Question

ピリ

(2)～(4)の解説をお願いします。

口281 ニューロンの興奮とその伝導·伝達 2) 右図
のように、カエルの足のふくらはぎの筋肉を, 複数の
神経繊維の束(座骨神経)をつけたまま取り出して, 次
の2つの実験を行った。以下の問いに答えよ。
(実験1) 座骨神経の任意の部位を瞬間的に電気刺激
探究論述
A B
一座骨神経
-筋肉
した。 刺激電圧が非常に小さい場合は筋肉
の収縮は見られなかったが, 少しずつ刺激電圧を大きくしていくと 毎r
が0.5 Vのときはじめてわずかな収縮が起きた。さらに電圧を大きくする
につれて収縮の大きさも増加し, 刺激電圧が1.2 Vのときに収縮の大きさ
が最大に達した。 1.2 V以上の刺激電圧では収縮の大きさは一定であった。
ただし、刺激は十分な時間間隔をあけて与えた。
(実験2] 筋肉と座骨神経の接続部分から 1.2cm 離れたA点を瞬間的に電気刺激した
場合(刺激電圧は 0.5 V), 3.2 ミリ秒後に筋肉が収縮した(1ミリ秒%=D 1,00
分の1秒)。A点から 3.0cm離れたB点を同様に電気刺激した場合, 42ミ
リ秒後に筋肉は収縮した。
(1) 実験1において, 刺激電圧が大きくなるにつれて筋肉の収縮の大きさが増加する
理由を120字以内で述べよ。
(2) 実験に用いた座骨神経の興奮の伝導速度(m/秒)を求めよ。
(3) 座骨神経のB点から 4.8cm離れたC点を電気刺激した場合, 何ミリ秒後に筋肉の
収縮が起こるか。
(4)興奮が軸索末端から筋繊維へ伝達され, 筋肉が収縮するまでにかかる時間を求め
よ。
(5) 興奮が神経と筋肉の接続部まで達してから筋収縮が起きるまでの時間(潜伏期)が
存在する理由を70字以内で述べよ。
(高知大)
U-

281 ニューロンの興奮とその伝導·伝達2)
解答
(1) 座骨神経を構成する複数の神経繊維のそれぞれは,全か無かの法則に従うが互いに
闘値が異なる。そのため,刺激電圧が大きくなると,興奮する神経繊維の数が増加す
るので,収縮する筋繊維の数も増加し,それに伴って筋肉の収縮の大きさが増加する。
(114字)
(2) 30m/秒
(5)神経と筋肉の接続部では, 神経伝達物質により興奮が伝達される時間と,興奮が行
された後,筋収縮が始まるまでの時間がかかるから。(62字)
賞 (中)
(3) 5.8 ミリ秒後
(4) 2.8 ミリ秒
耳内
(1) 座骨神経は1本の神経繊維ではないので, 全か無
かの法則には従わない。
は 3.0[cm)
(4.2 - 3.2)[ミリ秒]
= 30[m/秒]
4.8[cm]
3.0[cm/ミリ秒)
中
合藤末
-= 3.0[cm/ ミリ秒)
ー
の核 検
エ 帯
+ 4.2[ミリ秒]= 5.8[ミリ秒]
コ
キ イ
1.2[cm)
3.0[cm/ミリ秒)
(5) 神経終末からは, 神経伝達物質が放出され,それ
が拡散によって移動するので, 神経繊維における電
位変化による興奮の伝導に比べて, 興奮の伝達には
時間がかかる。この時間が潜伏期に含まれる。
(4) 3.2(ミリ秒)-
= 2.8[ミリ秒]
ニ
にえられる