สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง การเคลื่อนที่ของสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง การเคลื่อนที่ของสัตว์มีกระดูกสันหลัง

สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง การเคลื่อนที่ของสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง การเคลื่อนที่ของสัตว์มีกระดูกสันหลัง

              สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง

สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง

สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง เป็นสัตว์ชั้นต่ำ ที่ไม่มีกระดูกเป็นแกนภายในร่างกาย บางชนิดอาจมีโครงร่าง  แข็งที่ไม่ใช่กระดูกอยู่ภายในลำตัวเพื่อช่วยค้ำจุนร่างกาย และ บางชนิดมีเปลือกแข็งหุ้มอยู่ภายนอก เพื่อป้องกัน อันตราย และใช้ยึดของกล้ามเนื้อ  นักวิทยาศาสตร์พบว่า พวกแมลง เป็นสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังกลุ่มใหญ่ที่สุด ซึ่งอาศัยอยู่บนบกมากกว่า   อาศัยอยู่ในน้ำ ปัจจุบันมีการรวมกลุ่มสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังที่มีลักษณะคล้ายคลึงกัน เป็นพวกๆ ดังนี้

พวกฟองน้ำ
 พวกลำตัวกลวง

พวกหนอนตัวแบน

 พวกหนอนตัวกลม

พวกลำตัวเป็นปล้อง

พวกมีขาเป็นข้อ

 พวกหอยและหมึก

 พวกมีผิวขรุขระเป็นหนาม

พวกฟองน้ำ

 สัตว์พวกนี้ มีลักษณะลำตัวเป็นโพรง มีรูพรุน ทำให้น้ำและอาหารสามารถไหลผ่านเข้าไปในโพรงลำตัว เพื่อดูดซึม ก๊าซออกซิเจนและอาหาร แล้วปล่อยน้ำและกากอาหารออกทางช่องน้ำออก ฟองน้ำทุกชนิดอาศัยอยู่ในน้ำส่วนใหญ่จะอยู่  ใน ทะเลมากกว่าน้ำจืด โดยจะเกาะติดกับหินใต้ท้องทะเล ไม่เคลื่อนที่ ดูมีลักษณะคล้ายพืช ไม่มีหัว ไม่มีปาก และไม่มีทางเดินอาหาร ฟองน้ำแต่ละชนิด มีสีและขนาดแตกต่างกัน                          
    การสืบพันธุ์ โดยใช้วิธีการแตกหน่อ ฟองน้ำบางชนิดนำมาใช้ประโยชน์ในการถูตัวเวลาอาบน้ำ จึงเรียกว่า ฟองน้ำถูตัว

พวกลำตัวกลวง

สัตว์ พวกนี้จะมีช่องกลวงภายในลำตัวโดยมีลักษณะเป็นช่องเปิดปลายตันช่องนี้จะทำ หน้าที่เป็นทั้งปากและทวารหนัก คือให้น้ำและอากาศเข้ามาภายในช่อง หลังจากแลกเปลี่ยนก๊าซและกินอาหารแล้วจะดันน้ำและของเสียผ่านทางช่องปิดนี้ ออกสู่ภายนอก สัตว์พวกนี้ทุกชนิดอาศัยอยู่ในน้ำ บางชนิดอาศัยอยู่ในน้ำจืด เช่น ไฮดรา บริเวณหนวดของสัตว์ พวกนี้จะมีเข็มพิษไว้ฆ่าเหยื่อก่อนที่จะเหยื่อเข้าช่องปาก บางชนิดมีหนวดจำนวนมาก เช่น แมงกะพรุน และดอกไม้ทะเล บางพวกมีเปลือกแข็งหุ้มเป็นหินปูน เช่น ปะการัง บางพวกมีกิ่งก้านเหมือนต้นไม้ เช่น กัลปังหา เป็นต้น

การสืบพันธุ์  สัตว์กลุ่มนี้ บางชนิดจะสืบพันธุ์ แบบไม่อาศัยเพศ โดยการแตกหน่อ เช่น ไฮดรา ปะการัง และกัลปังหา บางชนิดสืบพันธุ์แบบ
อาศัยเพศ เช่น แมงกะพรุน

พวกหนอนตัวแบน

สัตว์ กลุ่มนี้มีรูปร่างคล้ายตัวหนอน แต่มีลักษณะลำตัวแบน บางชนิดมีปากและทวารหนักเป็นช่องเปิดเดียวกัน เช่น พลานาเรีย บางชนิดดูดกินเลือดสัตว์อื่นที่มันเข้าไปอาศัยอยู่เป็นอาหาร เช่น พยาธิใบไม้ และพยาธิตัวตืดจึงเรียกว่าพวกนี้ว่า ปรสิต

       การ สืบพันธุ์ ของสัตว์พวกนี้มีทั้งแบบอาศัยเพศ และแบบไม่อาศัยเพศ บางชนิดมีสองเพศในตัวเดียวกัน เช่น พยาธิบางชนิด ผสมพันธุ์กันเองในตัว แล้วปล่อยไข่ออกมา เช่น พยาธิตัวตืด บางชนิดใช้วิธีการงอกใหม่ ซึ่งจะแบ่งร่างกายเป็น 2 ส่วน แล้วเจริญกลายเป็นตัวใหม่ เช่น พลานาเรีย

 

 

พวกหนอนตัวกลม

สัตว์ พวกนี้จะมีลักษระลำตัวกลมยาวเหมือนเชือก หัวท้ายค่อนข้างแหลม ลำตัวไม่เป็นปล้อง เป็นพวกที่เรียกว่า ปรสิตทั้งในพืชและในสัตว์ เช่น ไส้เดือนฝอย พยาธิไส้เดือน พยาธิปากขอ พยาธิเส้นด้าย พยาธิตัวจื๊ด ตัวผู้กับตัวเมียแยกกัน ตัวเมียจะโตกว่าตัวผู้ ตัวเมียหางเหยียด ตัวผู้หางจะงอเล็กน้อย

        การสืบพันธุ์ ของสัตว์กลุ่มจะเป็นแบบอาศัยเพศ มีเพศแยกกันคนละตัว เมื่อจับคู่ผสมพันธุ์กัน ไข่ของตัวเมียที่ถูกผสมแล้วจะถูกปล่อยออก
มาภายนอกร่างกายของสัตว์ที่มันเข้าไปอาศัยอยู่ โดยออกมากับอจุจาระ เมื่อมีอากาศและความชื้นที่เหมาะสมจึงฟักเป็นตัวอ่อน แล้วตัวอ่อนไซ
เข้าสู่ร่างกายสัตว์อื่นทางซอกเท้าไปตามเส้ยโลหิต ได้แก่ พยาธิตัวตืด พยาธิปากขอ พยาธิไส้เดือน พยาธิเส้นด้าย

พวกลำตัวเป็นปล้อง

 สัตว์ พวกนี้ จะมีลำตัวกลมยาวเหมือนพยาธิตัวกลม แต่จะมีลักษณะเป็นปล้องๆ เหมือนวงแหวนหลายๆ อันเรียงซ้อนกัน มีผิวหนังเปียกชื้นช่วยแลกเปลี่ยนแก๊สในการหายใจ ส่วนใหญ่ หากินอิสระ และอาศัยในทะเล เช่น แม่เพรียง บางชนิดอาศัยในน้ำจืด เช่น ตัวสงกรานต์ (ตัวร้อยขา) บางชนิดเป็น ปรสิต ดูดเลือดสัตว์อื่นเป็นอาหาร เช่น ปลิงน้ำจืด ปลิงบก(ทาก) บางชิดอาศัยอยู่ในดิน เช่น ไส้เดือนดิน

        การสืบพันธุ์ สัตว์พวกนี้ มีทั้ง 2 เพศอยู่ในตัวเดียวกัน และแยกเพศคนละตัว จะอาศัยเพศในการสืบพันธุ์

 

พวกมีผิวขรุขระเป็นหนาม

สัตว์ พวกนี้ ตามผิวหนังจะมีลักษณะเป็นปุ่มปมขุรขระ บางชนิดเป็นหนาม บางชนิดมีเปลือกหุ้มลำตัวรูปทรงกลม หรือกลมแบน เช่น ปลาดาว หอยเม่น

         การสืบพันธุ์  สัตว์พวกนี้มีการสืบพันธุ์ได้ทั้ง 2 แบบ คือ แบบอาศัยเพศ โดยการปฏิสนธิภายนอก ตัวเมียจะมีการผลิตไข่คั้รงละมาก เพื่อให้มีโอกาสอยู่รอดได้มาก ส่วนการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ จะใช้วิธีการงอกใหม่ ซึ่งจะพบในพวกปลาดาวทะเล

พวกหอยและหมึก

 สัตว์ พวกนี้ จะมีลักษณะลำตัวอ่อนนิ่ม บางชนิดมีเปลือกแข็งซึ่งเป็นสารพวกหินปูนหุ้มลำตัว เช่น หอยต่างๆ ใช้กล้ามเนื้อท้องในการเคลื่อนที่ บางชนิดจะไม่มีเปลือกแข็งหุ้มลำตัว แต่มีเนื้อลำตัวเหนียวมาก เช่นปลาหมึกธรรมดา และปลาหมึกยักษ์ ใช้หนวดโบกพัดเพื่อว่ายน้ำเคลื่อนที่ไป ส่วนใหญ่จะอาศัยอยู่ในน้ำ หายใจด้วยเหงือกบางชนิดอาศัย อยู่บนบก หายใจด้วยปอด เช่นหอยทาก

           การสืบพันธุ์ แบบอาศัยเพศ มีเพศแยกกันคนละตัว ส่วนใหญ่มีการปฏิสนธิภายใน แต่บางชนิดมีการปฏิสนธิภายนอก โดยการปล่อยเซลล์สืบพันธุ์ออกไปผสมกันในน้ำ

พวกมีขาเป็นข้อ

สัตว์ พวกนี้ จะมีขาเป็นข้อๆ ต่อกัน ทุกชนิดมีเปลือกแข็งหุ้มลำตัวด้านนอกแบ่งเป็นปล้องๆ ซึ่งจะช่วยป้องกันอันตราย และทำให้ร่างกายคงรูปอยู่ได้ เมื่อร่างกายภายในเจริญเติบโตจะดันเปลือกให้แตกออก แล้วสร้างเปลือกใหม่ เราเรียกว่า ลอกคราบ ระหว่างลอกคราบ น้ำหนักจะเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ แต่ขนาดจะคงที่ จะพบสัตว์พวกนี้ทั้งบนบก ในน้ำจืด และในน้ำเค็ม เนื่องจากสัตว์พวกนี้ไม่มีกระดูกสันหลัง และมีจำนวนมากนักวิทยาศาสตร์ ได้แบ่งออกเป็นกลุ่มย่อยได้ดังนี้ี

1.      พวกแมลง เป็นสัตว์ที่มีมากที่สุดกว่ากลุ่มอื่น ลำตัว แบ่งออกเป็นส่วนหัว อก และท้อง มีชา 3 คู่ ที่บริเวณอกส่วนใหญ่มีปีกช่วยในการบิน 1-2 คู่ แมลงจะเปลี่ยนแปลงรูปร่างการเจริญเติบโต โดยการลอกคราบ

2.      พวกแมงมุม สัตว์กลุ่มนี้ส่วนใหญ่อาศัยอยู่บนบก มีขา 4 คู่ เช่นแมงมุม บึ้ง แมงป่อง

3.      พวกตะขาบ สัตว์พวกนี้จะมีลำตัวเรียวยาว และแบนเล็กน้อยลำตัวแบ่งเป็นปล้องๆ แต่ละปล้องจะมีขา 1 คู่ เช่น ตะขาบ ซึ่งมีเขี้ยวพิษที่บริเวณปากไว้ป้องกันตัว และฆ่าเหยื่อ

4.      กิ้งกือ สัตว์พวกนี้มีลำตัวเป็นทรงกระบอก และ แบ่งเป็นปล้องๆ แต่ละปล้องมีขา 2 คู่ เช่น กิ้งกือ แม้จะมีขามากแต่เดินได้อย่างเชื่องช้าเมื่อมีสิ่งใดมากระทบจะม้วนลำตัวเป็นวงกลม

5.      พวกกุ้งและปู สัตว์พวกนี้จะอาศัยอยู่ในน้ำเป็นส่วนใหญ่ จะพบทั้งในน้ำจืดและน้ำเค็ม เช่น ปู กุ้ง กั้ง และไรน้ำ

การสืบพันธุ์ แบบอาศัยเพศ มีเพศแยกกันคนละตัว ส่วนใหญ่มีการปฏิสนธิภายใน มีการวางไข่

        Link    https://www.school.net.th

+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

              การเคลื่อนที่ของสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง

การเคลื่อนที่ของสัตว์มีกระดูกสันหลัง
               สัตว์มีกระดูกสันหลังทุกชนิดมีระบบโครงกระดูก ทำหน้าที่เป็นทั้งโครงร่างแข็งช่วยค่ำจุนร่างกายให้คงรูป และยังช่วยในการเคลื่อนที่อีกด้วย สัตว์มีกระดูกสันหลังมีทั้งที่อาศัยอยู่ในน้ำและบนบกซึ่งมีสภาพแวดล้อมแตก ต่างกันสัตว์มีกระดูกสันหลังเหล่านี้มีการเคลื่อนที่แตกต่างกันอย่างไร

 

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

ถ้านักเรียนสังเกตการณ์ว่ายน้ำของปลาเห็นว่านอกจากปลาจะสามารถเคลื่อนที่ ไปข้างหน้าได้แล้ว ยังสามารถเคลื่อนที่ในแนวดิ่ว โดยการทำงานของครีบหลัง ครีบอกและครีบสะโพกนอกจากนี้แรงลอยตัวของน้ำยังมีส่วนช่วยในการเคลื่อนที่ ของปลาในน้ำอย่างมากทำให้ปลาใช้พลังงานในการพยุงตัวต้านต่อแรงโน้นถ่วงของ โลกเพียงเล็กน้อย ด้วยเหตุนี้การว่ายน้ำของปลาจึงใช้พลังงานน้อยกว่าการวิ่งของสัตว์บก รูปร่างของปลาที่แบนเพรียว และมีเมือกขับออกมาจาผิวเนื้อนี้เองจะช่วยลดแรงเสียดทานน้ำขณะเคลื่อนที่ อย่างไรก็ดีรูปร่างที่เพรียวนี้อาจทำให้ตัวของปลามีโอกาสหงายท้องหรือพลิก คว่ำได้ง่าย ปัญหาดังกล่าวสามารถแก้ไขได้โดยอาศัยครีบช่วยในการรักษาสมดุลในการเคลื่อน ที่และการทรงตัว

การเคลื่อนที่ของนก

 

              นกสามารถบินได้โดยอาศัยการทำงานของกล้ามเนื้อ 2 ชุดที่ยึดระหว่าง กระดูกโคนปีก (hummers) และกระดูกอก (sternum) ได้แก่ กล้ามเนื้อยกปีกและกล้ามเนื้อกดปีกทำงานแบบสภาวะตรงกันข้าง ทำให้นกสามารถขยับปีกขึ้นลงได้ มีผลให้นกบินได้ดังภาพที่ 7-11

 
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 ล้วนแล้วแต่เป็นการเคลื่อนไหลที่เกิดจากระบบโครงกระดูกและระบบกล้ามเนื้อ ทั้งสิ้น โครงกระดูกและกล้ามเนื้อทำงานสัมพันธ์กันอย่างไร คนจึงเคลื่อนที่ได้ นักเรียนจะได้ศึกษาต่อไปนี้

ระบบโครงกระดูก

สัตว์มีกระดูกสันหลังทุกชนิดมีระบบโครงกระดูกที่คล้ายคลึงกัน คือ ประกอบด้วยกระดูกแกน (axial skeleton) และกระดูกรยางค์ (appendicular skeleton) แต่ในบทนี้จะเน้นระบบโครงกระดูกของคนดังภาพที่ 7-13

 

 

ภาพที่ 7-13 กระดูกของคน
- การที่โครงกระดูกของคนไม่ต่อกันเป็นชิ้นเดียวและมีจำนวนมาก มีประโยชน์ต่อการเคลื่อนที่อย่างไร

               เมื่อร่างกายของคนเจริญเติบที่จะประกอบด้วย กระดูก ประมาณ 206 ชิ้น ต่อกัน สามารถแบ่งออกเป็น2 กลุ่ม ตามตำแหน่งที่อยู่ คือ กระดูกแกนและกระดูกรยางค์ นักเรียนคิดว่ากระดูกประมาณ 206 ชิ้น ต่อกัน สามารถแบ่งออกเป็น 2 กลุ่ม ตามตำแหน่งที่อยู่ คือ กระดูกแกนและกระดูกรยางค์นักเรียนคิดว่ากระดูกแกนและกระดูกรยางค์มีความสัมพันธ์กับการเคลื่อนที่ของคนอย่างไร

รู้หรือเปล่า

ภายในกระดูกประกอบด้วยเซลล์กระดูก เนื้อเยื่อประสาทหลอดเลือด สารประกอบแคลเซียมคาร์บอเนต  และแคลเซียมฟอสเฟต ภายในกระดูกท่อนยาวๆ มีเซลล์ไขกระดูก(bone marrow cell) ซึ่งในการวัยเด็กทำหน้าที่สร้างเซลล์เม็ดเลือดแดงเซลล์เม็ดเลือดขาวและเพล ตเลตแต่เมื่อเจริญเติบโตแล้วจะมีไขมันมาสะสมบริเวณไขกระดูกทำให้สร้างเซลล์ เม็ดเลือดไม่ได้จะเหลือแต่บริเวณปลายกระดูกที่เรียนว่าไขกระดูกที่เรียกว่า ไขกระดูกแดง  ทำหน้าที่สร้างเซลล์เม็ดเลือดแดง

 

กระดูกแกน

กระดูกแกนมีจำนวน 80 ชิ้น ประกอบด้วยกระดูกกะโหลกศีรษะ กระดูกหน้าอก และกระดูกซี่โครงกระดูกกะโหลกศีรษะเป็นกระดูกที่เป็นแผ่นเชื่อมติดกันภายใน มีลักษณะเป็นโพรงสำหรับบรรจุสมอง ทำหน้าที่ป้องกันสมองไม่ให้ได้รับอันตราย
กระดูกสันหลังทำหน้าที่ช่วยค้ำจุน และรองรับน้ำหนักของร่างกายประกอบด้วยกระดูกที่มีลักษณะเป็นข้อๆต่อกัน ระหว่างกระดูกสันหลังแต่ละข้อจะมีแผ่นกระดูกอ่อน (cartiage) หรือที่เรียกกันว่าหมอนรองกระดูก ทำ หน้าที่รองและเชื่อมกระดูกนี้เสื่อมจะไม่สามารถเอี้ยว หรือบิดตัวได้ กระดูกสันหลังแต่ละข้อจะมีช่องให้ไขสันหลังสอดผ่านและมีส่วนของจะงอยยื่นออก มาเป็นที่เกาะของกล้ามเนื้อและเอ็น 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
- นักเรียนคิดว่าสิ่งที่จำกัดขอบเขตในการเคลื่อนไหวของร่างกายส่วนที่ทดลองคือ อะไรจากการทดลองนักเรียนแบ่งชนิดของข้อต่อได้กี่ชนิดอะไรบ้างและใช้อะไรเป็น เกณฑ์
- เมื่อทดลองเคลื่อนไหว นิ้วเท้า หัวเข่าและต้นขา นักเรียนบอกได้หรือไม่ว่า ข้อต่อตรงส่วนนั้นเป็นข้อต่อชนิดใด และส่วนใดบ้างที่เคลื่อนไหวไม่ได้
- การเคลื่อนไหวของกระดูกหัวเข่า กระดูกโคนขา และกระดูกเชิงกรานเหมือนกันหรือไม่อย่างไร

ข้อควรระวัง 
การตรวจสอบการเคลื่อนไหวของอวัยวะดังกล่าว ควรทำด้วยความระมัดระวัง โดยเฉพาะบริเวณศีรษะ 

               จากกิจกรรมที่ 7.2 นักเรียนจะเห็นว่า ข้อต่อช่วยให้อวัยวะต่างๆ ที่ช่วยในการเคลื่อนไหวสารถเคลื่อนไหวได้สะดวก
อย่างไรก็ดี การเคลื่อนไหวของร่างกายบางส่วนสามารถเคลื่อนไหวได้หลายทิศทาง บางส่วนเคลื่อนไหวได้เฉพาะการเหยียดและงอเข้าเท่านั้น ที่เป็นเช่นนี้เนื่องจากเชื่อมต่อกันของกระดูกตรงข้อต่อนั้นมีหลายลักษณะ ข้อต่อบางแห่งมีลักษณะการเชื่อมต่อเหมือนบานพับ ทำให้เคลื่อนไหวตรงส่วนนั้นจากัดได้เพียงทิศทางเดียวเช่นเดียวกับการเคลื่อน ไหวของบานพับประตู 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 เพื่อทำหน้าที่เป็นโครงร่างค้ำจุนร่างกายและทำให้กระดูกทำงานสัมพันธ์กันใน การเคลื่อนไหว โครงสร้างดังกล่าวได้แก่ เนื้อเยื่อเกี่ยวที่มีความเหนียวทนทาน เรียกว่า เอ็นยึดข้อ (ligament)

 

ภาพที่ 7-16 ตำแหน่งของน้ำไขข้อ

ระบบกล้ามเนื้อ

การทำงานของระบบโครงกระดูกเพียงระบบเดียว ไม่สามารถทำให้ร่างกายเคลื่อนไหวได้ ต้องอาศัยการทำงานร่วมกับระบบกล้ามเนื้อซึ่งจัดได้ว่าเป็นแหล่งพลังงานกล เพราะเมื่อกล้ามเนื้อหดตัว 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 เมื่อนำเซลล์กล้ามเนื้อเหล่านี้มาศึกษาด้วยกล้ามจุลทรรศน์จะมองเห็นเป็นแถบ ลาย สีอ่อนสีเข้มสลับกันเห็นเป็นลาย(striation) เซลล์ของกล้ามเนื้อนี้มีลักษณะเป็นทรงกระบอกยาว แต่ละเซลล์มีหลายนิวเคลียส

              การทำงานของกล้ามเนื้อยึดกระดูกนั้นถูกควบคุมโดย ระบบประสาทโซมาติก  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

               นักเรียนได้ทราบมาแล้วว่าการเคลื่อนไหวของสัตว์เกิดจากการทำงานของกล้าม เนื้อ 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) และ ไตรเซพ(triceps) ขณะที่ไปเซทหดตัว ไตรเซพจะคลายตัวทำให้แขนงอเข้า และขณะที่ไบเซพจะหดตัวทำให้แขนเหยียดออก ดังภาพที่ 7-18

 

ภาพที่ 7-18 ลักษณะการทำงานของกล้ามเนื้อไบเซพและไตรเซพ

เมื่อกล้ามเนื้อหดตัวจะเกิดแรงดึงให้กระดูกทั้งท่อนเคลื่อนไหวได้ เพราะระหว่างกล้ามเนื้อกับกระดูกมีเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่มีความเหนียวแข็ง แรงและทนทานแรงดึงหรือรองรับน้ำหนักเรียกว่าเอ็นยึดกระดูก (tendon) ยึดอยู่ดังภาพที่ 7-18

-เอ็นยึดข้อและเอ็นยึดกระดูกเหมือนหรือแตกต่างกันอย่างไร
-นักเรียนคิดว่าขณะที่ร่างกายเคลื่อนที่ การทำงานของกระดูก กล้ามเนื้อและข้อต่อมีความสัมพันธ์กันอย่างไร
รู้หรือเปล่า
เอ็นที่ยึดระหว่างกล้ามเนื้อน่องกับกระดูกสันเท้า เรียกว่าเอ็นร้อยหวาย

 

เชื่อมโยงกับฟิสิกส์
การหดตัวของกล้ามเนื้อที่ทำให้กระดูกเคลื่อนที่อาศัยหลักการทำงานโดยการออก แรงด้านน้ำหนักแบบคานงัดคานดีด โดยมีข้อต่อระหว่างกระดูกเป็นจุดหมุน (Fulcrum) ดังภาพ กล้ามเนื้อกับกระดูกทำงานโดยอาศัยหลักการของคาน(lever) คือมีกระดูกเป็นคานและข้อต่อเป็นจุดหมุนเช่นเดียวกับปากคีบ

               จากที่กล่าวมาแล้ว การเคลื่อนไหวของกระดูกเกิดจากการหดตัวและคลายตัวของกล้ามเนื้อ 2 ชุดที่ทำในสภาวะตรงกันข้ามนักเรียนคิดว่ากล้ามเนื้อหดตัวและคลายตัวได้อย่างไร

โครงสร้างและการทำงานของกล้ามเนื้อยึดกระดูก

               กล้ามเนื้อยึดกระดูกแต่ละมัดประกอบด้วย เส้นใยกล้ามเนื้อ (muscle fiber) หรือเซลล์กล้ามเนื้อ (muscle cell) ภายในเส้นใยกล้ามเนื้อประกอบด้วยเส้นใยกล้ามเนื้อเล็ก (myofibrils) มีลักษณะเป็นท่อนยาวเรียงซ้อนกันเส้นใยกล้ามเนื้อเล็กเหล่านี้จะอยู่รวมกันเป็นมัด
เส้นใยกล้ามเนื้อเล็กประกอบด้วย ไมโครฟิลาเมนท์ 2 ชนิดคือ ชนิดบาง ซึ่งเป็นสายโปรตีนแอกทิน (act in) และชนิดหนาซึ่งเป็นสายโปรตีนไมโอซิน(myosin) แอกทินและไมโอซินเรียงตัวขนานกัน ดังภาพที่ 7-19

 

ภาพที่ 7-19 เส้นใยกล้ามเนื้อ เส้นใยกล้ามเนื้อเล็ก และการเรียงตัวของแอกทินกับไมโอซิน

               นักวิทยาศาสตร์ได้ศึกษาการทำงานของเส้นใยกล้ามเนื้อมานานแล้ว แต่ยังไม่ทราบแน่ชัด ต่อมาฮักซเลย์และแฮนสัน (H.E.Huxley และJean Hanson)ได้เสนอสมมติฐานการหดตัวของกล้ามเนื้อเกิดจากการเลื่อนตัวของแอกทิน เข้าหากันตรงกลาง (sliding filament hypothesis) การเลื่อนของโปรตีนดังกล่าวทำให้เส้นใยกล้ามเนื้อหดตัว

               จากบทเรียนนี้นักเรียนคงเห็นแล้วว่า การเคลื่อนไหวของสิ่งมีชีวิตจำเป็นต้องอาศัยระบบโครงร่างและระบบกล้ามเนื้อ เป็นสำคัญตามความซับซ้อนของโครงสร้างและร่างกายของสิ่งมีชีวิตชนิดนั้นอย่าง ไรก็ดีสิ่งมีชีวิตบางชนิดอาจมีการปรับเปลี่ยนรูปร่างให้เหมาะสมเพื่อช่วยใน การเคลื่อนไหวให้รวดเร็วและมีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น จึงจำเป็นต้องอาศัยการทำงานร่วมกันของระบบต่างๆในร่างกายดังที่นักเรียนจะ ได้ศึกษาต่อไป

      Link      https://www.vcharkarn.com
++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++