วิชาการ.คอม-บทเรียนออนไลน์-การเคลื่อนที่ของสัตว์มีกระดูกสันหลัง | บทเรียน วิชาการ.คอม
ชีววิทยา
 

การเคลื่อนที่ของสัตว์มีกระดูกสันหลัง

สร้างเมื่อ 15 พ.ค. 2555 15:16:59
  • ระดับม.5
  • 20,939 view

การเคลื่อนที่ของสัตว์มีกระดูกสันหลัง

              สัตว์มีกระดูกสันหลังทุกชนิดมีระบบโครงกระดูก ทำหน้าที่เป็นทั้งโครงร่างแข็งช่วยค่ำจุนร่างกายให้คงรูป  และยังช่วยในการเคลื่อนที่อีกด้วย  สัตว์มีกระดูกสันหลังมีทั้งที่อาศัยอยู่ในน้ำและบนบกซึ่งมีสภาพแวดล้อมแตกต่างกัน  สัตว์มีกระดูกสันหลังเหล่านี้มีการเคลื่อนที่แตกต่างกันอย่างไร
 
คำถามนำ
โครงกระดูนของสัตว์มีกระดูกสันหลัง ช่วยในการเคลื่อนที่อย่างไร
 
การเคลื่อนที่ของปลา
           ถ้านักเรียนสังเกตการณ์เคลื่อนที่ของปลาในตู้กระจก จะเห็นขณะที่ปลาเคลื่อนที่  ลำตันของปลาจะโค้งไปมาดังภาพที่ 7-10 ก.  การโค้งลำตัวของปลาเกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่ของปลาหรือไม่อย่างไร
 
 
ภาพที่ 7-10 ก. การทำงนกล้ามเนื้อขณะเคลื่อนที่ ข. ลักษณะการเคลื่อนที่ของปลา
 
               จากการที่ 7-10 จะเห็นว่าการทำงานของกล้ามเนื้อของปลาขณะที่มีการเคลื่อนที่ พบว่าเกิดจากหดตัวและคลายตัวของกล้ามเนื้อที่ยึดติดอยู่กับกระดูกสันหลัง การหดตัวของกล้ามเนื้อในแต่ละส่วนของลำตัวปลาไม่พร้อมกัน  จะเริ่มทยอยจากด้านหัวไปด้านหางทำให้ลำตัวปลามีลักษณะโค้งไปมา  ประกอบกับส่วนหางโค้งงอสลับไปมาทางด้านซ้ายและขวา  เมื่อกระทบกับแรงต้านของน้ำรอบๆ ตัว จะผลักดันให้ปลาเคลื่อนที่ไปข้างหน้า
              ถ้านักเรียนสังเกตการณ์ว่ายน้ำของปลาเห็นว่านอกจากปลาจะสามารถเคลื่อนที่ไปข้างหน้าได้แล้ว  ยังสามารถเคลื่อนที่ในแนวดิ่ว  โดยการทำงานของครีบหลัง  ครีบอกและครีบสะโพกนอกจากนี้แรงลอยตัวของน้ำยังมีส่วนช่วยในการเคลื่อนที่ของปลาในน้ำอย่างมากทำให้ปลาใช้พลังงานในการพยุงตัวต้านต่อแรงโน้นถ่วงของโลกเพียงเล็กน้อย ด้วยเหตุนี้การว่ายน้ำของปลาจึงใช้พลังงานน้อยกว่าการวิ่งของสัตว์บก รูปร่างของปลาที่แบนเพรียว และมีเมือกขับออกมาจาผิวเนื้อนี้เองจะช่วยลดแรงเสียดทานน้ำขณะเคลื่อนที่  อย่างไรก็ดีรูปร่างที่เพรียวนี้อาจทำให้ตัวของปลามีโอกาสหงายท้องหรือพลิกคว่ำได้ง่าย  ปัญหาดังกล่าวสามารถแก้ไขได้โดยอาศัยครีบช่วยในการรักษาสมดุลในการเคลื่อนที่และการทรงตัว
 
การเคลื่อนที่ของนก
              นกสามารถบินได้โดยอาศัยการทำงานของกล้ามเนื้อ 2 ชุดที่ยึดระหว่างกระดูกโคนปีก (hummers) และ กระดูกอก (sternum) ได้แก่ กล้ามเนื้อยกปีกและกล้ามเนื้อกดปีกทำงานแบบสภาวะตรงกันข้าง ทำให้นกสามารถขยับปีกขึ้นลงได้ มีผลให้นกบินได้ดังภาพที่ 7-1 
 
ภาพที่ 7-11 ก. กล้ามเนื้อและกระดูกที่ใช้ในการเคลื่อนที่ของนก ข. การขยับปีกของนกขณะบิน
 
 เชื่อมโยงกับฟิสิกส์ 
         การร่อนหรือลอยตัวในอากาศของนก  อากาศด้านบนของปีกนกจะ  เคลื่อนที่อย่างรวดเร็ว  ทำให้บริเวณเหนือปีกมีความดันอากาศน้อยกว่า  อากาศที่เคลื่อนที่ใต้ปีก  ความดันอากาศใต้ปีกซึ่งมากกว่าจะพยุงให้ปีกและลำตัวลอยอยู่ในอากาศ
 
 
 การเคลื่อนที่ของเสือชีต้า 
              เสือชีต้าได้ชื่อว่าเป็นสัตว์ที่วิ่งได้เร็วที่สุดถึง 110กิโลเมตรต่อชั่วโมง นักเรียนจงสังเกตขาหน้า ขาหลัง หัวไหล่ สะโพกและกระดูกสันหลังของเสือชีต้าขณะวิ่งดังในภาพที่ 7-12
  
ภาพที่ 7-12 การเคลื่อนที่ของเสือชีต้า 
-   เมื่อสังเกตการณ์เคลื่อนที่ของเสือชีต้าแล้ว นักเรียนอธิบายได้หรือไม่ว่าเหตุใดเสือชีต้าจึงวิ่งได้เร็ว
 
 โครงสร้างที่ใช้ในการเคลื่อนที่ของคน 
             เมื่อพิจารณาอากัปกิริยาต่างๆ  ของนักเรียน  เช่น การกิน  การนอน การวิ่ง ล้วนแล้วแต่เป็นการเคลื่อนไหลที่เกิดจากระบบโครงกระดูกและระบบกล้ามเนื้อทั้งสิ้น โครงกระดูกและกล้ามเนื้อทำงานสัมพันธ์กันอย่างไร คนจึงเคลื่อนที่ได้  นักเรียนจะได้ศึกษาต่อไปนี้
 
 ระบบโครงกระดูก 
             สัตว์มีกระดูกสันหลังทุกชนิดมีระบบโครงกระดูกที่คล้ายคลึงกัน คือ ประกอบด้วย กระดูกแกน (axial skeleton) และ กระดูกรยางค์ (appendicular skeleton) แต่ในบทนี้จะเน้นระบบโครงกระดูกของคนดังภาพที่ 7-13
 
 
ภาพที่ 7-13 กระดูกของคน
 
-    การที่โครงกระดูกของคนไม่ต่อกันเป็นชิ้นเดียวและมีจำนวนมากมีประโยชน์ต่อการเคลื่อนที่อย่างไร
            เมื่อร่างกายของคนเจริญเติบที่จะประกอบด้วย กระดูก ประมาณ 206 ชิ้น ต่อกัน สามารถแบ่งออกเป็น2 กลุ่ม ตามตำแหน่งที่อยู่ คือ กระดูกแกนและกระดูกรยางค์  นักเรียนคิดว่ากระดูกประมาณ 206 ชิ้น ต่อกัน สามารถแบ่งออกเป็น 2 กลุ่ม ตามตำแหน่งที่อยู่ คือ กระดูกแกนและกระดูกรยางค์  นักเรียนคิดว่ากระดูกแกนและกระดูกรยางค์มีความสัมพันธ์กับการเคลื่อนที่ของคนอย่างไร

รู้หรือเปล่า
          ภายในกระดูกประกอบด้วยเซลล์กระดูก เนื้อเยื่อประสาทหลอดเลือด สารประกอบแคลเซียมคาร์บอเนต และแคลเซียมฟอสเฟต ภายในกระดูกท่อนยาวๆ มีเซลล์ไขกระดูก(bone marrow cell) ซึ่งในการวัยเด็กทำหน้าที่สร้างเซลล์เม็ดเลือดแดงเซลล์เม็ดเลือดขาวและเพลตเลตแต่เมื่อเจริญเติบโตแล้วจะมีไขมันมาสะสมบริเวณไขกระดูกทำให้สร้างเซลล์เม็ดเลือดไม่ได้จะเหลือแต่บริเวณปลายกระดูกที่เรียนว่าไขกระดูกที่เรียกว่าไขกระดูกแดง  ทำหน้าที่สร้างเซลล์เม็ดเลือดแดง
 
กระดูกแกน
           กระดูกแกนมีจำนวน 80 ชิ้น ประกอบด้วยกระดูกกะโหลกศีรษะ กระดูกหน้าอก และกระดูกซี่โครง
           กระดูกกะโหลกศีรษะเป็นกระดูกที่เป็นแผ่นเชื่อมติดกันภายในมีลักษณะเป็นโพรงสำหรับบรรจุสมอง ทำหน้าที่ป้องกันสมองไม่ให้ได้รับอันตราย
          กระดูกสันหลังทำหน้าที่ช่วยค้ำจุน  และรองรับน้ำหนักของร่างกายประกอบด้วยกระดูกที่มีลักษณะเป็นข้อๆต่อกัน ระหว่างกระดูกสันหลังแต่ละข้อจะมีแผ่นกระดูกอ่อน (cartiage) หรือที่เรียกกันว่า หมอนรองกระดูกทำหน้าที่รองและเชื่อมกระดูกนี้เสื่อมจะไม่สามารถเอี้ยว หรือบิดตัวได้ กระดูกสันหลังแต่ละข้อจะมีช่องให้ไขสันหลังสอดผ่านและมีส่วนของจะงอยยื่นออกมาเป็นที่เกาะของกล้ามเนื้อและเอ็น กระดูกสันหลังช่วงงอกจะมีกระดูกซี่โครงมาเชื่อมต่อ ดังภาพที่ 7-14
 
 
ภาพที่ 7-14 ก. กระดูกสันหลัง ข. กระดูกซี่โครง
 
          กระดูกซี่โครงมีทั้งหมด 12 คู่ กระดูกซี่โครงทุกๆ ซี่จะไปต่อกับด้านข้างของกระดูกสันหลังบริเวณทรวงอก โดยปลายอีกด้านหนึ่งเชื่อมกับกระดูกหน้าอก ยกเว้นกระดูกซี่โครงคู่ที่ 11 และ 12 จะเป็นซี่สั้นๆ ไม่เชื่อมต่อกับกระดูกหน้าอก เรียกว่า ซี่โครงลอยดังภาพที่ 7-14 
           -    ถ้าหมอนรองกระดูกเสื่อมจะเกิดผลอย่างไร
           -    กระดูกซี่โครงสร้างโครงและกล้ามเนื้อยึดซี่โครงเกี่ยวข้องกับการหายใจอย่างไร
 
 กระดูกรยางค์
           กระดูกรยางค์  มีทั้งสิ้น  126  ชิ้น ได้แก่กระดูกแขก กระดูกขา รวมไปถึงกระดูกสะบัก  และกระดูกเชิงกราน  ซึ่งเป็นที่ยึดเกาะของแขนและขา
             ข้อต่อ และเอ็นยึดกระดูก
             จากภาพที่ 7-13 จะเห็นว่าโครงกระดูกประกอบด้วยกระดูกหลายชิ้นต่อกัน  ตำแหน่งที่กระดูก 2 ชิ้น  มาต่อกันเรียกว่า ข้อต่อ  (joint) นักเรียนคิดว่าข้อต่อมีความสำคัญต่อการเคลื่อนไหวของร่างกายอย่างไร  
            ข้อต่อมีหลายลักษณะอย่างไรบ้าง   นักเรียนสามรถศึกษาได้จากกิจกรรมที่ 7.2 
 
กิจกรรมที่ 7.2 ชนิดของข้อต่อกับการเคลื่อนไหว 
วิธีการทดลอง 
  1.  ใช้มือหนึ่งจับโคนนิ้วชี้ให้แน่นกระดกปลายนิ้วไปมาดังภาพ ก. สังเกตลักษณะทิศทางการเคลื่อนไหว
ของปลายนิ้ว  บันทึกผล 
   2.  ใช้มือขวาจับเหนือข้อศอกแขนซ้ายให้แน่นและเคลื่อนส่วนปลายแขนไปดังภาพ ข. สังเกตลักษณะทิศ
ทางการเคลื่อนไหวของปลายแขน  บันทึกผล
   3.  ให้นักเรียนหมุนแขนไปมา  สังเกตลักษณะทิศทางการเคลื่อนไหวของแขน  บันทึกผล  
   4.  ให้นักเรียนเคลื่อนไหวข้อต่อบริเวณอื่นๆ เช่น หัวเข่า ศีรษะ สังเกตลักษณะทิศทางการเคลื่อนไหว  บันทึกผล
 
 
   -    ทุกๆ ส่วนของร่างกายที่ทดลองมีขอบเขตในการเคลื่อนไหวเหมือนหรือแตกต่างกันอย่างไร
  -    นักเรียนคิดว่าสิ่งที่จำกัดขอบเขตในการเคลื่อนไหวของร่างกายส่วนที่ทดลองคืออะไรจากการทดลองนักเรียนแบ่งชนิดของข้อต่อได้กี่ชนิดอะไรบ้างและใช้อะไรเป็นเกณฑ์
   -    เมื่อทดลองเคลื่อนไหว  นิ้วเท้า หัวเข่าและต้นขา นักเรียนบอกได้หรือไม่ว่า ข้อต่อตรงส่วนนั้นเป็นข้อต่อชนิดใด  และส่วนใดบ้างที่เคลื่อนไหวไม่ได้
   -   การเคลื่อนไหวของกระดูกหัวเข่า  กระดูกโคนขา และกระดูกเชิงกรานเหมือนกันหรือไม่อย่างไร
 
ข้อควรระวัง 
การตรวจสอบการเคลื่อนไหวของอวัยวะดังกล่าว ควรทำด้วยความระมัดระวัง โดยเฉพาะบริเวณศีรษะ 
             จากกิจกรรมที่ 7.2 นักเรียนจะเห็นว่า  ข้อต่อช่วยให้อวัยวะต่างๆ ที่ช่วยในการเคลื่อนไหวสารถเคลื่อนไหวได้สะดวก
             อย่างไรก็ดี  การเคลื่อนไหวของร่างกายบางส่วนสามารถเคลื่อนไหวได้หลายทิศทาง  บางส่วนเคลื่อนไหวได้เฉพาะการเหยียดและงอเข้าเท่านั้น  ที่เป็นเช่นนี้เนื่องจากเชื่อมต่อกันของกระดูกตรงข้อต่อนั้นมีหลายลักษณะ  ข้อต่อบางแห่งมีลักษณะการเชื่อมต่อเหมือนบานพับ  ทำให้เคลื่อนไหวตรงส่วนนั้นจากัดได้เพียงทิศทางเดียวเช่นเดียวกับการเคลื่อนไหวของบานพับประตู  หรือหน้าต่างเชน ข้อต่อบริเวณข้อศอก
            การเชื่อมกันของกระดูกบางแห่ง  เป็นไปในลักษณะคล้ายลูกกลมในบ้ากระดูก  ทำให้ร่างกายส่วนนั้นเคลื่อนไหวอย่างอิสระหลายทิศทาง  เช่น  ข้อต่อที่หัวไหล่
            ข้อต่อบางแห่งเป็นแบบชนิดประกบส่วนในลักษณะเดือยทำให้สามารถก้ม เงย บิด ไปทางซ้าย ขวา เช่น ข้อต่อ ที่ต้นคอกับฐานของกะโหลกศีรษะ  อย่างไรก็ตามแม้ว่าข้อต่อของกระดูกส่วนใหญ่ทำให้เกิดการเคลื่อนไหวได้  ดังภาพ 7-15 ก. แต่มีข้อต่อบางแห่งที่หำหน้ายึดกระดูก และทำให้เกิดการเคลื่อนไหวได้เพียงเล็กน้อยเช่น  ข้อต่อของกระดูกซี่โครง  หรือข้อต่อที่เคลื่อนไหวไม่ได้เลยเช่น  ข้อต่อของกะโหลกศีรษะ  ดังภาพที่ 7-15 ข. 
 
 
ภาพที่ 7-15 ก.ลักษณะข้อต่อชนิดเคลื่อนไหวได้แบบต่างๆ ข. ลักษณะข้อต่อชนิดเคลื่อนไหวไม่ได้ 
 
       ระหว่างกระดูกบริเวณข้อต่อจะมีของเหลว  เรียกว่า น้ำไขข้อ  (synovial fluid) หล่อลื่นอยู่ ดังภาพที่ 7-16 ทำให้กระดูกไม่เสียดสีกันขณะเคลื่อนไหว และทำให้เคลื่อนไหวได้สะดวกไม่เกิดความเจ็บปวด
          การทีกระดูกมีลักษณะเป็นข้อต่อ  จำเป็นจะต้องมีโครงสร้างที่ยึดกระดูกให้เชื่อมติดต่อกัน  เพื่อทำหน้าที่เป็นโครงร่างค้ำจุนร่างกายและทำให้กระดูกทำงานสัมพันธ์กันในการเคลื่อนไหว  โครงสร้างดังกล่าวได้แก่  เนื้อเยื่อเกี่ยวที่มีความเหนียวทนทาน  เรียกว่า  เอ็นยึดข้อ (ligament)
 
 
ภาพที่ 7-16 ตำแหน่งของน้ำไขข้อ
         
ระบบกล้ามเนื้อ 
          การทำงานของระบบโครงกระดูกเพียงระบบเดียว  ไม่สามารถทำให้ร่างกายเคลื่อนไหวได้ ต้องอาศัยการทำงานร่วมกับระบบกล้ามเนื้อซึ่งจัดได้ว่าเป็นแหล่งพลังงานกลเพราะเมื่อกล้ามเนื้อหดตัว  ย่อมทำให้เกิดเคลื่อนไหวของสัตว์  กล้ามเนื้อของสัตว์มีกระดูกสันหลังมีหลายประเภท  ซึ่งนักเรียนจะได้ศึกษาจากภาพที่ 7-17
 
 
ภาพที่ 7-17 ก. ภาพถ่ายวาดของกล้ามเนื้อยึดกระดูก ข. ภาพถ่ายและวาดกล้ามเนื้อหัวใจ ค. ภาพถ่ายและภาพวาดของกล้ามเนื้อเรียบ 
 
-   จงเปรียบเทียบภาพของกล้ามเนื้อทั้ง 3 ชนิด ว่าเหมือนหรือแตกต่างกันอย่างไร
 
            จากภาพที่  7-17  จะเห็นว่า  กล้ามเนื้อของสัตว์มีกระดูกสันหลังแบ่งออเป็น 3 ชนิด คือกล้ามเนื้อยึดกระดูก กล้ามเนื้อหัวใจและกล้ามเนื้อเรียบ ดังนี้
             กล้ามเนื้อยึดกระดูก(skeletal muscle) เป็นกล้ามเนื้อที่เกาะติดกับโครงกระดูก เช่น กล้ามเนื้อแขน กล้ามเนื้อขา จึงทำหน้าที่เกี่ยวกับการเคลื่อนไหวร่างกายโดยตรง เมื่อนำเซลล์กล้ามเนื้อเหล่านี้มาศึกษาด้วยกล้ามจุลทรรศน์จะมองเห็นเป็นแถบลาย สีอ่อนสีเข้มสลับกันเห็นเป็นลาย (striation) เซลล์ของกล้ามเนื้อนี้มีลักษณะเป็นทรงกระบอกยาว แต่ละเซลล์มีหลายนิวเคลียส
           การทำงานของกล้ามเนื้อยึดกระดูกนั้นถูกควบคุมโดยระบบประสาทโซมาติก ดังนั้นการทำงานของกล้ามเนื้อชนิดนี้ ร่างกายสามารถบังคับได้ หรืออาจกล่าวว่าอยู่ในอำนาจจิตใจ
           กล้ามเนื้อหัวใจ (cardiac muscle) เซลล์มีรูปร่างเป็นทรงกระบอก แต่สั้นกว่าเซลล์กล้ามเนื้อยึดกระดูกและเห็นเป็นลายเช่นเดียวกัน แต่ตอนปลายของเซลล์มีการแตกแขนงและเชื่อมโยงติดต่อกันกับเซลล์ข้างเคียง
           การทำงานของกล้ามเนื้อหัวใจถูกควบคุมโดยระบบประสาท อัตโนวัติ  ดังนั้นร่างกายไม่สามารถบังคับได้ จึงเป็นกล้ามเนื้อที่อยู่นอกอำนาจจิตใจ
           กล้ามเนื้อเรียบ (smooth muscle) เป็นกล้ามเนื้อที่พบอยู่ตามอวัยวะภายใน เช่น ผนังกระเพาะอาหาร ผนังลำไล้ ผนังหลอดเลือด และม่านตา เป็นต้น กล้ามเนื้อเหล่านี้ประกอบด้วยเซลล์ที่มีลักษณะยาว หัวท้ายแหลม แต่ละเซลล์มี 1 นิวเคลียสไม่มีลายพาดขวาง
            การทำงานของกล้ามเนื้อเรียบถูกควบคุมโดยระบบประสาท อัตโนวัติ เช่นเดียวกับกล้ามเนื้อหัวใจ ซึ่งนักเรียนจะได้ศึกษารายละเอียดในบทต่อไป
           นักเรียนได้ทราบมาแล้วว่าการเคลื่อนไหวของสัตว์เกิดจากการทำงานของกล้ามเนื้อ 2 ชุดที่ทำงานสัมพันธ์กันในสภาวะตรงกันข้าม
           ในบทเรียนบทนี้นักเรียนจะได้ศึกษาการทำงานของกล้ามเนื้อยึดกระดูกของคนจากกิจกรรมที่ 7.3
 
กิจกรรมที่ 7.3 การทำงานของกล้ามเนื้อยึดกระดูกที่แขน
วัสดุอุปกรณ์
          1.โต๊ะ
          2.หนังสือ
วิธีการทดลอง
          1.ให้นักเรียนวางปลายแขนราบไปกับพื้นโต๊ะในลักษณะหงายฝ่ามือ แล้วจับกล้ามเนื้อบริเวณต้นแขนด้านบน เปรียบเทียบกับกล้ามเนื้อต้นแขนด้านล่าง บันทึกผล
          2.วางหนังสือบนฝ่ามือและยกหนังสือขึ้น โดยการงอข้อศอกเท่านั้น  ลองจับกล้ามเนื้อทั้ง 2 ตำแหน่งเดิมนั้นอีกครั้งหนึ่ง บันทึกการแปลงเปลี่ยนของกล้ามเนื้อ
          3.นำหนังสือออกจากฝ่ามือ เปลี่ยนเป็นการออกแรงให้ปลายแขนกดพื้นโต๊ะ ลองจับกล้ามเนื้อทั้ง 2 ตำแหน่ง พร้อมทั้งบันทึกผลเช่นเดียวกับข้อ 2 
 
-กล้ามเนื้อแขนขณะที่ออกแรงยกหนังสือหรือกดพื้นโต๊ะกับขณะวางราบบนพื้นโต๊ะมีลักษณะแตกต่างกันหรือไม่ อย่างไร
-นักเรียนจะสรุปผลการทดลองเกี่ยวกับการทำงานของกล้ามเนื้ออย่างไร
 
             จากกิจกรรมจะเห็นได้ว่ากล้ามเนื้อยึดกระดูกจะทำงานเป็นคู่การงอและเหยียดแขนเกิดจากการทำงานของกล้ามเนื้อไบเซพ (bicep) และไตรเซพ(triceps) ขณะที่ไปเซทหดตัว ไตรเซพจะคลายตัวทำให้แขนงอเข้า และขณะที่ไบเซพจะหดตัวทำให้แขนเหยียดออก ดังภาพที่ 7-18 
 
 
ภาพที่ 7-18 ลักษณะการทำงานของกล้ามเนื้อไบเซพและไตรเซพ
            เมื่อกล้ามเนื้อหดตัวจะเกิดแรงดึงให้กระดูกทั้งท่อนเคลื่อนไหวได้  เพราะระหว่างกล้ามเนื้อกับกระดูกมีเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่มีความเหนียวแข็งแรงและทนทานแรงดึงหรือรองรับน้ำหนักเรียกว่า เอ็นยึดกระดูก(tendon) ยึดอยู่ดังภาพที่ 7-18
            -เอ็นยึดข้อและเอ็นยึดกระดูกเหมือนหรือแตกต่างกันอย่างไร
            -นักเรียนคิดว่าขณะที่ร่างกายเคลื่อนที่ การทำงานของกระดูก กล้ามเนื้อและข้อต่อมีความสัมพันธ์กันอย่างไร
                                                                                                                   
 
รู้หรือเปล่า
เอ็นที่ยึดระหว่างกล้ามเนื้อน่องกับกระดูกสันเท้า เรียกว่าเอ็นร้อยหวาย
 
                                                                                                             
 
เชื่อมโยงกับฟิสิกส์
           การหดตัวของกล้ามเนื้อที่ทำให้กระดูกเคลื่อนที่อาศัยหลักการทำงานโดยการออกแรงด้านน้ำหนักแบบคานงัดคานดีด  โดยมีข้อต่อระหว่างกระดูกเป็นจุดหมุน () ดังภาพ กล้ามเนื้อกับกระดูกทำงานโดยอาศัยหลักการของคาน() คือมีกระดูกเป็นคานและข้อต่อเป็นจุดหมุนเช่นเดียวกับปากคีบ
 
 
         จากที่กล่าวมาแล้ว  การเคลื่อนไหวของกระดูกเกิดจากการหดตัวและคลายตัวของกล้ามเนื้อ 2 ชุดที่ทำในสภาวะตรงกันข้ามนักเรียนคิดว่ากล้ามเนื้อหดตัวและคลายตัวได้อย่างไร
         โครงสร้างและการทำงานของกล้ามเนื้อยึดกระดูก
          กล้ามเนื้อยึดกระดูกแต่ละมัดประกอบด้วย เส้นใยกล้ามเนื้อ (muscle fiber) หรือเซลล์กล้ามเนื้อ(muscle cell) ภายในเส้นใยกล้ามเนื้อประกอบด้วยเส้นใยกล้ามเนื้อเล็ก (myofibrils) มีลักษณะเป็นท่อนยาวเรียงซ้อนกันเส้นใยกล้ามเนื้อเล็กเหล่านี้จะอยู่รวมกันเป็นมัด
      
          เส้นใยกล้ามเนื้อเล็กประกอบด้วย ไมโครฟิลาเมนท์ 2 ชนิดคือ ชนิดบาง ซึ่งเป็นสายโปรตีนแอกทิน(act in) และชนิดหนาซึ่งเป็นสายโปรตีนมโอซิน(myosin) แอกทินและไมโอซินเรียงตัวขนานกัน ดังภาพที่ 7-19 
 
 
ภาพที่ 7-19 เส้นใยกล้ามเนื้อ เส้นใยกล้ามเนื้อเล็ก และการเรียงตัวของแอกทินกับไมโอซิน
 
         นักวิทยาศาสตร์ได้ศึกษาการทำงานของเส้นใยกล้ามเนื้อมานานแล้ว  แต่ยังไม่ทราบแน่ชัด  ต่อมาฮักซเลย์และแฮนสัน (H.E.HuxleyและJean Hanson)ได้เสนอสมมติฐานการหดตัวของกล้ามเนื้อเกิดจากการเลื่อนตัวของแอกทินเข้าหากันตรงกลาง (sliding filament hypothesis) การเลื่อนของโปรตีนดังกล่าวทำให้เส้นใยกล้ามเนื้อหดตัว
         จากบทเรียนนี้นักเรียนคงเห็นแล้วว่า   การเคลื่อนไหวของสิ่งมีชีวิตจำเป็นต้องอาศัยระบบโครงร่างและระบบกล้ามเนื้อเป็นสำคัญตามความซับซ้อนของโครงสร้างและร่างกายของสิ่งมีชีวิตชนิดนั้นอย่างไรก็ดีสิ่งมีชีวิตบางชนิดอาจมีการปรับเปลี่ยนรูปร่างให้เหมาะสมเพื่อช่วยในการเคลื่อนไหวให้รวดเร็วและมีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น  จึงจำเป็นต้องอาศัยการทำงานร่วมกันของระบบต่างๆในร่างกายดังที่นักเรียนจะได้ศึกษาต่อไป
 
กิจกรรมท้ายบทที่ 7 
1.   เพราะเหตุใดภายหลังคนตายเพียงไม่กี่ชั่วโมง จึงเกิดอากาศการแข็งของกล้ามเนื้อ (Rigor mortis) ทั่วร่างกาย
2.   การเคลื่อนที่ของไส้เดือนดินมีทิศทางที่แน่นอนต่างจากพยาธิตัวกลมที่ได้แต่งอตัวไปมาเพราะเหตุใด
3.   ถ้านำพารามีเซียมมาศึกษาภายไต้กล้องจุลทรรศน์ พบว่าพารามีเซียมเคลื่อนที่ได้เร็วมากเมื่อใส่สารเคมีลงใน                    
  สารละลายที่มีพารามีเซียมเคลื่อนที่อยู่ พบว่าพารามีเซียมหยุดการเคลื่อนที่นักเรียนคิดว่าสาเหตุใดที่เป็นไปได้มากที่สุดที่ทำให้พารามีเซียมหยุดเคลื่อนที่
4.   เหตุใดสัตว์น้ำจึงมีความจำเป็นในการใช้กล้ามเนื้อยึดกระดูกน้อยกว่าสัตว์ที่มีขนาดเท่ากัน
5.   นักเรียนคนหนึ่งกล่าวว่าแคลเซียมฟอสเฟตทำให้กระดูกแข็งแรง นักเรียนจะออกแบบการทดลองอย่างไร  เพื่อตรวจสอบคำกล่าวนี้
6.  จงเปรียบเทียบข้อดีและข้อเสียของสัตว์ที่มีโครงร่างแข็งภายนอกและสัตว์ที่มีโครงร่างแข็งภายใน (มีกระดูกสัน         หลัง) 
7.  จงเปรียบเทียบลักษณะและหน้าที่ของกล้ามเนื้อทั้ง 3 ชนิด กล้ามเนื้อยึดกระดูก กล้ามเนื้อหัวใจ และกล้ามเนื้อเรียบ
8.   ถ้ากล้ามเนื้อไบเซพเป็นอัมพาตจะเกิดอะไรขึ้น
9.   เพราะเหตุใดเซลล์กล้ามเนื้อจึงมีไบโทคอนเตรียมมาก