Sokongan dan Pergerakan dalam Manusia dan Haiwan

Contoh otot bisep dan trisep antagonis ialah soalan peperiksaan klasik.

Selain lengan manusia, piawaian kandungan 14.3 menghendaki anda mengaitkan rangka dan ototnya dengan cara sebenar seekor haiwan bergerak dalam habitatnya sendiri. Ikan membengkokkan tulang belakang yang fleksibel menjadi gelombang perjalanan dengan mengecutkan blok otot yang dipanggil miotom di sepanjang kedua-dua belah badannya, menggunakan sirip ekor sebagai daya tujah utama serta sirip lain untuk kawalan arah dan keseimbangan dalam air.

Burung pula menggabungkan rangka ringan yang kebanyakannya bercantum dan tulang berongga dengan sternum berlunas, iaitu tulang yang melekatkan otot penerbangan kuat yang menarik sayap ke bawah untuk daya angkat dan ke atas untuk pemulihan. Membandingkan lokomosi merentasi air, udara dan darat ialah cara kegemaran penilai menguji kefahaman struktur-fungsi berbanding hafalan fakta semata-mata.

Isu kesihatan membentuk piawaian kandungan terakhir, 14.4, dan biasanya diuji melalui soalan berstruktur pendek yang meminta satu punca, satu kesan dan satu langkah pencegahan. Osteoporosis berkembang apabila kadar kerosakan tulang mengatasi kadar pembinaan semula tulang, sehingga ketumpatan menurun; ia dikaitkan dengan pengambilan kalsium atau vitamin D yang rendah, perubahan hormon dan penuaan, dan ia meningkatkan risiko patah tulang walaupun daripada jatuh yang kecil.

Artritis ialah keradangan sendi, selalunya melibatkan rawan yang melapik hujung tulang atau membran sinovial yang melapisi kapsul sendi, menyebabkan kesakitan, bengkak, kekakuan dan pergerakan terhad. Senaman menanggung berat dan pemakanan seimbang membantu melindungi daripada kedua-dua keadaan ini.

Standard kandungan dalam bab ini

1. 14.1 Jenis Rangka: Hidrostatik, Eksoskeleton dan Endoskeleton
2. 14.2 Sistem Otot Rangka Manusia
3. 14.3 Pergerakan dan Lokomosi
4. 14.4 Health Issues Related to the Human Musculoskeletal System

Konsep utama

Jenis rangka

Rangka hidrostatik (contoh cacing tanah), eksoskeleton (contoh serangga) dan endoskeleton (contoh manusia) menyokong dan membenarkan pergerakan.

Sistem otot rangka

Tulang memberi sokongan, sendi membenarkan pergerakan, dan otot dilekatkan oleh tendon menghasilkan daya.

Sendi

Sendi engsel (siku, lutut) membenarkan pergerakan satu satah; sendi lesung dan bebola (bahu, pinggul) membenarkan pergerakan pelbagai arah.

Otot antagonis

Otot bekerja berpasangan: apabila bisep mengecut membengkokkan lengan, trisep mengendur, dan sebaliknya meluruskannya.

Pergerakan dan lokomosi

Pengecutan otot menarik tulang merentasi sendi untuk menghasilkan pergerakan; lokomosi ialah pergerakan seluruh badan.

Isu kesihatan

Artritis (keradangan sendi) dan osteoporosis (tulang lemah) menjejaskan sistem otot rangka.

Lokomosi dalam air

Ikan membengkokkan tulang belakangnya yang fleksibel menjadi gelombang sisi ke sisi dengan mengecutkan blok otot miotom yang tersusun di sepanjang kedua-dua belah badan, menolak melawan air yang lebih tumpat. Sirip ekor menyediakan sebahagian besar daya tujah ke hadapan, manakala sirip dorsal, pelvis dan pektoral memberi kestabilan, kawalan arah dan brek semasa ikan berenang.

Lokomosi dalam udara

Rangka burung ringan kerana banyak tulangnya berongga dan bercantum, mengurangkan bilangan sendi berasingan serta jisim keseluruhan yang perlu diangkat. Sternum berlunas, iaitu rabung tulang pada dada, melekatkan otot penerbangan besar yang menarik sayap ke bawah untuk menghasilkan daya angkat dan tujahan, kemudian mengendur apabila otot lebih kecil mengangkat sayap semula.

Tulang berbanding rawan

Tulang ialah tisu keras dan hidup yang diperkukuh dengan garam kalsium dan fosfat, memberi ketegaran rangka yang diperlukan untuk sokongan, pergerakan dan perlindungan organ seperti otak dan jantung. Rawan ialah tisu penghubung yang lebih lembut dan fleksibel yang melapik permukaan sendi, membenarkan pergerakan lancar dan membentuk bahagian fleksibel seperti telinga luar, hujung hidung dan sebahagian saluran pernafasan.

Lekatan otot rangka

Otot rangka disambungkan kepada tulang oleh tendon pada setiap hujung, jadi pengecutan menarik kedua-dua tulang sesuatu sendi lebih rapat. Kerana tendon tidak boleh menolak, setiap pergerakan dalam satu arah memerlukan otot kedua, atau kumpulan otot, untuk menarik sendi itu ke arah bertentangan sebaik sahaja otot pertama mengendur.

Menjaga sistem otot rangka

Aktiviti menanggung berat secara berkala seperti berjalan atau berlari ringan merangsang tulang kekal tumpat, manakala pengambilan harian kalsium dan vitamin D yang mencukupi membekalkan mineral yang diperlukan tulang dan membantu badan menyerapnya. Postur betul semasa duduk, berdiri atau mengangkat, bersama mengelakkan tegasan berulang, mengurangkan risiko jangka panjang kerosakan sendi dan kehilangan tulang.

Otot antagonis pada lutut

Pada lutut, kuadrisep di hadapan peha dan hamstring di belakang membentuk satu lagi pasangan antagonis: kuadrisep mengecut untuk meluruskan kaki manakala hamstring mengendur, dan hamstring mengecut untuk membengkokkan kaki manakala kuadrisep mengendur, prinsip yang sama seperti bisep dan trisep pada siku.

Mengapa eksoskeleton mengehadkan pertumbuhan

Kerana eksoskeleton ialah penutup luar yang tegar, ia tidak boleh mengembang seiring pertumbuhan haiwan di dalamnya. Serangga atau krustasea itu perlu menanggalkan eksoskeleton lama secara berkala dalam proses dipanggil penyalinan kulit, atau ekdisis, dan cepat mengeraskan eksoskeleton baharu yang lebih besar sebelum badannya boleh membesar lagi.

Terkehel dan terseliuh

Terkehel berlaku apabila tulang tersengkang keluar daripada kedudukan normalnya pada sendi, selalunya mengoyakkan ligamen sekeliling dan memerlukan tulang itu digerakkan semula ke tempatnya. Terseliuh ialah kecederaan lebih ringan di mana ligamen teregang berlebihan atau koyak sebahagian, menyebabkan kesakitan dan bengkak tetapi tanpa tulang tersengkang keluar dari sendi.

Struktur tulang panjang

Tulang panjang seperti femur mempunyai lapisan luar tegar dipanggil periosteum, yang membawa salur darah dan saraf serta membenarkan tulang membesar dari segi lebar; di bawahnya terletak tulang kompak tumpat untuk kekuatan, mengelilingi rongga sum-sum tengah yang menghasilkan sel darah dan menyimpan lemak, dengan tulang gedebung pada setiap hujung membulat.

Bagaimana bab ini diperiksa

Biologi SPM ditaksir dalam tiga kertas. Kertas 1 mempunyai 40 soalan objektif (40 markah) dalam 1 jam 15 minit; Kertas 2 membawa 100 markah merentasi Bahagian A, B dan C dalam 2 jam 30 minit; Kertas 3 ialah amali yang menguji kemahiran proses sains. Kandungan bab ini boleh muncul dalam mana-mana, jadi kelas melatih ingatan untuk Kertas 1 dan jawapan berstruktur untuk Kertas 2.

Sudut peperiksaan biasa

• Menerangkan cara otot antagonis membengkok dan meluruskan lengan.
• Membandingkan tiga jenis rangka.
• Melabel sendi dan menamakan bahagiannya.
• Menerangkan, dengan merujuk miotom dan sirip, cara struktur ikan sesuai untuk berenang.
• Menerangkan cara rangka burung yang berongga dan bercantum serta sternum berlunas sesuai untuk terbang.
• Menyatakan satu punca, satu kesan dan satu langkah pencegahan bagi artritis atau osteoporosis.

Kesilapan biasa

Belajar bab ini

Struktur dalam bab ini

• Rangka dan sendi, struktur dan pergerakan

Istilah utama

Otot antagonisTendonLigamenEksoskeleton

Soalan lazim

Sumber:SRC-DSKP-EN, SRC-FORMAT