动物解剖与生理-运动系统

高中生物竞赛动物解剖与生理-运动系统

运动系统

• 运动系统的演化
  • 支持
    • 原生动物、蠕虫、腔肠动物、软体动物和环节动物具有流体静力骨骼，通过不能被压缩的充满液体的囊提供支持，依赖体壁的肌肉维持体型
    • 外骨骼：非细胞结构
      • 软体动物外套膜分泌的碳酸钙贝壳
      • 节肢动物几丁质体表
    • 内骨骼：中胚层发育而成
      • 脊索→脊柱，软骨→硬骨
      • 锥形脊椎骨→脊柱→五趾型四肢→胸廓
  • 运动
    • 原始运动的形式有原生质的变性运动（如肉足纲），鞭毛运动（如鞭毛纲），纤毛运动（如纤毛纲）
    • 高级的运动为肌肉运动，靠每一个肌细胞（肌纤维）的收缩和舒张实现
      • 刺胞动物的表皮细胞中已出现原始肌细胞（皮肌细胞）
      • 首次出现中胚层的扁形动物出现中胚层发育形成的平滑肌
      • 骨骼肌出现于软体动物和节肢动物
      • 脊椎动物有横纹肌（心肌和骨骼肌）和平滑肌
• 肌肉组织
  • 肌肉类型
    • 平滑肌：分布于脊椎动物的各个中空管道，属于不随意肌，多为梭形，单核，对电刺激不十分敏感，对温度、机械牵张和化学刺激较敏感，除妊娠期子宫内的平滑肌可有丝分裂，其余都不能再生
    • 骨骼肌：多核，细胞质主要由纤维蛋白构成，强劲有力，持久性较差，属于随意肌，再生能力差，健身主要引起肌纤维体积增大和结缔组织增多
      • 超微结构
        • 显微结构：1000-2000条平行紧密排列的肌原纤维细丝构成了1多核的肌纤维，是骨骼肌显示出了明带I带和暗带A带
          • H区：A带中间的不甚致密的狭窄区
          • M线：H区中央的环形线
          • Z线：I带正中央的环形线，两条Z线之间称为一个肌节
        • 亚显微结构：细肌丝（肌动蛋白丝，贯穿一个肌节中除了H区的部分）和粗肌丝（肌球蛋白丝，由上百个由两条α螺旋的重链分别结合两个不同的轻链形成球形头部的肌球蛋白组成的头部均朝向I带的分子束构成，贯穿A带，由M线蛋白连接彼此）构成了肌原纤维
    • 心肌：成短柱状，一般单核，细胞间有闰盘（兴奋传导），可持久而有力地收缩，出生后心肌无再生能力
    • 斜纹肌：无脊椎动物特有的肌肉组织，肌原纤维和横纹肌基本相同，但是各肌原纤维节错开排列呈现斜纹
  • 肌肉收缩
    • 单个肌纤维的收缩是全或无性质的，但由于肌肉上的运动终板数量很多，整体仍呈现空间总和性和时间总和性
      • 强直收缩：当刺激频率足够大，单收缩变得模糊，肌肉的张力达到最大
    • 机制（肌节是肌原纤维收缩的单位，A带不缩短，H区和I带缩短）：滑行学说
      • 结合：肌球蛋白头部被ATP磷酸化，形成构象A，与肌动蛋白结合
      • 划动：释放Pi，构象A转变为构象B，实现划动
      • 分开：滑动的同时粗肌丝头部的ATP酶位点被暴露出来，ATP前来结合引起构象C，使肌球蛋白和肌动蛋白分离
    • 调节：分布在细肌丝上的原肌球蛋白可阻止肌球蛋白的头部和细肌丝结合，其上附着的肌钙蛋白在肌质网受到刺激释放大量钙离子的情况下可以构象改变使原肌球蛋白移位从而使得结合步骤开始
• 骨
  • 成人全身有206块骨
    • 按形状分
      • 长骨：由中部稍细的骨干和两端膨大的骺构成，之间幼年期有不断分裂的骺软骨使长骨伸长，存在于四肢
      • 短骨：一般立方体，如跗骨、腕骨
      • 扁骨：呈板状，构成腔壁起保护作用，如髋骨、肩胛骨、肋骨
      • 不规则骨：如椎骨
    • 结构
      • 骨膜：覆盖于内、外表面，起营养作用，内层的细胞可分化为成骨细胞
      • 骨质
        • 骨密质：致密坚硬，由规律排列的骨板和哈佛氏系统构成，抗压抗扭曲，分布于骨质的外层，也有分布于骨松质内表面还有分布，如颅顶扁骨
        • 骨松质：呈蜂窝状，由交织成网的骨小梁构成，空隙称为骨髓腔
      • 骨髓
        • 红骨髓：造血功能，除长骨的骨干红骨髓都终生存在
        • 黄骨髓：在贫血时可以转化为红骨髓
      • 神经和血管
    • 骨的成分
      • 有机物胶原纤维，使骨兼具弹性和韧性
      • 无机物钙盐沉积使得骨具有硬度可被盐酸溶解
    • 骨的发生和成长
      • 膜内成骨：间充质细胞先成结缔组织膜再形成骨，如颅骨
      • 软骨内成骨：幼稚的结缔组织先成软骨再构建为骨
      • 骨的伸长生长主要靠骺软骨的不断分裂，加粗主要靠骨膜中的成骨细胞
  • 中轴骨
    • 颅骨=23块颅骨（听小骨不是颅骨）
      • 脑颅
      • 面颅（咽颅）
    • 躯干骨：椎骨、肋骨、胸骨
      • 脊柱=24块椎骨+1块骶骨+1块尾骨
        • 每一块椎骨都包含前方的椎体和后方有7个突起椎弓（除了颈椎第一块寰椎只有前弓和后弓）
        • 骶骨、尾骨分别由幼儿时期的5块骶骨和4-5块尾骨愈合而成
        • 依靠椎间盘（寰椎和枢椎之间无，起类似于弹性垫的作用）、前纵韧带、后纵韧带、短韧带、椎间关节（属于微动关节除寰枢关节、寰枕关节~头部运动）
      • 胸廓=12块胸椎+7对真肋（肋骨借肋软骨与胸骨构成关节）+2对假肋形成的左右肋弓（借肋软骨与真肋相连）+2对游离浮肋+1块胸骨
  • 附肢骨
    • 带骨：肢骨借带骨和躯干骨相连
      • 上肢带骨
        • 肩胛骨
        • 锁骨：一端与胸骨形成关节，一段与肩胛骨形成关节
          • 连接上肢和躯干
          • 支持肩胛骨伸向前方增加了上肢的活动范围
      • 下肢带骨（髋骨）：骶骨、尾骨、左右髋骨及其骨连接构成骨盆~保护脏器、传递重力
        • 髂骨
        • 坐骨
        • 耻骨
    • 肢骨
      • 上肢骨：形体轻巧，关节松弛，附属结构少
        • 肱骨（上臂骨）
        • 前臂骨
          • 桡骨
          • 尺骨
        • 手骨
          • 腕骨（共8块）
          • 掌骨（共5块）
          • 指骨（共14块，拇指2节，四指3节）
      • 下肢骨：粗壮强大，关节稳固性强，连接紧密
        • 股骨
        • 髌骨：包埋在股四头肌的肌腱中
        • 小腿骨
          • 胫骨
          • 腓骨
        • 足骨
          • 跗骨（共7块）
          • 跖骨（共5块）
          • 趾骨（共14块）
    • 关节
      • 上肢关节
        • 胸锁关节：上肢与躯干连接的唯一关节
          • 锁骨的胸骨端
          • 锁骨的胸骨柄
        • 肩关节
          • 肱骨头
          • 肩胛骨的关节盂
        • 肘关节：复关节
          • 肱桡关节
          • 肱尺关节
          • 桡尺近侧关节
      • 下肢关节
        • 骶髂关节
          • 骶骨耳状面
          • 髂骨耳状面
        • 髋关节
          • 髋臼
          • 股骨头
        • 膝关节
          • 股骨下端
          • 髌骨
          • 胫骨上端
• 骨连接
  • 纤维连接：借助于纤维结缔组织的连接，活动性差，如椎骨之间的韧带连接和颅骨之间的连接
  • 滑膜关节连接（关节）：借膜性囊相互连接，有腔隙，活动幅度大，且可减少摩缓冲碰撞
    • 关节面：相邻两骨的接触面，多为一凹（关节窝）一凸（关节头），表面覆盖关节软骨
    • 关节囊：牢牢附着于关节面周缘的骨面上，有丰富的血管和神经
    • 关节腔：关节囊围成的腔，腔内有滑液，维持负压~关节滑膜发炎
    • 韧带：位于关节囊周围或关节囊内的致密结缔组织束
    • 关节盘和关节唇：有软骨构成，维持关节灵活
• 骨骼肌
  • 全身共600多块骨骼肌，按形态分为长肌、短肌、扁肌和轮匝肌
    • 肌腹：由骨骼肌纤维构成，具有收缩性
    • 肌腱：致密结缔组织，无收缩性，牢固附着于骨的表面~传递力
      • 起点：运动中比较固定的一端
      • 止点：活动较大的一端
  • 头颈肌
    • 头肌
      • 面肌：属于皮肤肌，收缩使皮肤收紧，参与情绪、语言、咀嚼
      • 咀嚼肌：至于下颌骨、运动下颌，参与咀嚼、说话
    • 颈肌
  • 躯干肌
    • 背肌
    • 胸肌：肋间内肌、肋间外肌，参与呼吸
    • 膈肌：膈的周围是肌质部，中央为腱质部
    • 腹肌
  • 四肢肌
    • 上肢肌：适应灵活的活动，肌形细巧，数目较多
    • 下肢肌：适应支撑和移动身体，强大有力，数目较少