试卷为双语(马来文/英文);课程以英语授课。

中四 · 人类与动物的支持与运动

运动与移行

运动发生在只能牵拉的肌肉以拮抗对的方式跨越关节协同工作时,一方收缩,另一方舒张;移行则是利用同样的基本机制,使整个生物体从一处移动到另一处。

为何肌肉要成对工作

肌肉只能朝一个方向产生力量:收缩时能牵拉,却不能主动推动把骨骼推回原位。要使关节能来回运动,必须有两块作用相反的肌肉跨越该关节协同工作,这种安排称为拮抗对。

当对中的一块肌肉收缩变短时,另一块必须舒张变长,骨骼才能自由运动。

肱二头肌与肱三头肌:实例说明

  1. 肱二头肌与肱三头肌是一对拮抗肌,经肌腱附着在肘关节两侧的上臂与前臂骨上。
  2. 要使手臂弯曲(屈曲),肱二头肌收缩变短,把前臂向上拉,同时肱三头肌舒张变长,使这一运动得以进行。
  3. 要使手臂伸直(伸展),肱三头肌收缩变短,把前臂向下拉,同时肱二头肌舒张变长。
  4. 由于对中的一块肌肉总是抵消另一块产生的运动,肘关节便能朝两个方向运动。

运动与移行

运动是指生物体某部位位置的任何变化,例如手臂弯曲、眨眼,或叶片转向光源,它不一定使整个生物体从一处移到另一处。移行是一种特定类型的运动,指整个生物体从一个位置移动到另一个位置,例如行走、游泳或飞行。

动物的移行依赖与其他运动相同的基本机制,提供支持的骨骼与牵拉骨骼的拮抗肌,但需要跨越许多关节协调进行,并常常利用腿、鳍或翅膀等特化结构。

如何考查

此学习标准的考题常要求你用‘收缩’与‘舒张’这两个准确术语,解释肱二头肌与肱三头肌如何产生所描述的手臂运动,或判断所描述的例子(如心跳或鸟类飞行)属于运动、移行,还是两者兼有。你应能通过说明整个生物体是否改变位置来论证你的答案。

适应不同环境的移行方式

同样的基本机制,骨骼与拮抗肌,会根据动物所处的移动介质而有不同的适应方式。鱼类具有流线型的身体,利用身体两侧交替收缩的肌肉块,使身体和尾鳍左右摆动,从而在游泳时减少水的阻力。

鸟类拥有中空且轻巧的骨骼,以及强壮的胸肌,收缩时把翅膀向下拉以产生飞行动力,另一组肌肉则把翅膀重新抬起,为下一次挥动做准备。人类或狗等陆生动物依靠具有关节的肢体,由拮抗肌对带动关节运动,行走或奔跑时利用地面提供支撑与抓地力。

在每种情况下,移行都依赖多个关节与多对肌肉协调工作,而不像简单的手臂运动那样只依靠单一拮抗对。

常见误解

考试风格例题

题目。图中显示人类手臂的肘关节,标出了肱二头肌与肱三头肌,两者都经肌腱附着在前臂与上臂骨上。

图中手臂正从伸直状态变为弯曲状态。(a) 说出肘部的关节类型。

(b) 说出手臂弯曲时肱二头肌与肱三头肌各自发生的变化。(c) 解释为何需要两块肌肉才能产生这一运动,而不是只靠一块。

参考答案。(a) 肘部是铰链关节

(b) 手臂弯曲时,肱二头肌收缩变短,把前臂向上拉,同时肱三头肌舒张变长。(c) 肌肉只能牵拉,不能推动,因此单一肌肉虽能使手臂弯曲,却永远无法使其重新伸直;肱二头肌与肱三头肌构成拮抗对,其中一块肌肉能够抵消另一块所产生的运动。

练习题

一只蝗虫受到惊扰后跳走,利用强壮的后腿把整个身体从一处移到另一处。判断这一动作最适合归类为运动、移行,还是两者兼有,并解释你的答案。

考试提示

关键术语

  • 拮抗肌,在一个关节处产生相反运动的一对肌肉。
  • 肌腱,把肌肉连接到骨骼的坚韧带状结构,使收缩能牵拉骨骼。
  • 外骨骼,如昆虫等动物所具有的坚硬外部骨骼,肌肉从内部牵拉它。
  • 适应,使生物体适合其移动方式的特征,例如鱼的鳍或鸟的翅膀。

来源:SRC-DSKP-EN

常见问题

为什么肌肉必须以拮抗对的方式工作才能带动关节运动?
肌肉只能通过收缩主动牵拉,不能推动骨骼朝相反方向移动。因此,一个关节需要两块作用相反的肌肉,拮抗对,这样当一块收缩使关节朝一个方向运动时,另一块之后能收缩使其运动回去,且每块肌肉在其搭档收缩时都会舒张。
运动与移行有什么区别?
运动是指生物体某部位位置的任何变化,例如手臂弯曲或眨眼,不一定涉及整个生物体改变位置。移行则特指整个生物体从一处移动到另一处,例如行走或游泳,它依赖与其他运动相同的骨骼,拮抗肌机制,但需要协调全身来完成。

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