师:同学们大家好,这节课我们一起来学习初中生物苏教版八年级上册第六单元第十七章第二节——动物的运动依赖于一定的结构,第二课时脊椎动物的运动系统。这是本节课的教学目标。
通过上节课的学习,我们了解了动物的多种运动方式。比如,水中的鱼儿能游泳,水母会漂游,乌贼和鱿鱼可以喷水倒退;空中的苍鹰能展翅翱翔,蝙蝠能自由飞行;陆地上的毛毛虫会慢慢蠕动,蜥蜴能爬行,大象能行走,袋鼠会跳跃,猎豹能奔跑。动物的运动依赖于一定的结构,像单细胞动物变形虫依靠伪足运动,草履虫依靠纤毛运动,眼虫、大肠杆菌和衣藻等依靠鞭毛运动。多细胞生物中,鱼类借助尾和鳍在水里游泳,昆虫依靠翅膀在空中飞行,鸟类因有羽翼才能自由翱翔,猎豹等哺乳动物利用四肢行走或奔跑。
同学们都知道,在进化程度上,脊椎动物因为有脊椎,比无脊椎动物更高等。那么作为动物界中进化程度最高的一类,脊椎动物的运动依赖于哪些结构呢?请同学们带着这个问题观看一段花滑动作集锦视频。
(播放视频)
师:在这段视频中,美丽的花样滑冰运动员梅德韦杰娃在冰上做出了各种复杂而精巧的动作,给我们带来了视觉上的享受与震撼。是什么样的运动结构使得她能做出如此复杂的动作呢?人类属于脊椎动物,换句话说,脊椎动物的运动系统是由哪些部分构成的呢?在解决这个问题之前,我们先思考第一个问题:是什么结构支撑着我们的身体进行运动?
生:是骨骼。
师:对,这是人体的骨骼 3D 示意图。从图中可以看出人体有不同形状的骨骼。有的长,比如肱骨、股骨;有的短,比如手掌部位的指骨和脚掌部位的跖骨;有的扁平,比如胸骨、肋骨;还有的形状不规则,比如我们的脊椎骨。
同学们仔细观察人体骨骼图,再找一找哪些骨属于长骨,哪些骨属于短骨。找到了吗?长骨还有尺骨、桡骨,我们的四肢多由长骨组成。而手掌部位的指骨和脚掌部位的跖骨则属于短骨。
总结一下,人体骨骼分为长骨,如肱骨、股骨;短骨,如手掌部指骨和脚掌部跖骨;扁平骨,如胸骨、肋骨;以及不规则骨,如脊椎骨。成年人共有 206 块骨,这些骨与骨之间是通过什么结构连接在一起的呢?
生:骨与骨之间借助纤维结缔组织、软骨和骨相连,形成骨连结。
师:同学们仔细观察,这是单独的骨骼示意图,这是骨连结示意图。我们再单独观察骨连结的形态结构。骨连结分为直接连接和间接连接两种。直接连接的骨与骨之间不能活动,比如我们的额骨和顶骨之间,此处的连接就不可以活动;或只可以小幅度活动,比如我们的脊椎骨,其间的连结可以小幅度活动。同学们可以自己尝试一下向前或向后弯曲后背,会发现脊椎骨只能小幅度地活动。间接连接又称作关节,关节具有较大的活动性,比如我们的肘关节和膝关节。
总结一下,骨与骨之间借助纤维结缔组织、软骨或骨相连形成骨连结。骨连结分为直接连接和间接连接两种。直接连接的骨与骨之间不能活动或只可小幅度活动。间接连接又称作关节,关节具有较大的活动性。那么关节由哪些结构组成?各结构又分别具有什么样的功能呢?我们将通过观察和解剖关节来初步了解它的结构及功能,请大家取出提前准备好的鸡腿或鸭腿关节。在解剖和观察之前,大家先思考以下问题:
先观察关节的内侧还是外侧?
关节最外侧的结构是什么?有什么特点?具有什么功能?
如何观察关节内侧的结构?
关节内侧骨端的米白色结构是什么?如何感受它的软硬程度?推测它的功能是什么?
关节头和关节窝的形态结构特点,如果关节头和关节窝是平面结构,会有什么缺陷?
同学们可以暂停课程视频,思考完毕以上问题后再进行解剖,并继续课程学习。接下来老师会解剖一个猪腿关节,大家可以作为解剖操作参考。
(老师解剖猪腿关节)
师:这是猪的一个完整的关节,由于关节的存在,使骨与骨之间能灵活运动。我们依次从外到内观察它的结构。首先用镊子夹住它四周的组织,感受它们的特点。它们坚韧而有弹性,这种组织称作关节囊。然后将关节四周的组织剪开,仔细观察关节相邻骨两端的形态。可以看到囊内腔体中有液体,腔体称作关节腔,液体称作滑液,有润滑作用,可以减少摩擦。一端略凸,这是关节头;另一端略凹,这是关节窝,这种凹凸结构使得关节头不容易从关节窝处脱落,让关节结构更加稳固。用手触摸骨端表面,感受其光滑程度。最后用解剖针刺一下骨端和骨的中央,感受两者硬度上的区别。可以发现骨端乳白色结构较软且有弹性,这个结构称作关节软骨,光滑,可以减少骨骼运动时产生的摩擦,有弹性,能起到缓冲作用。
同学们,根据刚才的解剖观察所得,我们一起来总结一下关节各个部位的结构、名称及功能吧。这是关节的示意图,图中一是关节头,形状略凸;二是关节窝,形状略凹;三是关节软骨,光滑而有弹性,可以减少摩擦,具有缓冲作用;四是关节囊,坚韧而有弹性,可以固定相邻的骨,对关节具有保护作用,且关节囊内壁可以分泌滑液,具有润滑作用;五是关节腔,腔内有滑液。关节的精巧结构,使其既牢固又灵活,可以做出各种灵巧动作,适于运动。然而在运动过程中有时会不慎造成关节损伤。
同学们,观察这张动图,这是亚美尼亚举重选手卡拉佩强在参加里约奥运会时,左肘不幸反向弯折,痛苦万分。从其左肘 x 光片中可以看出,肘部的关节头从关节窝中脱出,这种现象称作脱臼。同学们,如果你们遇到了这种情况,该怎么办呢?这时可千万不要乱动脱臼部位,应尽快去医院,请骨科医生帮你复位。平时我们也要加强体育锻炼,使关节囊增厚,增加关节的牢固性、伸展性和灵活性。有了骨和关节是否就能完成运动了呢?肯定不能。那么骨运动的动力是由什么结构提供的呢?
(展示人体的手和肘部骨骼、骨连结示意图,并逐层添加肌肉模拟示意图)
师:这是肱二头肌,这是肱三头肌。请同学们仔细观察骨骼肌的形态结构。两端较细的乳白色结构是肌腱,一般可绕过关节连接在不同的骨上;中间较粗的部分是肌腹,可以收缩和舒张。骨运动的动力是由肌肉的收缩和舒张来提供的。
