骨骼与关节,结构与运动
骨骼支撑、保护身体并使其能够运动;铰链关节与球窝关节允许不同范围的运动,由肌腱连接的拮抗肌对驱动,并由韧带稳定。
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骨骼是支撑身体并使其能够运动的内部骨架,在每个关节处与肌肉、肌腱和韧带协同工作。
关节是两块或多块骨骼相遇之处,其结构决定骨骼能移动的幅度与方向。考题常以肘或膝为例,检验你能否把运动解释为肌肉跨关节的拉动,因此了解关节的各个部分以及一对肌肉如何协同工作很有帮助。
骨骼的功能
- 支撑,使身体保持直立并赋予其形状
- 保护,例如,颅骨保护脑部,肋骨笼保护心脏与肺
- 运动,骨骼充当杠杆,附着的肌肉使运动得以进行
- 产生血细胞,由某些骨骼内的骨髓完成
- 矿物质贮存,骨骼贮存钙、磷等矿物质
组成与功能
| 部分 | 功能 |
|---|---|
| 铰链关节(如膝关节、肘关节) | 只允许在一个平面内运动,如门铰链 |
| 球窝关节(如肩关节、髋关节) | 允许朝多个方向运动,包括旋转 |
| 肌腱 | 把肌肉连接到骨骼,传递收缩力 |
| 韧带 | 把骨骼连接到骨骼,稳定关节 |
| 拮抗肌 | 成对且作用相反的肌肉,用于在关节处移动骨骼 |
| 软骨 | 覆盖骨骼末端的光滑组织,减少关节处的摩擦并吸收震动 |
| 滑液 | 润滑关节,使骨骼表面以极小的摩擦彼此移动 |
结构如何与功能相配
关节处的运动取决于肌肉跨关节拉动骨骼,以及关节为其所需允许的运动而具有的形状与润滑。
由于评分标准奖励特征与其功能之间的联系,把每个部分与它存在的原因一起记忆。
- 肌肉只能通过收缩拉动,因此关节由拮抗对驱动,一块肌肉收缩把骨骼向一个方向移动,同时另一块放松,随后角色互换。
- 铰链关节的骨面平坦呈圆柱状,把运动限制在一个平面内,为行走等动作提供稳定性。
- 球窝关节是圆形的骨头嵌入杯状关节窝中,允许几乎朝任何方向运动,如摆动手臂。
- 软骨覆盖骨骼末端,在骨骼移动时吸收震动并减少摩擦。
- 滑液润滑关节,韧带把骨骼固定在一起,使关节在运动时保持稳定。
相关过程
运动由作用于骨骼的肌肉系统产生。在肘部,肱二头肌与肱三头肌构成一对拮抗肌:肱二头肌收缩,通过其肌腱拉动前臂骨使手臂弯曲(屈),而肱三头肌放松;要伸直(伸)手臂时,肱三头肌收缩而肱二头肌放松。
骨骼充当杠杆,关节充当支点,肌肉提供力,因此肌肉的小幅移动能使骨骼产生较大的移动。
这些运动由神经系统控制:神经冲动从脑或脊髓沿运动神经元传到肌肉,指示它们何时收缩。这正是骨骼与关节同协调与反应主题、以及神经元与反射弧密切相关的原因,在那里同样的肌肉充当效应器。
常见标注错误
例题与参考答案
题目(试卷二 A 部分风格):图中显示人体肘部的手臂,带有肱二头肌与肱三头肌。(a) 说出肘部关节的类型。
[1 分] (b) 描述肱二头肌与肱三头肌如何协同使手臂弯曲。[3 分] (c) 说出肌腱的功能。
[1 分] (d) 解释软骨与滑液如何使关节处的运动更顺畅。[2 分]
参考答案:(a) 铰链关节。(b) 肱二头肌收缩而肱三头肌放松;肱二头肌拉动前臂骨,使手臂在肘部弯曲(屈)。
(c) 肌腱把肌肉连接到骨骼并传递收缩力。(d) 软骨覆盖骨骼末端,减少摩擦并吸收震动,而滑液润滑关节,因此骨骼以极小的摩擦与磨损顺畅移动。
评分说明:(b) 部分必须同时说出哪块肌肉放松、哪块收缩;只说出收缩的肌肉只能得部分分数。
来源:SRC-DSKP-EN
常见问题
为什么肌肉以拮抗成对的方式工作?
肌腱与韧带有什么区别?
软骨与滑液如何减少关节处的摩擦?
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