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生物の環境応答(知識)の問題

難易度 1教科書の例題レベル高校生物 生物の環境応答(知識)

ニューロン A の軸索の末端が、ニューロン B の細胞体とシナプスをつくっている。ニューロン A・B のそれぞれに記録用の電極をつけ、次の実験 1・2 を行った。

実験刺激した場所ニューロン Aニューロン B
1ニューロン A の軸索の途中興奮した興奮した
2ニューロン B の軸索の途中興奮しなかった興奮した

この結果からわかることとして最も適当なものを、次のア〜エから 1 つ選べ。

  • ア ニューロン B の軸索では、興奮が伝導しない。
  • イ シナプスでは、ニューロン B から放出された神経伝達物質が、ニューロン A の受容体に結合する。
  • ウ シナプスでは、興奮はニューロン A からニューロン B への向きにだけ伝達される。
  • エ 軸索では、興奮は細胞体から軸索の末端への向きにだけ伝導する。

この問題で使うもの

この問題を解けるようになるまで(6 技能)
算数中学高校大学大学院

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右端(太枠)がこの問題で使う技能です。左へドラッグすると、さらに前の前提をさかのぼれます。技能を押すと、そこまでの道筋が光ります。

一覧で見る(前提が先)
  1. 刺激と反応、骨格と筋肉
  2. 細胞のつくり
  3. 生物の共通性と原核細胞・真核細胞
  4. 細胞膜の構造と受動輸送・能動輸送
  5. 静止電位と活動電位
  6. シナプスでの興奮の伝達

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

技能「シナプスでの興奮の伝達」を使う。実験 1 と 2 で、興奮がどちらのニューロンからどちらのニューロンへ伝わったかを表から読み取ろう。

ヒント 2

神経伝達物質は軸索の末端(シナプス前細胞)から放出され、受容体はシナプス後細胞の側にある。この問題では A の軸索の末端が B とシナプスをつくっている。

ヒント 3

実験 2 で B 自身は興奮しているので、B の軸索が興奮を伝えないとするアは誤り。神経伝達物質の放出の向きが逆になっているイも除ける。残りのウ・エのうち、一方向に限られるのが軸索での伝導かシナプスでの伝達かを考える。

答えと解説

答えを見る

ウ

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解説を読む

手順 1: シナプスでの伝達のしくみを確認する

興奮が軸索の末端に達すると、末端に が流入し、シナプス小胞からアセチルコリンなどの神経伝達物質がシナプス間隙に放出される。神経伝達物質は、シナプス後細胞の細胞膜にある受容体に結合して、シナプス後細胞の膜電位を変化させる。神経伝達物質を放出するのはシナプス前細胞の軸索の末端だけで、受容体はシナプス後細胞の側にあるので、シナプスでの伝達は一方向に限られる。

手順 2: 実験結果を読む

  • 実験 1: A を刺激すると、A だけでなく B も興奮した。→ 興奮は A から B へ伝達された。
  • 実験 2: B を刺激すると、B は興奮したが A は興奮しなかった。→ 興奮は B から A へは伝達されなかった。

よって、シナプスでは興奮は A から B への向きにだけ伝達されることがわかる。正解は ウ である。

ほかの選択肢が誤りである理由

  • ア: 実験 2 で B の軸索の途中を刺激したとき B は興奮しているので、B の軸索でも興奮は生じて伝わっている。A が興奮しなかったのはシナプスで B から A へ伝達されないためである。
  • イ: この問題のシナプスでは、神経伝達物質を放出するのはシナプス前細胞である A の軸索の末端で、受容体はシナプス後細胞である B の側にある。向きが逆である。
  • エ: 軸索の途中を刺激すると、興奮は刺激した点から両方向に伝導する。軸索での伝導は一方向に限られない。一方向に限られるのはシナプスでの伝達である。
別解

実験 1 では A を刺激すると A も B も興奮し、実験 2 では B を刺激すると B だけが興奮し A は興奮しなかった。したがって興奮は A から B へは伝達されるが、B から A へは伝達されない。ア 実験 2 で B は興奮しているので、B の軸索で興奮は伝導しており誤り。イ 神経伝達物質は軸索末端(A)側から放出され B の受容体に結合するので、逆で誤り。ウ 正しい(シナプスでは一方向にのみ伝達される)。エ 軸索の途中を刺激すると興奮は両方向に伝導し、この実験の結果から一方向だけとは言えないので誤り。よって ウ。

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