第十一章 肌肉系统 第一节 肌肉的种类和分布 第二节 肌肉的组织构造与收缩机制 第三节 肌肉的兴奋和收缩 第四节 蚕的运动

本章要点重点 本章要点：家蚕肌肉的特点，蚕体肌肉的分布类型，肌肉的组织构造与收缩机制，肌肉的兴奋机制与收缩方式。 本章重点：肌肉的组织构造与收缩机制。

概 述 一、肌肉的发生与功能？ 二、昆虫肌肉的特点？ ①数量多:1条肌肉=1个肌细胞=1条肌纤维 ②只有横纹肌 ③无真正的肌腱

第一节 肌肉的种类及排列 蚕儿的肌肉根据其着生的位置和作用范围，可分为体壁肌（包括附属肢肌）、内脏肌和体壁内脏肌三类： 一、体壁肌是指两端都着生于体壁上，专门负责体躯及附属肢运动的肌肉，它主要由平行的肌纤维组成。 二、体壁内脏肌是指肌肉的一端着生于体壁上，而另一端着生于内脏上的肌肉，其作用是固定内脏器官。 三、内脏肌是指包围在各内脏器官外面，专司内脏器官运动的肌肉，可区分为纵肌和环肌。 内脏肌已经介绍过，故本节主要介绍体壁肌和体壁内脏肌。

一、体壁肌 可以概括为头部体壁肌、胸腹部体壁肌和胸腹足体壁肌 1、头部体壁肌：简称为头部肌肉，它位于头壳内，主要分布于口器、触角的内面，分别称上唇、上腭、下唇、下腭、触角肌肉。从机能上看，头部肌肉可分为收肌和展肌或者屈肌和伸肌，其作用主要有二：控制头部运动和控制各附肢的运动。

2、胸腹部体壁肌 （1）根据肌肉的排列方向，可区分为： 纵肌：与体纵轴平行的肌肉。 横肌：与体纵轴垂直的肌肉。 斜肌：与体纵轴呈锐角或钝角的肌肉 （2）根据肌肉在环节上的位置可分为： 内节肌：肌肉的两个端点都在一个环节内，根据其长短又可分为：半节肌、3/4节肌、1/4节肌。 外节肌：肌肉的两个端点在两个以上环节的肌肉，又称跨节肌。 （3）以纵走气管为界区分为：背面肌肉和腹面肌肉。

（4）据层次可分为： 内层：肌肉宽而长，全部是纵肌，可使腹部缩短或伸长，并使体躯弯曲和爬行。蚕儿全身的运动主要取决于该层。 中层：主要为纵肌和斜肌，长度次于内层，能使体躯相侧面弯曲。 外层：肌肉较短小，多为斜肌，能使体节弯曲、收缩，并与附属肢的运动有关。 总之，幼虫胸腹部肌肉以内层最长，中层次之，外层最短。蚕体全身的运动，主要依赖于内层肌肉的活动，而体部其他肌肉则主要控指一个环节的运动。

3、胸腹足肌肉 排列较复杂，可大致分为展肌（伸肌）和屈肌（收肌）。 展肌（伸肌）:多着生于足的外侧方 屈肌（收肌）:多着生于足的内侧方

二、内脏肌 包围在各内脏器官的外面，有的整齐排列呈纵肌和环肌，也有的交织成规则的网状肌肉。 其作用是控制内脏器官的伸缩和蠕动。

三、体壁内脏肌 是指一端着生于体壁上，另一端着生于内脏器官上的肌肉。如消化管和丝腺上的肌肉，具有固定器官位置的作用。 幼虫体内的体壁内脏肌共有12对，均源于体壁，分布于丝腺和消化管上。

四、成虫肌肉的排列 与幼虫基本相似，但： ①头部肌肉因口器退化而减少。 ②向部的肌肉特别发达。 ③腹部的肌肉伸向了生殖器官。如交配器、产卵器

第二节 肌肉的构造与收缩 一、肌肉的构造 昆虫的肌肉组织不同于高等动物： ①高等动物的肌肉可明显区分为横纹肌和平滑肌，而桑蚕几乎全部为横纹肌。 ②蚕的每一根肌纤维就是一条肌肉，而高等动物是由若干肌纤维紧密结合而成肌肉束。

肌纤维是一个大型的多核细胞，由肌膜、肌核、肌原纤维、肌浆和肌粒构成： 1、肌膜：包在肌纤维的最外面，是一层薄而透明的薄膜。 2、肌核：在肌膜的下面，呈圆柱形或椭圆形，并有明显的核仁（有多核现象）。 3、肌原纤维：肌纤维的细胞质中充满着能收缩的成束排列的肌原纤维。 桑蚕肌原纤维的直径小于1um，在光学显微镜下呈现明暗相间的横纹，并且相邻肌原纤维明暗条纹的位置相同，故使整个肌纤维呈明暗相间的分段，故称值为横纹肌。

每个肌节都是有两种蛋白质细丝构成的，即由肌动蛋白丝和肌球蛋白丝。 那么，肌原纤维为什么会出现明暗相间的横纹呢？ 为了讲清这个问题，需先介绍一下肌原纤维的构造： 每根细而长的肌原纤维是由若干肌节（肌小区）首尾相连而成的，每个肌节的两端是端膜。 肌节是肌肉构造和功能上的基本单位。 每个肌节都是有两种蛋白质细丝构成的，即由肌动蛋白丝和肌球蛋白丝。

其横切面为规则的六角形，可以看出肌动蛋白丝较细，肌球蛋白丝较粗，两者以肌球蛋白丝为核心，分层相间排列，如图所示： 只有肌动蛋白丝的区段，对光线呈单折射，为明带；两种蛋白丝同时存在的区段对光线呈双折射，是暗带。 肌肉收缩是肌动蛋白丝在肌球蛋白丝上滑动的结果。

4、肌粒：存在于肌原纤维之间的一些细小颗粒。即线粒体。 5、肌浆：存在于肌原纤维束之间。

二、肌肉的兴奋和收缩 兴奋和收缩时肌肉的重要特性。 但肌肉接受到刺激而发生兴奋时，就会引起肌纤维收缩。 收缩时兴奋达到足够程度时的外部表现。

肌肉的兴奋仅次于神经，但又不同于神经： ①当刺激达到一定程度时，肌肉表现为收缩，而神经只传导不收缩。 肌肉兴奋达到一定程度发生收缩，产生张力。 ②神经兴奋为单向传导，而肌肉兴奋可双向传导。 肌肉兴奋时，是在受刺激的部位先收缩，再由此向肌肉的两端传导；兴奋传导在肌膜和肌质网上进行。 而神经兴奋传导时总是由周缘向中枢，再由中枢向周缘传导的（反射弧）。 ③神经传导速度快，肌肉慢。（蚕幼虫神经传导速度2M/秒，肌肉为0.54M/秒）。

三、肌肉的收缩分类 （一）简单收缩： 当肌肉受到一个短促的阀上刺激时，就可使肌肉产生一次兴奋，并表现为一次收缩，收缩完毕后又松弛而恢复原状。 这种由单一刺激所引起的单个短暂的收缩，呈单收缩。这是肌肉收缩最简单的形式。

单收缩的过程分为以下三个阶段： 1、潜伏期：是指从给予刺激到开始收缩所经过的时间。蚕腹肌的收缩期为0.04s，成虫为0.02s。 （在该期内进行着复杂的生化过程） 2、收缩期：从开始收缩至收缩极度所需要的时间。 蚕腹部肌肉的收缩期小于0.5s，成虫为0.05s。 3、松弛期：从收缩极度到恢复原状所经过的时间。 幼虫为4.5s，成虫为0.05s 一次单收缩所需要的时间，幼虫约需5s，成虫约需0.11s。

（二）复收缩： 肌肉在第一次收缩期中，再给与第二次刺激时，则肌肉发生的综合性收缩。 （三）强直收缩： 若连续给予频率很高的刺激，则肌肉表现为连续收缩，而无松弛期，这种长时间的收缩称强直收缩。 蚕发生强直收缩的刺激频率为10次/S，成虫为30～50次。

四、肌肉收缩过程中的能量变化 肌肉收缩的过程，是一个生化反应的过程，由生化反应不断为肌肉收缩提供能量。 肌肉收缩所需的能量主要来自ATP，磷酸精氨酸、肌糖元、乳酸、脂类等。 肌肉收缩的直接动力来自ATP，ATP在分解为ADP和磷酸的过程中，释出能量，而ADP又不断吸收能量转化成ATP，其能量来源有二： ①磷酸精氨酸→精氨酸＋磷酸＋能量 ②肌糖元→G→乳酸→酵解或有氧氧化→能量 若肌肉持续收缩时，O2供应不足，会产生大量的乳酸，将导致乳酸积累，引起肌肉疲劳。

备注： 从ATP中释放出来的化学能大约只有1／4是肌肉收缩的直接能源，转变为机械能而作功，其余3／4的化学能转化为热能，借此产生和保持一定体温。 肌纤维内部储存的肌糖元，虽然也能通过无氧酵解的方式生成一定数量的ATP，但一般只占ATP生成总量的10—15％。 四、幼虫的运动 蚕爬行时，首先提起尾足，腹部后端弯成弓形，使尾足往前接近第6腹节的腹足，接着各对腹足依次向前移动，呈波浪形前进

一、作业: 蚕儿的肌肉为什么表现为横纹肌？ 简述幼虫肌肉的种类及排列。 蚕儿不同发育阶段的是如何运动的？ 二、讨论、思考题： 从构造和生理生化方面分别说明蚕儿肌肉收缩的机理。

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