生物分野の用語と知識の問題
次の文は、ヒトが熱いなべに手がふれたときの反応について述べたものである。
熱いなべに手がふれると、意識とは関係なく、うでを曲げて手を引っこめた。このとき、皮膚で受けとった刺激の信号は感覚神経を通って a に伝わり、a から直接、運動神経を通って筋肉に命令の信号が伝わった。「熱い」と感じたのは、手を引っこめたあとであった。また、うでを曲げて手を引っこめたとき、うでの外側の筋肉は b 。
文中の空欄 a・b に入る語句の組み合わせとして正しいものを、次のア〜エから 1 つ選べ。
| a | b | |
|---|---|---|
| ア | 脳 | 縮んだ |
| イ | 脳 | ゆるんだ |
| ウ | 脊髄 | 縮んだ |
| エ | 脊髄 | ゆるんだ |
この問題で使うもの
- 刺激と反応、骨格と筋肉（説明と入口の問題）
ヒント
行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。
ヒント 1
意識とは関係なく起こる反応（反射）で、信号がどこを通るかと、うでを曲げるときの筋肉のはたらき方を思い出そう。
ヒント 2
反射では、命令の信号は脳を経由せずに出される。また、筋肉はのびることができないので、うでの内側と外側の筋肉が対になってはたらく。
ヒント 3
a は「熱い」と感じる前に命令が出ていることから、脳ではないとわかる。これで選択肢はウとエにしぼれる。あとは、うでを曲げるとき内側の筋肉が縮むなら外側の筋肉はどうなるかを考えよう。
答えと解説
答えを見る
エ
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解説を読む
a について
刺激に対して意識とは関係なく起こる反応を反射という。熱いものにふれて思わず手を引っこめる反応は反射の例である。反射では、感覚器官（皮膚）で受けとった刺激の信号が感覚神経を通って脊髄に伝わり、脳を経由せずに脊髄から直接、運動神経を通って筋肉（運動器官）に命令の信号が伝わる。そのため、信号が脳に伝わってから命令が出される意識的な反応よりも、刺激を受けてから反応するまでの時間が短い。
「熱い」という感覚が生じるのは、信号が脊髄からさらに脳に伝わったときである。この問題の文でも「熱い」と感じたのは手を引っこめたあとなので、命令を出したのは脳ではない。よって a は「脊髄」である。
b について
筋肉は、両端がけんになって、関節をまたいで 2 つの骨についている。筋肉は自分で縮むことはできるが、のびることはできないので、うでの内側と外側の筋肉が対になってはたらく。
- うでを曲げるとき: 内側の筋肉が縮み、外側の筋肉がゆるむ
- うでをのばすとき: 外側の筋肉が縮み、内側の筋肉がゆるむ
この問題では、うでを曲げて手を引っこめたので、外側の筋肉はゆるんだ。よって b は「ゆるんだ」である。
以上より、a が脊髄、b がゆるんだの組み合わせで、答えは エ である。
ほかの選択肢について
- ア: 反射では命令の信号は脳ではなく脊髄から出される。また、うでを曲げるときに縮むのは内側の筋肉で、外側の筋肉ではない。
- イ: b は正しいが、反射で命令の信号を出すのは脳ではなく脊髄である。
- ウ: a は正しいが、うでを曲げるときに縮むのは内側の筋肉であり、外側の筋肉はゆるむ。
別解
意識とは関係なく起こる反応は反射である。熱いものにふれて手を引っこめる反射では、感覚神経からの信号は脳ではなく脊髄に伝わり、脊髄から直接、運動神経を通って筋肉に命令が出される。「熱い」と感じるのは、信号が脊髄から脳にも伝わったあとなので、手を引っこめたあとになる。よって a は脊髄。
うでを曲げるときは、内側の筋肉が縮み、外側の筋肉はゆるむ（対になった筋肉の一方が縮むと他方はゆるむ）。よって b はゆるんだ。
選択肢: ア（脳・縮んだ）は a、b とも誤り。イ（脳・ゆるんだ）は a が誤り。ウ（脊髄・縮んだ）は b が誤り。エ（脊髄・ゆるんだ）は a、b とも正しい。