Sokongan dan Pergerakan dalam Manusia dan Haiwan, nota ulang kaji

Gambaran keseluruhan

Haiwan memerlukan sokongan untuk mengekalkan bentuk dan sistem untuk bergerak. Bab ini merangkumi jenis rangka, sistem otot rangka manusia, cara otot antagonis menggerakkan sendi, dan isu kesihatan berkaitan.

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.

Jenis rangka (14.1)

Rangka memberi haiwan sokongan, mengekalkan bentuknya dan menyediakan kerangka tempat otot bekerja untuk menghasilkan pergerakan. Tiga jenis dipelajari.

Rangka hidrostatik, seperti pada cacing tanah, menggunakan tekanan bendalir yang tertahan dalam petak badan; otot memicit bendalir ini untuk mengubah bentuk badan dan bergerak. Eksoskeleton, seperti pada serangga dan ketam, ialah penutup luar keras yang juga melindungi badan lembut di dalamnya.

Endoskeleton, seperti pada manusia dan vertebrata lain, ialah kerangka dalaman tulang dan rawan yang menyokong badan dari dalam dan memberi otot lekatan yang teguh.

Idea penting bagi piawaian ini ialah sebab eksoskeleton mengehadkan pertumbuhan. Kerana ia cengkerang luar yang tegar, ia tidak boleh mengembang seiring pertumbuhan haiwan di dalamnya, jadi serangga atau krustasea perlu menyalin kulit secara berkala, menanggalkan eksoskeleton lama dan mengeraskan yang baharu lebih besar sebelum badan boleh membesar lagi.

Endoskeleton membesar sedikit demi sedikit bersama haiwan, jadi penyalinan kulit tidak diperlukan.

Sistem otot rangka manusia (14.2)

Sistem otot rangka manusia menggabungkan tulang untuk sokongan, sendi untuk pergerakan dan otot untuk menghasilkan daya. Otot rangka disambungkan kepada tulang pada setiap hujung oleh jalur kuat dipanggil tendon, manakala ligamen menyambung satu tulang kepada tulang lain dan memegang sendi bersama.

Cara berguna untuk membezakannya ialah tendon menyambung otot kepada tulang, dan ligamen menyambung tulang kepada tulang.

Tulang sendiri ialah tisu keras dan hidup yang diperkukuh dengan garam kalsium dan fosfat, memberi ketegaran rangka yang diperlukan untuk menyokong badan dan melindungi organ seperti otak dan jantung. Tulang panjang seperti femur mempunyai lapisan luar tegar dipanggil periosteum, yang membawa salur darah dan saraf; 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.

Rawan ialah tisu penghubung yang lebih lembut dan fleksibel yang melapik permukaan sendi dan membentuk bahagian fleksibel seperti telinga luar dan hujung hidung.

Sendi dan otot antagonis (14.2)

Sendi membenarkan rangka membengkok. Sendi engsel, seperti pada siku dan lutut, membenarkan pergerakan satu satah, manakala sendi lesung dan bebola, seperti pada bahu dan pinggul, membenarkan pergerakan ke semua arah.

Otot menggerakkan sendi ini, tetapi otot hanya boleh menarik dengan mengecut; ia tidak boleh menolak. Inilah sebabnya otot rangka disusun dalam pasangan antagonis, di mana satu otot menarik tulang satu arah dan otot kedua menariknya semula.

Contoh klasik ialah lengan pada siku. Untuk membengkokkan lengan, bisep mengecut dan menarik lengan bawah ke atas manakala trisep mengendur; untuk meluruskannya, trisep mengecut dan menarik lengan bawah ke bawah manakala bisep mengendur.

Prinsip yang sama berfungsi pada lutut, di mana kuadrisep di hadapan peha meluruskan kaki manakala hamstring mengendur, dan hamstring membengkokkan kaki manakala kuadrisep mengendur.

Pergerakan dan lokomosi merentasi habitat (14.3)

Lokomosi ialah pergerakan seluruh badan dari satu tempat ke tempat lain, dan cara haiwan melakukannya sepadan dengan habitatnya. Ikan membengkokkan tulang belakangnya yang fleksibel menjadi gelombang sisi ke sisi dengan mengecutkan blok otot dipanggil miotom yang tersusun di sepanjang kedua-dua belah badan, menolak melawan medium air yang tumpat; sirip ekor memberi sebahagian besar daya tujah ke hadapan manakala sirip lain mengawal arah, mengimbang dan membrek.

Bentuk badan aerodinamik mengurangkan seretan.

Burung dibina untuk keperluan ringan penerbangan. Tulangnya kebanyakannya berongga dan bercantum, mengurangkan bilangan sendi berasingan serta jisim keseluruhan yang perlu diangkat, dan sternum berlunas, iaitu rabung tulang pada dada, memberi permukaan besar untuk melekatkan otot penerbangan kuat yang menarik sayap ke bawah untuk daya angkat dan tujahan.

Mamalia darat pula menggerakkan anggota bersendi melawan permukaan pejal. Membandingkan lokomosi merentasi air, udara dan darat ialah cara lazim penilai menguji penaakulan struktur dan fungsi berbanding hafalan fakta.

Tulang berbanding rawan (14.2)

Tulang dan rawan kedua-duanya bahagian rangka manusia, tetapi sesuai untuk tugas berbeza. Tulang keras dan bermineral, dibina untuk sokongan, pergerakan dan perlindungan organ, dan ia tidak boleh melentur tanpa patah.

Rawan lebih lembut dan fleksibel, jadi ia melapik hujung tulang di tempat ia bertemu pada sendi, membenarkan permukaan menggelangsar dengan lancar, dan membentuk telinga luar, hujung hidung serta sebahagian saluran pernafasan yang fleksibel. Mengetahui tisu mana melakukan tugas mana ialah sasaran jawapan pendek yang lazim.

Isu kesihatan sistem otot rangka (14.4)

Osteoporosis berkembang apabila kadar kerosakan tulang mengatasi kadar pembinaan semula tulang, jadi ketumpatan tulang menurun dan tulang mudah patah, walaupun daripada jatuh yang kecil; ia dikaitkan dengan pengambilan kalsium atau vitamin D yang rendah, perubahan hormon dan penuaan. Artritis ialah keradangan sendi, biasanya melibatkan rawan yang melapik hujung tulang atau membran sinovial yang melapisi sendi, dan ia menyebabkan kesakitan, bengkak, kekakuan dan pergerakan terhad.

Kedua-duanya keadaan berbeza: osteoporosis melemahkan tulang, manakala artritis meradangkan sendi.

Kecederaan juga diperiksa. Terkehel ialah tulang yang tersengkang keluar daripada kedudukan normalnya pada sendi, selalunya mengoyakkan ligamen sekeliling, manakala terseliuh ialah regangan berlebihan atau koyak separa ligamen dengan tulang masih di tempatnya yang lebih ringan.

Menjaga sistem ini melalui senaman menanggung berat yang kerap, kalsium dan vitamin D yang cukup, serta postur betul membantu melindungi daripada kehilangan tulang dan kerosakan sendi.

Konsep utama untuk dikuasai

• 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.

Senarai semak ingatan pantas

1. Boleh anda takrif dan terangkan Jenis rangka?
2. Boleh anda takrif dan terangkan Sistem otot rangka?
3. Boleh anda takrif dan terangkan Sendi?
4. Boleh anda takrif dan terangkan Otot antagonis?
5. Boleh anda takrif dan terangkan Pergerakan dan lokomosi?
6. Boleh anda takrif dan terangkan Isu kesihatan?
7. Boleh anda takrif dan terangkan Lokomosi dalam air?
8. Boleh anda takrif dan terangkan Lokomosi dalam udara?
9. Boleh anda takrif dan terangkan Tulang berbanding rawan?
10. Boleh anda takrif dan terangkan Lekatan otot rangka?
11. Boleh anda takrif dan terangkan Menjaga sistem otot rangka?
12. Boleh anda takrif dan terangkan Otot antagonis pada lutut?
13. Boleh anda takrif dan terangkan Mengapa eksoskeleton mengehadkan pertumbuhan?
14. Boleh anda takrif dan terangkan Terkehel dan terseliuh?
15. Boleh anda takrif dan terangkan Struktur tulang panjang?

Soalan lazim

Lagi untuk Sokongan dan Pergerakan dalam Manusia dan Haiwan

Sumber:SRC-DSKP-EN