Biologi notesnota, bab 14
Sokongan dan Pergerakan dalam Manusia dan Haiwan
Notes made with reference toNota dibuat dengan rujukan kepada TextbookBuku teks Biologi Tingkatan 4 (KSSM), pageshalaman 264–283
What this chapter coversMatlamat bab ini
- Saya boleh menyenaraikan jenis rangka dalam manusia dan haiwan (rangka hidrostatik, rangka luar, rangka dalam) dan mewajarkan keperluan rangka (14.1.1, 14.1.2)
- Saya boleh mengenal pasti tulang yang membentuk rangka paksi dan rangka apendaj manusia (14.2.1)
- Saya boleh mencirikan vertebra serviks (termasuk atlas dan axis), toraks, lumbar, sakrum dan kaudal (14.2.2)
- Saya boleh membanding dan membezakan antara jenis vertebra (14.2.3)
- Saya boleh menyatakan sendi tidak bergerak, sendi bergerak sedikit dan sendi bebas bergerak dalam sistem rangka manusia (14.2.4)
- Saya boleh melukis, melabel dan menerangkan struktur sendi engsel lengan manusia (14.2.5)
- Saya boleh menerangkan mekanisme pergerakan lengan manusia dan kaki manusia (berjalan) (14.3.1)
- Saya boleh memerihalkan secara ringkas mekanisme gerak alih ikan, burung, cacing tanah dan belalang (14.3.2)
- Saya boleh memerihalkan isu kesihatan sistem otot rangka, iaitu osteoporosis, osteomalasia, rikets, artritis dan skoliosis (14.4.1)
- Saya boleh mewajarkan amalan untuk menjaga kesihatan sistem otot rangka (14.4.2)
14.1Jenis rangka
Sistem rangka memberi sokongan kepada manusia dan haiwan. Terdapat tiga jenis rangka: rangka hidrostatik, rangka luar dan rangka dalam. (14.1.1)
| Jenis rangka | Huraian | Contoh |
|---|---|---|
| Rangka hidrostatik | Membantu haiwan bertisu lembut mengekalkan bentuk badan yang tegar | Cacing tanah |
| Rangka luar | Menyokong dan melindungi organ badan serta membolehkan haiwan bergerak; otot melekat pada permukaan dalamnya | Belalang, ketam, serangga |
| Rangka dalam | Mengekalkan bentuk badan, menyokong tisu badan yang lembut dan melindungi organ dalaman daripada kecederaan | Manusia |
Keperluan rangka (14.1.2)
- Pergerakan: manusia dan haiwan bergerak dari satu tempat ke tempat lain untuk mencari makanan, pasangan atau melarikan diri daripada pemangsa dan ancaman.
- Sokongan: kebanyakan organisma multisel mempunyai tisu badan yang lembut dan memerlukan sokongan.
- Perlindungan: rangka melindungi organ dalaman daripada kecederaan.
Mengapakah cacing tanah memerlukan rangka hidrostatik?
Tunjuk jawapanSembunyi jawapan
Cacing tanah bertisu lembut. Rangka hidrostatik membantunya mengekalkan bentuk badan yang tegar.
14.2Sistem otot rangka manusia
Rangka paksi dan rangka apendaj (14.2.1)
| Bahagian | Tulang |
|---|---|
| Rangka paksi | Tengkorak, turus vertebra, tulang rusuk dan sternum (tulang dada). Tulang rusuk dan sternum membentuk sangkar rusuk. |
| Rangka apendaj | Lengkungan pektoral (klavikel, skapula), lengkungan pelvis (ilium, pubis, iskium), tulang lengan dan tulang kaki |
Rajah daripada buku teks Biologi Tingkatan 4 KSSM, m.s. 267.
Tulang lengan: humerus, ulna, radius, karpus, metakarpus, falanks. Tulang kaki: femur, patela, tibia, fibula, tarsus, metatarsus, falanks.
Rangka paksi ialah paksi badan (kepala dan batang badan). Rangka apendaj ialah anggota yang melekat pada paksi itu, termasuk lengkungan pektoral dan lengkungan pelvis.
Turus vertebra (14.2.2, 14.2.3)
Vertebra pada bahagian berlainan turus vertebra berbeza dari segi saiz dan bentuk. Setiap vertebra mempunyai satu bukaan yang disebut salur saraf tempat saraf tunjang ditempatkan. Cuaran spina dan cuaran melintang ialah tempat pelekatan otot dan ligamen.
| Vertebra | Ciri |
|---|---|
| Serviks | Cuaran spina pendek; cuaran melintang lebar dan pendek; sentrum kecil; sepasang foramen melintang |
| Atlas (serviks pertama) | Salur saraf besar; cuaran spina amat kecil; sepasang foramen melintang; tiada sentrum; bersendi dengan tengkorak |
| Axis (serviks kedua) | Cuaran spina besar; cuaran melintang kecil; sepasang foramen melintang; cuaran odontoid yang bersendi dengan muka sendi salur saraf vertebra atlas |
| Toraks | Cuaran spina panjang; cuaran melintang panjang; sentrum bersaiz sederhana; tiada foramen melintang; muka sendi pada cuaran melintang untuk bersendi dengan tulang rusuk (kecuali toraks ke-11 dan ke-12) |
| Lumbar | Vertebra terbesar dan terkuat; cuaran spina pendek; cuaran melintang pendek; sentrum besar untuk menyokong berat bahagian bawah belakang badan; tiada foramen melintang |
| Sakrum | Lima vertebra yang bercantum untuk membentuk satu tulang berbentuk segi tiga; ada salur untuk saraf dan salur darah; ada cuaran untuk bersendi dengan vertebra lumbar terakhir |
| Kaudal | Empat tulang yang bercantum untuk membentuk struktur segi tiga yang meruncing pada satu hujung |
Rajah daripada buku teks Biologi Tingkatan 4 KSSM, m.s. 269.
Persamaan: kesemua vertebra mempunyai cuaran spina, cuaran melintang, sentrum (kecuali vertebra atlas) dan salur saraf.
Awas! Foramen melintang hanya terdapat pada vertebra serviks (termasuk atlas dan axis). Vertebra toraks dan vertebra lumbar tidak mempunyainya. Bezakan toraks daripada lumbar melalui cuaran spina: panjang pada toraks, pendek pada lumbar.
Nyatakan satu ciri vertebra serviks yang tidak terdapat pada vertebra yang lain, dan satu perbezaan antara vertebra lumbar dengan vertebra toraks.
Tunjuk jawapanSembunyi jawapan
Vertebra serviks mempunyai sepasang foramen melintang. Vertebra lumbar mempunyai cuaran spina pendek dan sentrum besar, manakala vertebra toraks mempunyai cuaran spina panjang dan sentrum bersaiz sederhana.
Sendi (14.2.4)
Sendi ialah tempat pertemuan antara dua atau lebih tulang atau antara rawan dengan tulang. Tulang terlalu tegar untuk membengkok tanpa patah, maka tisu penghubung yang fleksibel membentuk sendi yang memegang tulang bersama supaya pergerakan dapat berlaku.
| Jenis sendi | Contoh |
|---|---|
| Sendi tidak bergerak | Sutur pada kranium di tengkorak kepala |
| Sendi bergerak sedikit | Cakera rawan antara tulang vertebra; rawan antara tulang rusuk pertama dengan sternum |
| Sendi bebas bergerak | Sendi lesung (bahu, punggung) dan sendi engsel (siku, lutut, tulang jari tangan dan jari kaki) |
| Sendi bebas bergerak | Pergerakan |
|---|---|
| Sendi lesung | Putaran dalam semua arah; membenarkan ayunan lengan dan kaki dalam pergerakan membulat. Contoh: sendi bahu (humerus dan lengkungan pektoral), sendi punggung (femur dan lengkungan pelvis). |
| Sendi engsel | Pergerakan tulang pada satu satah sahaja, seperti engsel pintu. Contoh: sendi lutut membenarkan bahagian bawah kaki berayun ke hadapan dan ke belakang. |
Struktur sendi bebas bergerak (14.2.5)
Rajah daripada buku teks Biologi Tingkatan 4 KSSM, m.s. 271.
| Bahagian | Fungsi / ciri |
|---|---|
| Kapsul | Tisu bergentian yang membalut sendi dan memberi perlindungan kepada sendi |
| Rawan | Kusyen kepada sendi; menyerap hentakan; mengurangkan geseran antara hujung-hujung tulang; melindungi tulang daripada menjadi haus |
| Membran sinovia | Merembes bendalir sinovia ke dalam rongga sinovia |
| Bendalir sinovia | Pelincir yang mengurangkan geseran antara hujung-hujung tulang |
| Otot rangka | Berkas gentian otot, saraf dan salur darah yang banyak; bekerja berpasangan dan bertindak secara berlawanan (otot antagonis) |
| Tendon | Menyambung tulang dengan otot; gentian yang kukuh, tidak kenyal dan boleh dilentur |
| Ligamen | Menyambung tulang dengan tulang; berkas tisu penghubung yang kuat, kenyal dan liat; memberi sokongan dan kekuatan kepada sendi serta membolehkan tulang membengkok di sendi |
Tendon menyambung tulang dengan otot dan tidak kenyal. Ligamen menyambung tulang dengan tulang dan kenyal.
Nyatakan fungsi rawan dan bendalir sinovia dalam sendi.
Tunjuk jawapanSembunyi jawapan
Rawan bertindak sebagai kusyen, menyerap hentakan dan mengurangkan geseran antara hujung tulang. Bendalir sinovia ialah pelincir yang mengurangkan geseran antara hujung tulang.
14.3Mekanisme pergerakan dan gerak alih
Otot antagonis ialah otot yang bekerja berpasangan dan bertindak secara berlawanan: jika salah satu otot mengecut, otot yang satu lagi mengendur. Otot fleksor membengkokkan anggota semasa mengecut; otot ekstensor meluruskan anggota semasa mengecut. (14.3.1)
Pergerakan lengan manusia
| Membengkokkan lengan | Meluruskan lengan | |
|---|---|---|
| Otot biseps (fleksor) | Mengecut | Mengendur |
| Otot triseps (ekstensor) | Mengendur | Mengecut |
| Tulang | Tulang radius ditarik ke atas melalui tendon | Tulang ulna ditarik ke bawah melalui tendon |
Rajah daripada buku teks Biologi Tingkatan 4 KSSM, m.s. 273.
Pergerakan kaki manusia (berjalan)
Otot biseps femoris ialah otot fleksor dan otot kuadriseps femoris ialah otot ekstensor. Langkah demi langkah untuk kaki kanan:
- Otot betis mengecut supaya tumit diangkat; tapak kaki menolak ke bawah ke atas tanah.
- Otot biseps femoris mengecut untuk membengkokkan kaki pada sendi lutut dan kaki kanan dinaikkan.
- Berat badan disokong oleh kaki kiri. Otot kuadriseps femoris mengecut untuk meluruskan kaki.
- Otot tibialis mengecut untuk menurunkan tumit. Tumit kaki kanan menyentuh tanah dan berat badan disokong oleh kaki kanan. Urutan diulang dengan kaki kiri.
Gerak alih haiwan (14.3.2)
| Haiwan | Mekanisme |
|---|---|
| Ikan | Turus vertebra fleksibel digerakkan dari sisi ke sisi melalui pengecutan dan pengenduran otot miotom (bongkah otot berbentuk W) yang antagonis. Apabila miotom sebelah kanan mengecut, miotom sebelah kiri mengendur dan ekor mengibas ke kanan; kemudian sebaliknya. Gelombang pengecutan dan pengenduran yang berselang-seli menolak air ke belakang dan ke sisi, lalu badan bergerak ke hadapan. Sirip mengawal arah haluan. |
| Burung (penerbangan) | Otot antagonis yang besar dan kuat pada dada. Otot pektoralis major mengecut dan otot pektoralis minor mengendur: sayap diturunkan. Otot pektoralis minor mengecut dan otot pektoralis major mengendur: sayap dinaikkan. Tekanan udara memberikan tujah ke atas. |
| Cacing tanah | Otot lingkar dan otot membujur mengecut dan mengendur secara berselang-seli, menghasilkan gelombang peristalsis di sepanjang badan. Keta mencengkam tanah. |
| Belalang (melompat) | Otot fleksor dan otot ekstensor melekat pada permukaan dalam rangka luar. Otot fleksor mengecut: kaki belakang dilipat dalam bentuk Z. Otot ekstensor mengecut: kaki belakang melurus dan menghasilkan lentingan yang menolak belalang ke hadapan dan ke udara. |
Contoh: gerak alih cacing tanah (Rajah 14.20)
Langkah 1: otot membujur pada posterior mengecut dan otot lingkar mengendur, maka cacing menjadi pendek dan lebih tebal. Langkah 2: keta di segmen posterior mencengkam tanah, keta di segmen anterior dilepaskan. Langkah 3: otot lingkar pada segmen anterior mengecut dan otot membujur mengendur, maka cacing menjadi lebih panjang dan kurus dan hujung hadapan memanjang ke hadapan. Langkah 4: keta di segmen anterior mencengkam tanah, keta di segmen posterior dilepaskan. Langkah 5: segmen posterior yang pendek ditarik ke hadapan.
Rajah daripada buku teks Biologi Tingkatan 4 KSSM, m.s. 276.
Awas! Cacing tanah memanjang apabila otot lingkar mengecut, dan memendek apabila otot membujur mengecut. Jangan terbalikkan.
Terangkan bagaimana lengan dibengkokkan.
Tunjuk jawapanSembunyi jawapan
Otot biseps mengecut dan daya tarikan dipindahkan kepada tulang radius melalui tendon. Pada masa yang sama otot triseps mengendur. Tulang radius ditarik ke atas dan lengan dibengkokkan.
14.4Isu kesihatan sistem otot rangka manusia
| Isu kesihatan | Punca | Kesan |
|---|---|---|
| Osteoporosis | Kadar kehilangan kalsium daripada tulang lebih tinggi daripada kadar penyerapan apabila usia meningkat; kurang bersenam; kurang kalsium, fosforus dan vitamin D; aras estrogen menurun selepas putus haid | Tulang lemah, nipis, rapuh, berliang dan mudah patah; ketinggian berkurang; postur bengkok |
| Osteomalasia | Kekurangan kalsium, fosforus dan vitamin D; berlaku pada orang dewasa, khasnya perempuan hamil | Tulang lembut |
| Rikets | Keadaan yang sama berlaku pada kanak-kanak | Tulang lembut dan lemah; boleh mengakibatkan kecacatan tulang |
| Artritis (osteoartritis) | Kekurangan bendalir sinovia dan kehausan rawan; lazim pada warga tua | Rawan menipis, ligamen memendek dan hilang sebahagian kekenyalan; sendi bengkak, sakit dan kurang fleksibel |
| Skoliosis | Faktor genetik atau pertumbuhan tulang belakang yang tidak normal semasa akil baligh | Tulang belakang membengkok ke sisi dalam bentuk S atau C |
Hormon estrogen terlibat dalam metabolisme kalsium: membantu badan menyerap kalsium dan mengurangkan kehilangan kalsium daripada tulang. Itulah sebab osteoporosis lazim pada wanita yang telah putus haid.
Amalan menjaga kesihatan sistem otot rangka (14.4.2)
- Postur badan yang betul: membongkok meletakkan beban tinggi pada turus vertebra, menyebabkan turus tidak sejajar, menghalang pengaliran darah dan menekan saraf serta organ utama.
- Pakaian yang sesuai: selesa dan tidak terlalu ketat sehingga menyekat aliran darah. Kasut bertumit rendah dan berkusyen memberi sokongan dan mengelakkan kecederaan pada turus vertebra.
- Senaman: menguatkan struktur sendi, menambah fleksibiliti otot dan ligamen, meningkatkan kekuatan tulang dan mendapan mineral tulang pada orang dewasa serta menghalang osteoporosis pada warga tua.
- Gizi seimbang: kaya dengan kalsium (susu), garam mineral (fosfat), vitamin C dan D. Vitamin D membantu penyerapan kalsium manakala vitamin C meningkatkan jisim tulang.
Nyatakan maksud osteoporosis dan satu langkah pada usia muda untuk mencegahnya.
Tunjuk jawapanSembunyi jawapan
Osteoporosis ialah penyakit yang dicirikan oleh tulang yang lemah dan mudah patah. Langkah pencegahan: bersenam secara tetap dan mengambil makanan kaya kalsium, fosforus dan vitamin D.