as  mackerels,  sharks,  and  rays  must  expend  energy  by  constantly  swimming  in  order  to  keep  from  sinking.      A  fish  heart  is  one  of  the  simplest  vertebrate  hearts.  It  consists  of  four  parts,  two  chambers  plus  an  entrance  and  exit.    It  pumps  the  blood  in  a  single  loop  throughout  the  body  and  up  through  the  gills.      Fish  ingest  food  through  the  mouth  and  break  it  down  in  the  esophagus.  In  the  stomach,  food  is  further  digested.  The  intestine  completes  the  process  of  digestion  and  nutrient  absorption.    What’s  left  is  excreted  through  the  anus.      

©  2012  Mission  Science  Workshop.    All  Rights  Reserved  worldwide.  When  linking  to  or  using  ODC  content,  images,  or  videos,  credit  MUST  be  included.  

 Fish  reproductive  organs  include  testes  and  ovaries.  In  perch,  females  have  one  gonad,  while  the  male  have  two.  Most  fish  lay  their  eggs,  so  the  development  of  fish  embryos  occurs  outside  of  the  body,  similar  to  birds.    They  lay  thousands  of  them,  so  the  egg  sack  takes  up  a  significant  space  in  the  gut  of  the  fish.        Fish  live  in  a  different  environment  to  humans  and  most  other  mammals.    Their  body  structure  has  developed  to  be  supported  all  over  by  the  water  they  swim  in.    Marine  mammals  have  also  developed  this  way,  but  with  different  body  and  skeleton  structures.    Deep-­‐sea  fishes  have  adapted  to  living  in  very  dark  waters  at  extremely  high  pressure.    Fish  eyes  are  similar  to  those  of  other  vertebrates  (e.g.  birds,  reptiles).    Light  enters  the  eye  at  the  cornea,  passing  through  the  pupil  and  lens  to  reach  the  retina.  The  eye  is  connected  to  the  brain  via  the  optic  nerve.    Links  to  k-­‐12  CA  Content  Standards:    Grades  k-­‐8  Standard  Set  Investigation  and  Experimentation:  Scientific  progress  is  made  by  asking  meaningful  questions  and  conducting  careful  investigations.    As  a  basis  for  understanding  this  concept  and  addressing  the  content  in  the  other  strands,  students  should  develop  their  own  questions  and  perform  investigations.    

 Grades  k-­‐12  Mathematical  Reasoning:  1.0  Students  make  decisions  about  how  to  approach  problems:  1.1 Analyze  problems  by  identifying  relationships,  distinguishing  relevant  from  irrelevant  information,  

sequencing  and  prioritizing  information,  and  observing  patterns.  1.2 Determine  when  and  how  to  break  a  problem  into  simpler  parts.      2.0  Students  use  strategies,  skills,  and  concepts  in  finding  solutions:  1.1 Use  estimation  to  verify  the  reasonableness  of  calculated  results.  1.2 2.2  Apply  strategies  and  results  from  simpler  problems  to  more  complex  problems.  1.3 Use  a  variety  of  methods,  such  as  words,  numbers,  symbols,  charts,  graphs,  tables,  diagrams,  and  

models,  to  explain  mathematical  reasoning.  2.5  Indicate  the  relative  advantages  of  exact  and  approximate  solutions  to  problems                  and  give  answers  to  a  specified  degree  of  accuracy.    3.0  Students  move  beyond  a  particular  problem  by  generalizing  to  other  situations:    3.1  Evaluate  the  reasonableness  of  the  solution  in  the  context  of  the  original                  situation.  3.2  Note  the  method  of  deriving  the  solution  and  demonstrate  a  conceptual                  understanding  of  the  derivation  by  solving  similar  problems.  3.3  Develop  generalizations  of  the  results  obtained  and  apply  them  in  other                    circumstances.    Grade  3  Standard  Set  3.  Life  Sciences.  Adaptations  in  physical  structure  or  behavior  may  improve  an  organism’s  chance  for  survival.  As  a  basis  for  understanding  this  concept:    3.a.  Students  know  plants  and  animals  have  structures  that  serve  different  functions  in  growth,  survival,                    and  reproduction.    Grade  5  Standard  Set  2.  Life  Sciences.  Plants  and  animals  have  structures  for  respiration,  digestion,  waste  disposal,  and  transport  of  materials.  As  a  basis  for  understanding  this  concept:    

©  2012  Mission  Science  Workshop.    All  Rights  Reserved  worldwide.  When  linking  to  or  using  ODC  content,  images,  or  videos,  credit  MUST  be  included.  

2.a.  Students  know  many  multicellular  organisms  have  specialized  structures  to  support  the  transport  of                    materials.  2.b.  Students  know  how  blood  circulates  through  the  heart  chambers,  lungs,  and  body  and  how  carbon                    dioxide  (CO2)  and  oxygen  (O2)  are  exchanged  in  the  lungs  and  tissues.  2.c.  Students  know  the  sequential  steps  of  digestion  and  the  roles  of  teeth  and  the  mouth,  esophagus,                    stomach,  small  intestine,  large  intestine,  and  colon  in  the  function  of  the  digestive  system.  2.d.  Students  know  the  role  of  the  kidney  in  removing  cellular  waste  from  blood  and  converting  it  into                    urine,  which  is  stored  in  the  bladder.    Grade  7  Standard  Set  1.  Cell  Biology.  All  living  organisms  are  composed  of  cells,  from  just  one  to  many  trillions,  whose  details  usually  are  visible  only  through  a  microscope.  As  a  basis  for  understanding  this  concept:    7.a.  Students  know  cells  function  similarly  in  all  living  organisms.    7.b.  Students  know  the  characteristics  that  distinguish  plant  cells  from  animal  cells,  including  chloroplasts                    and  cell  walls.    Grade  7  Standard  Set  5.  Structure  and  Function  in  Living  Systems.  The  anatomy  and  physiology  of  plants  and  animals  illustrate  the  complementary  nature  of  structure  and  function.  As  a  basis  for  understanding  this  concept:    7.a.  Students  know  plants  and  animals  have  levels  of  organization  for  structure  and  function,  including                    cells,  tissues,  organs,  organ  systems,  and  the  whole  organism.    7.b.  Students  know  organ  systems  function  because  of  the  contributions  of  individual  organs,  tissues,  and                    cells.  The  failure  of  any  part  can  affect  the  entire  system.  7.c.  Students  know  how  bones  and  muscles  work  together  to  provide  a  structural  framework  for                  movement.  7.d.  Students  know  how  the  reproductive  organs  of  the  human  female  and  male  generate  eggs  and  sperm                    and  how  sexual  activity  may  lead  to  fertilization  and  pregnancy.