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刺激と反応、骨格と筋肉

感覚器官(目・耳など)のつくりとはたらき、中枢神経と末しょう神経(感覚神経・運動神経)、意識して起こす反応と反射の信号の伝わり方、骨格と筋肉(けん・関節)のしくみについて正しい文を選べる

前提

中学までに習ったことだけで始められます。

説明

ヒトは、目や耳などの感覚器官で光や音などの刺激を受け取り、その信号を神経で伝え、筋肉を動かして反応します。この技能では、感覚器官のつくりとはたらき、中枢神経と末しょう神経(感覚神経・運動神経)、意識して起こす反応と反射での信号の伝わり方のちがい、骨格と筋肉(けん・関節)が動くしくみを整理し、それらについての文が正しいかどうかを判断できるようになります。定期テストや入試の「正しいものを選べ」「〜を何というか」という問題で使います。

なぜそうしてよいのか

感覚器官には、特定の刺激を受け取る細胞(感覚細胞)があります。目では、光がレンズ(水晶体)で屈折して網膜に像を結び、網膜の感覚細胞が光の刺激を受け取ります。虹彩はひとみの大きさを変えて、目に入る光の量を調節します。耳では、音(空気の振動)が鼓膜を振動させ、その振動が耳小骨を通してうずまき管に伝わり、うずまき管の感覚細胞が刺激を受け取ります。感覚細胞が受け取った刺激は信号に変えられ、神経を通って脳に伝わってはじめて「見えた」「聞こえた」という感覚が生じます。

神経は、判断や命令を行う中枢神経(脳とせきずい)と、そこから枝分かれして全身に広がる末しょう神経に分けられます。末しょう神経のうち、感覚器官からの信号を中枢神経へ伝えるのが感覚神経、中枢神経からの命令を筋肉へ伝えるのが運動神経です。意識して起こす反応(例:名前をよばれてふり向く)では、信号は「感覚器官→感覚神経→(せきずい)→脳→(せきずい)→運動神経→筋肉」と伝わり、脳が判断して命令を出します。一方、反射(例:熱いものにふれて思わず手を引っこめる)では、信号は「感覚器官(皮ふ)→感覚神経→せきずい→運動神経→筋肉」と伝わり、脳を通らずにせきずいから直接命令が出ます。信号の通り道が短いため、反射は意識して起こす反応よりすばやく起こり、危険からからだを守るのに役立ちます。なお、熱いと感じるのは、せきずいから脳にも信号が伝わるためで、手を引っこめたあとになります。

からだを支えたり動かしたりするのは骨格と筋肉です。骨と骨のつなぎ目で、曲がるようになっている部分を関節といいます。骨につく筋肉の両端はけんというじょうぶなつくりになっていて、関節をまたいで別々の骨についています。筋肉は自分で縮むことはできますが、自分でのびることはできません。そのため、関節をはさんで一対の筋肉がついていて、一方が縮むときにもう一方はゆるみます。例えば、うでを曲げるときは、うでの内側(曲がる側)の筋肉が縮み、外側の筋肉がゆるみます。うでをのばすときはその逆です。

手順

  1. 文が感覚器官・神経のつくり・信号の伝わり方・骨格と筋肉のどれについての文かを確かめる

  2. 感覚器官なら、どの部分が刺激を受け取るか(目は網膜、耳はうずまき管)と、ほかの部分のはたらき(レンズで屈折、虹彩で光の量を調節、鼓膜・耳小骨で振動を伝える)を確かめる

  3. 神経なら、中枢神経=脳とせきずい、末しょう神経=感覚神経(感覚器官→中枢)と運動神経(中枢→筋肉)の向きを確かめる

  4. 反応なら、意識して起こす反応は脳が命令する(感覚神経→せきずい→脳→せきずい→運動神経)、反射は脳を通らずせきずいなどから命令が出る(感覚神経→せきずい→運動神経)で判断する

  5. 骨格と筋肉なら、筋肉の両端のけんが関節をまたいで別の骨につくこと、筋肉は縮むことしかできず一方が縮むともう一方はゆるむことと照らし合わせる

  6. 1か所でも誤りがあればその文は誤りとし、すべて正しい文を選ぶ

例題

ヒトの刺激と反応、骨格と筋肉について述べた文として最も適当なものを、次のア〜エから1つ選べ。
ア 熱いやかんにふれて思わず手を引っこめる反応では、皮ふで受け取った刺激の信号が脳に伝わり、脳が命令を出している。
イ 熱いやかんにふれて思わず手を引っこめる反応では、皮ふからの信号が感覚神経を通ってせきずいに伝わり、せきずいから運動神経を通して筋肉に命令が伝わる。
ウ 目では、虹彩で光の刺激を受け取り、その信号が神経を通って脳に伝わる。
エ うでを曲げるとき、うでの内側の筋肉と外側の筋肉が両方とも縮む。

例題の解答

手順1:アとイは信号の伝わり方、ウは感覚器官、エは骨格と筋肉についての文である。

手順4:熱いものにふれて思わず手を引っこめる反応は、意識とは関係なく起こる反射である。反射では、信号は「皮ふ→感覚神経→せきずい→運動神経→筋肉」と伝わり、脳を通らずにせきずいから命令が出る。よってアは誤り、イは正しい。

手順2:目で光の刺激を受け取る感覚細胞があるのは網膜である。虹彩はひとみの大きさを変えて光の量を調節する部分である。よってウは誤り。

手順5:筋肉は縮むことしかできず、関節をはさんだ一対の筋肉は一方が縮むともう一方はゆるむ。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。よってエは誤り。

手順6:すべての部分が正しいのはイだけである。

答え:

イ

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