生物の環境応答（知識）の問題
ニューロン（神経細胞）における興奮の発生と伝導・伝達について述べた文として正しいものを、次のア〜オのうちから 1 つ選べ。
- ア 静止状態のニューロンでは、ナトリウムポンプのはたらきにより、 が細胞内へ、 が細胞外へ能動輸送されている。
- イ 活動電位が発生するときには、電位依存性ナトリウムチャネルが開いて が細胞外へ流出し、膜電位が逆転する。
- ウ 1 本のニューロンでは、閾値以上の刺激であれば、刺激を強くしても発生する活動電位の大きさは変わらない。
- エ 有髄神経繊維では、興奮がランビエ絞輪からとなりのランビエ絞輪へと跳躍して伝導するため、同じ太さの無髄神経繊維よりも伝導速度が小さい。
- オ 軸索の途中に閾値以上の刺激を与えると、興奮は刺激した部位から軸索末端の方向にだけ伝導し、細胞体の方向には伝導しない。
この問題で使うもの
- 静止電位と活動電位（説明と入口の問題）
- 興奮の伝導と跳躍伝導（説明と入口の問題）
この問題を解けるようになるまで（6 技能）
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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
静止電位・活動電位が生じるときのイオン（・）の移動の向き、跳躍伝導、伝導と伝達の違い、全か無かの法則をそれぞれ思い出そう。
ヒント 2
ナトリウムポンプは を外へ・ を内へ運ぶ。活動電位では が細胞内へ流入する。軸索内の伝導は両方向に起こるが、シナプスでの伝達は一方向である。
ヒント 3
ア・イはイオンの移動の向きを、オは伝導と伝達の区別を確認すると誤りとわかる。残りのウとエのうち、跳躍伝導によって伝導速度がどうなるかを考えよう。
答えと解説
答えを見る
ウ
どこでつまずきましたか？（選ぶと、戻る場所を案内します）
解説を読む
正解はウである。
ウ（正しい） 1 本のニューロン（1 本の神経繊維）では、刺激が閾値に達しないと活動電位はまったく発生せず、閾値以上であれば刺激の強さに関係なく一定の大きさの活動電位が発生する。これを全か無かの法則という。刺激の強さの違いは、活動電位の大きさではなく、興奮の発生頻度（単位時間あたりの活動電位の回数）や、興奮するニューロンの数の違いとして伝えられる。
ア（誤り） ナトリウムポンプは ATP のエネルギーを使って、 を細胞外へ、 を細胞内へ能動輸送する。そのため、細胞内は 濃度が高く、細胞外は 濃度が高い状態に保たれている。選択肢ではイオンの輸送の向きが逆になっている。
イ（誤り） 活動電位が発生するときには、電位依存性ナトリウムチャネルが開き、濃度勾配にしたがって が細胞外から細胞内へ流入する。その結果、膜電位が逆転し、細胞内が外に対して正になる。選択肢では の移動の向き（「細胞外へ流出」）が誤りである。
エ（誤り） 有髄神経繊維では、絶縁性の髄鞘があるため、興奮はランビエ絞輪からランビエ絞輪へと跳躍して伝わる（跳躍伝導）。そのため、同じ太さの無髄神経繊維よりも伝導速度が大きい。選択肢では「伝導速度が小さい」としている点が誤りである。
オ（誤り） 軸索の途中を刺激すると、興奮した部位と隣接する静止部位との間に活動電流が流れ、興奮は刺激部位から両方向（軸索末端の方向と細胞体の方向）に伝導する。興奮が一方向にしか伝わらないのは、シナプスでの伝達の場合である。シナプスでは、神経伝達物質がシナプス前細胞の軸索末端からだけ放出され、受容体はシナプス後細胞の側にあるためである。
別解
各選択肢を検討する。
ア：誤り。ナトリウムポンプは Na⁺ を細胞外へ、K⁺ を細胞内へ能動輸送する。向きが逆である。
イ：誤り。活動電位の発生時には電位依存性ナトリウムチャネルが開き、Na⁺ が細胞内へ流入する（流出ではない）。その結果、膜電位が逆転する。
ウ：正しい。閾値以上の刺激であれば、刺激を強くしても 1 本のニューロンの活動電位の大きさは変わらない（全か無かの法則）。刺激が強いと興奮するニューロンの数や興奮の頻度が変わる。
エ：誤り。有髄神経繊維では跳躍伝導が起こるため、同じ太さの無髄神経繊維よりも伝導速度が大きい。
オ：誤り。軸索の途中を刺激すると、興奮は刺激した部位から両方向に伝導する（両側伝導）。一方向なのは、シナプスでの伝達である。
よって正しいのはウ。