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技能一覧 › 高校生物 生物の環境応答（知識）

中枢神経系と反射

大脳・間脳・中脳・小脳・延髄・脊髄のはたらき、脊髄の背根・腹根と反射弓（屈筋反射・しつがい腱反射）の経路について、正しい記述や語句の組み合わせを選べる

前提

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一覧で見る（前提が先）
  1. 刺激と反応、骨格と筋肉 （中学理科 生物分野の用語と知識）
  2. 細胞のつくり （中学理科 生物分野の用語と知識）
  3. 生物の共通性と原核細胞・真核細胞 （高校生物 細胞と分子（知識））
  4. 細胞膜の構造と受動輸送・能動輸送 （高校生物 細胞と分子（知識））
  5. 静止電位と活動電位 （高校生物 生物の環境応答（知識））
  6. シナプスでの興奮の伝達 （高校生物 生物の環境応答（知識））

説明

ヒトの中枢神経系は脳と脊髄からなり、脳はさらに大脳・間脳・中脳・小脳・延髄などに分かれて、それぞれ別の仕事を受け持っています。この技能では、各部位がどのような中枢としてはたらくかを区別し、脊髄の背根・腹根を通る神経の種類と、反射が起こるときの興奮の経路（反射弓）をたどれるようになります。これにより、脳や脊髄のはたらきや、屈筋反射・しつがい腱反射の経路についての記述や語句の組み合わせの正誤を判断できます。

なぜそうしてよいのか

前提の技能で学んだように、ニューロンからニューロンへの興奮の伝達はシナプスで一方向に起こります。したがって、興奮の通り道は「受容器 → 感覚神経 → 中枢 → 運動神経 → 効果器」のように向きが決まった 1 本の経路になります。反射とは、この経路が大脳を通らず、脊髄・延髄・中脳などで折り返して起こる、意識とは無関係で素早い反応です。反射で興奮が通る経路を反射弓といい、

と表せます。大脳を経由しないので経路が短く、またシナプスの数が少ないほど速く反応できます。

脊髄では、感覚神経は背中側の背根を通って脊髄に入り、運動神経は腹側の腹根を通って脊髄から出ていきます。しつがい腱反射（ひざの下をたたくと足がはね上がる反射）では、たたかれて伸ばされた太ももの筋肉（伸筋）の中の筋紡錘が受容器となり、感覚神経が脊髄の中で運動神経に直接シナプスでつながって、同じ伸筋を収縮させます（介在神経を通らない）。熱いものに触れて手を引っこめる屈筋反射では、皮膚の受容器からの感覚神経が脊髄で介在神経に興奮を伝え、介在神経が運動神経に伝えて、屈筋を収縮させます。

脳の各部位は、次のように役割が分かれています。大脳は感覚・随意運動・記憶・思考などの中枢です。間脳（視床・視床下部）は自律神経系や内分泌系の中枢で、体温・血糖濃度・体液の量などを調節します。中脳は姿勢を保つことや眼球の運動、瞳孔の大きさを調節する反射の中枢です。小脳は運動を調節し、からだの平衡を保つ中枢です。延髄は呼吸運動や心臓の拍動の中枢で、せき・くしゃみ・だ液の分泌・飲み込みなどの反射の中枢でもあります。脊髄は脳と末しょう神経の間で興奮を伝える通路であり、しつがい腱反射や屈筋反射などの反射の中枢です。

手順

  1. 部位とはたらきを対応させる：大脳＝感覚・随意運動・記憶・思考、間脳＝自律神経・内分泌（体温・血糖など）、中脳＝姿勢・眼球運動・瞳孔反射、小脳＝運動の調節・平衡、延髄＝呼吸・心臓拍動・せき・くしゃみ・飲み込み、脊髄＝興奮の通路・脊髄反射

  2. 脊髄の根を確認する：感覚神経は背根から入り、運動神経は腹根から出る

  3. 反射弓を順にたどる：受容器 感覚神経 反射中枢 運動神経 効果器

  4. 反射の種類ごとに経路を確認する：しつがい腱反射は筋紡錘（受容器）から感覚神経が運動神経に直接つながる（介在神経なし）。屈筋反射は皮膚の受容器から感覚神経 介在神経 運動神経と伝わる

  5. 反射に大脳が関わらないことを確認する：反射の中枢は脊髄・延髄・中脳などで、大脳を経由しない

例題

ヒトのしつがい腱反射に関する記述として最も適当なものを、次のア〜エのうちから 1 つ選べ。

ア　しつがい腱反射の中枢は大脳であり、興奮が大脳を経由するため、反応は意識して起こす反応よりも遅い。

イ　しつがい腱反射の受容器は皮膚にあり、感覚神経は腹根を通って脊髄に入る。

ウ　しつがい腱反射では、感覚神経が脊髄の中で介在神経にシナプスでつながり、介在神経が運動神経に興奮を伝える。

エ　しつがい腱反射では、伸筋の中の筋紡錘で受け取られた刺激が感覚神経によって脊髄に伝わり、感覚神経が運動神経に直接シナプスでつながって伸筋が収縮する。

例題の解答

手順 5：反射の中枢は大脳ではなく、しつがい腱反射の中枢は脊髄である。大脳を経由しないので反応は速い。アは誤り。

手順 2：感覚神経は背根を通って脊髄に入る。また、しつがい腱反射の受容器は皮膚ではなく伸筋の中の筋紡錘である。イは誤り。

手順 4：しつがい腱反射では、感覚神経が介在神経を通らずに運動神経に直接つながる。介在神経を通るのは屈筋反射なので、ウは誤り。エは受容器・経路・効果器のどれも正しい。

よって答えはエ。

答え:

エ

よくある誤り

この説明は AI が書き、別の AI が例題を独立に解いて答えを確かめ、説明を一歩ずつ査読しました。

入口の問題

この技能を使う問題

この技能の次に学べること