生物 第39講~第47講 テキスト
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- みがね りゅうとう
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1 基礎から分かる生物 興奮の伝導と伝達 1. 興奮の伝導 1 興奮の伝導 興奮が生じると, 興奮が生じた部位と隣接する静止状態の部位の間で電位の差が発生する. この電位差により, 興奮部分から隣接部へと活動電流が流れる. 活動電流が隣接部を興奮させる刺激となり, 隣接部が次々と興奮する. これによって興奮は, 興奮が発生した部位から軸索内を両方向に伝導する. 1 興奮の発生 2 隣接部に活動電流が流れる 興奮が生じた部位 活動電流の流れる向き
2 3 隣接部が興奮する 4 軸索内を興奮が両方向に伝導する 静止状態に戻る すぐには興奮できない ( 不応期 ) 興奮が両方向に 伝導する 活動電流によって興奮 が生じた部位 2 有髄神経の興奮の伝導 ~ 跳躍伝導 ~ 有髄神経繊維は軸索が髄鞘に包まれているが, 髄鞘は絶縁性であるため, 活動電流は髄鞘同士の隙間であるランビエ絞輪間を流れる. そのため, 興奮はランビエ絞輪ごとに起こり, 飛び飛びに伝導する. この伝導様式を跳躍伝導という. 隣接部ごとに伝導が起こる無髄神経繊維に比べて, 跳躍伝導の伝導速度は速くなる. 1 興奮の発生 2 ランビエ絞輪間に活動電流が流れる 興奮が生じた部位 活動電流の流れる向き 58
3 基礎から分かる生物 3 興奮がランビエ絞輪間を伝導する 興奮の伝導方向 興奮の伝導方向 2. 興奮の伝達 1 シナプス 神経繊維の末端 ( 軸索末端 ) は, 隣接する神経細胞の細胞体と接合している. 軸索末端と細胞体との接合部分をシナプスという. シナプス部分はごくわずかの隙間をへだてて接合しており, この隙間をシナプス間隙 ( かんげき ) という. 2 神経伝達物質 軸索末端には神経伝達物質をふくんだシナプス小胞が多数存在している. 神経伝達物質がシナプス間隙に放出され, 隣接する細胞体に受容されて興奮が伝達される. ノルアドレナリン 交感神経の神経伝達物質アセチルコリン 副交感神経, 運動神経の神経伝達物質 59
4 3 興奮の伝達のしくみ (1) 軸索末端に興奮が伝導する. (2) シナプス小胞に含まれる神経伝達物質がシナプス間隙に放出される. (3) 細胞体の細胞膜表面に存在する受容体 ( レセプター ) が神経伝達物質と結合する. (4) 受容体と神経伝達物質の結合が刺激となって, 細胞体が興奮し, 興奮が伝達される. 4 興奮の伝達の特徴 (1) 化学物質による伝達のため, 軸索中の伝導に比べて時間がかかる. (2) 神経伝達物質は軸索末端からのみ放出され, 受容体は細胞体側だけに存在するため, 伝達は軸索側から細胞体側への一方向にしか起こらない. 60
5 基礎から分かる生物 神経に関する以下の各問に答えよ. 問 1 次の空欄 1~2 には語群 A より, 空欄 3~5 には語群 B より, また空欄 6~8 には語 群 C より適当な語を一つ選べ. 神経系は, 脳などからなる 1 系と脊髄神経などからなる 2 系に大別される. 神経系を構成している神経細胞はニューロンともよばれ, 核を含んだ 3 と, 軸索か らできている. また 4 神経の 3 には 5 突起と呼ぶ細い突起が発達している. 神経細胞に毛細管電極を差し込んで, 細胞内外の電位をはかってみると, 刺激を受けて いない場合には, 6 側が 7 側よりも電位が低い. この時の電位差を 8 電位という. 刺激が強くなると, 一時的に内外の電位が逆転する. この一過性の 電位の変化を活動電位と呼ぶ. この電位変化が, 隣接する部分への微弱な電流を誘導し, それが刺激となって隣接部に同じような電位変化が生じる. この電位変化が次々と軸索 に沿って伝わることを興奮の伝導という. 語群 A A) 自律神経 B) 脳神経 C) 体性神経 D) 末梢神経 e) 中枢神経 f) 交感神経 語群 B A) 核小体 B) 細胞体 C) 樹状 D) 神経 e) 運動 f) 感覚 語群 C A) 内 B) 外 C) 低 D) 定常 e) 静止 f) 膜 61
6 問 2 刺激の強さの度合いは, 活動電位のどのような変化となってあらわれるか. 下記の文から一つ選べ. A) 刺激の強さに比例して活動電位の大きさが増加する. B) ある一定の強さの刺激までは, 刺激の強さに比例して活動電位の大きさが増加する. それ以上強い刺激に対しては, 活動電位は変化せず, 活動電位の生じる頻度が増加する. C) ある一定の強さの刺激によって活動電位が生じ, それ以上強い刺激に対しては, 活動電位の大きさが刺激の強さに比例して増加する. D) ある一定の強さの刺激によって活動電位が生じ, それ以上強い刺激に対しては, 活動電位の大きさは変化せず, 活動電位の生じる頻度が増加する. 問 3 脊椎動物の多くの神経細胞の軸索では, 髄鞘と呼ばれる構造がその周囲をおおっている場合があるが, それはどのような構造か. 下記の文から一つ選べ. A) 軸索の細胞膜が肥厚したもの. B) 軸索の細胞膜が外に飛び出て, その膜が軸索に巻き付いたもの. C) 神経細胞とは別の細胞が軸索に巻き付いたもの. D) 軸索のまわりにタンパク質が沈着したもの. 62
7 基礎から分かる生物 問 4 髄鞘が発達した神経は, そうでないものに比べ, 興奮の伝導の速さはどうか, またその理由はなぜか, 正しいものの組み合わせを一つ選べ. 速さ 1) おそい 2) はやい 3) 伝導の速さと髄鞘の発達は無関係である. 理由 ア ) 髄鞘は電気的伝導性が高いので, 電気的変化が速く伝わるから. イ ) 髄鞘は電気的絶縁性が高いので, 電気的変化が伝わりにくいから. ウ ) 髄鞘は電気的絶縁性が高いので, 電気的変化が髄鞘を跳び越して伝わるから. エ ) 髄鞘におおわれた部分も, その内側ではおおわれていない部分と同じ電気的変化が生じるから. 組み合わせ A) 1 とイ B) 1 とウ C) 2 とア D) 2 とウ e) 3 とエ 問 5 次の文で正しいものを二つ選べ. A) 神経細胞の軸索の部分を人為的に刺激すると, 興奮はその両方へ伝わるが, 生体の中では, 伝わる方向は決まっている. B) 神経細胞どうしの接合部 ( シナプス ) では, 神経伝達物質は両方の神経細胞から放出される. C) ヒトの座骨神経では, 興奮の伝わる速度は毎秒 60m 以上にも達する. D) シナプスでは, 放出された伝達物質の量に比例した大きさの活動電位が生じる. 63
8 次の各問いに答えよ. 1 ニューロン ( 神経単位 ) の模式図を示す. 1) 図中 ( イ ) から ( キ ) の名称を答えよ. 2) 図に示した構造の神経の名称を答えよ. 3) 運動神経で,( ア ) の先端から分泌される物質名を答えよ. 4) ( オ ) の先端から, 興奮が次のニューロン ( 神経単位 ) に伝わることを何というか. その名称 を答えよ. 64
9 基礎から分かる生物 2 カエルの足の神経筋標本を作成し, 次の実験を行った. ( 実験 ) 次 ( 図 1) の神経上の A 点で, 神経に電気刺激を 1 回与えたところ,4.5 ミリ秒後に ( 図 2) の状態になった. また, 神経上の B 点で, 同様の刺激をしたところ,3 ミリ秒後に ( 図 2) の状態になった. 1) この神経の興奮伝導速度は何 m/ 秒と考えられるか. 2) 興奮が神経の末端に到達してから, 筋肉が収縮するまでの時間を求めよ. 次の文を読み, 下記の設問 1~6 に答えよ. 静止状態のニューロンは他の細胞と同様にエネルギーを使って濃度勾配に逆らって ( イ ) を細胞外にくみ出し,( ロ ) をくみ入れている. その結果, 細胞膜の外側は ( イ ), 内側は ( ロ ) の濃度が高くなっている. 膜の内側が外側に対して電気的にある程度 ( ハ ) になっているのは,( ロ ) が ( イ ) に比べて細胞膜を通りやすいためである. 軸索の細胞膜のある部位が刺激を受けると, 細胞膜の ( イ ) に対する透過性が高まり,( イ ) が急激に内側に流入する. その結果, 外側が内側に対して ( ニ ) となる. この膜内外の電位の変化を活動電位といい, この活動電位の発生を興奮という. 活動電位が発生すると, 興奮部と隣接部 ( 静止部 ) の間で局所電流 ( 活動電流 ) が発生するため, それが刺激となり隣接部が興奮する. 興奮部ではその後 ( イ ) と ( ロ ) は元の状態に戻る. このように興奮は次々と伝わる. ニューロンの軸索の末端には化学物質を含むシナプス小胞がたくさんある. 軸索を伝わってきた興奮により軸索末端のシナプス小胞に含まれる化学物質は細胞外に分泌される. この化学物質が次のニューロンあるいは筋肉に興奮を伝える. 65
10 1. エネルギーを使って, 物質を濃度勾配に逆らって移動させることを何というか, その名 をしるせ. 2. 文中の空所 ( イ ) ( ロ ) それぞれにあてはまるイオンの名を, 例にならってしるせ. 例硫酸イオン 3. 文中の空所 ( ハ ) ( ニ ) には, 正 または 負 のどちらかが入る. 正 の場合は A, 負 の場合は B として, それぞれその記号をマークせよ. 4. 文中の下線部の現象を何というか, その名をしるせ. 5. 副交感神経が興奮した時に軸索末端から分泌される化学物質の名をしるせ. 6. 次図のようにニューロンの細胞膜のすぐ外に 2 つの電極を置き, 電極間の電位差を電圧計 B で測定した.A 点を刺激して興奮させた場合, 電圧計 B の電位の変化を表す図としてもっともふさわしいものを, 以下の A~fから 1 つ選び, その記号をマークせよ. ただし, を基準に の電位を測定したものとする. 66
11 基礎から分かる生物 67
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Ⅱ 臨床診断と治療 Ⅰ 検査 1 Ⅲ 遺伝性末梢神経障害 脱髄と軸索変性はどのように 見分けるのでしょうか 1 脱髄と軸索変性を鑑別する意義 末梢神経障害患者を診る場合に まず行うべきことは脱髄か軸索変性かの鑑別 である これは第 1 に原因診断を目的としている 基本病態が脱髄か軸索変性か によって原因が大きく異なるからである 圧迫性ニューロパチーの場合には圧 迫 虚血が軽度の場合には脱髄あるいは静止膜電位変化による機能的伝導障害が
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報道発表資料 2000 年 8 月 17 日 独立行政法人理化学研究所 体性感覚野の正常な発達には NMDA 型グルタミン酸受容体の機能が必須であることを発見 - 大脳皮質の生後発達の基本メカニズムの一端を解明 - 理化学研究所 脳科学総合研究センター ( 伊藤正男所長 ) は マウスの大脳皮質の興奮性神経でのみ目的の遺伝子をノックアウトする技術を開発しました さらにそれを用いて 大脳皮質の体性感覚野
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1 微視的生物学 生化学 1.1 生物を構成する元素 (element) 生物を構成する主要元素の種類と, おもな微量元素とその役割の概略について説明できる 地球上には 100 種類以上の元素があり, そのうち生体を構成する元素の種類は限られていて, 約 20 種類である 主要元素としては水素 (H), 炭素 (C), 窒素 (N), 酸素 (O) の 4 元素で, これらで, 生体を構成するタンパク質や核酸,
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16 第 2 章 : 心電図の基礎 細胞膜の電池と抵抗 細胞が K の平衡電位になっている時 細胞内は外に対して 96mV の電位差が生じているので 細胞膜にはこの電圧の電池が存在していると考えられ これをカリウム膜電池といい 1 起電力 = 電気を発生する力を持つことになります また イオンチャネルが開いていてイオン電流が流れる時にはそこに抵抗が存在し K チャネルでは K 膜抵抗といいます 細胞膜は脂質二重層で電気的に絶縁されているので
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60 秒でわかるプレスリリース 2008 年 10 月 22 日 独立行政法人理化学研究所 脳内のグリア細胞が分泌する S100B タンパク質が神経活動を調節 - グリア細胞からニューロンへの分泌タンパク質を介したシグナル経路が活躍 - 記憶や学習などわたしたち高等生物に必要不可欠な高次機能は脳によって実現されています 脳は 神経回路で知られるニューロン 脳構造の維持をつかさどるグリア細胞および血管で構成されています
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ドーパミンの脳内報酬作用機構を解明 依存症など精神疾患の理解 治療へ前進 1. 発表者 : かさいはるお河西春郎 ( 東京大学大学院医学系研究科附属疾患生命工学センター構造生理学部門教授 ) やぎしたしょう柳下祥 ( 東京大学大学院医学系研究科附属疾患生命工学センター構造生理学部門特任助教 ) 2. 発表のポイント : 快楽中枢である側坐核 ( 注 1) の神経細胞において グルタミン酸とドーパミン刺激を独立に制御し
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報道解禁日時ラジオ テレビ WEB: 平成 20 年 4 月 16 日 ( 水 ) 9 時新聞 : 平成 20 年 4 月 16 日付け夕刊 PRESS RELEASE (2008/04/08) 国立大学法人九州大学電話 092-642-2106( 広報室 ) 自然科学研究機構生理学研究所電話 0564-55-7722( 広報展開推進室 ) 科学技術振興機構 (JST) 電話 03-5214-8404(
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アドレナリン作動成分 アドレナリン作動成分の配合されている一般用医薬品の例 かぜ薬 コルゲンコーワ IB 錠 ベンザブロック L 錠 鎮咳去痰薬 セキナース エスエスブロン液 Z 内服アレルギー用薬 ダンリッチ EX 錠剤 アスゲン鼻炎カプセル S 鼻炎用点鼻薬 カイゲン点鼻薬 エスタック鼻炎スプレー 眼科用薬 アイブルーピュア サンテザイオン 外皮痔疾用薬プリザエース エスジール A 軟膏 外皮用薬
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図説薬理学 Pictured Pharmacology アゴニストとアンタゴニストの関係 宮崎大学農学部獣医薬理学講座伊藤勝昭 禁 : 無断転載 Copyright: Katsuaki Ito Veterinary Pharmacology University of Miyazaki このファイルは学生が講義で聞いた内容を正確に より深く理解するために作られたもので 教科書の補助資料です ファイルの内容の無断転載を防ぐため
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平成 27 年度入学試験問題 理 科 第 2 回 注意 試験時間は社会とあわせて60 分です (11:10 12:10) 問題は1ページから7ページまでです 解答はすべて解答用紙に記入してください 解答用紙に受験番号 氏名を記入してください 1 かっしゃ太さが一様で長さが100cm 重さ 100gの棒 XY 重さ 20gの滑車を3 個 大輪のじく半径が10cm 小輪の半径が4cmで重さが200gの輪軸を1
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解剖 栄養生理学 神経系の生理 参考書 : 山本ら第 4 7~8 章藤田 pp227~277 Mader 第 13 章 この講義で身に付けること ニューロンの解剖および活動電位の伝導メカニズムを理解する 中枢神経と末梢神経の解剖とメカニズムを理解する 脳の解剖と機能を理解する 認知症 うつと葉酸の関係を学ぶ 求心路知覚情報 知覚神経 受容器 効果器 神経の概要 自律神経 中枢神経 遠心路運動コマンド
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17. 神経伝導速度 ( カエル坐骨神経 ) 1. 目的神経軸索を活動電位が伝導する際の電圧変化を記録し 神経線維の電気的な性質 活動電位の伝導の仕組みについて理解する 2. 準備動物材料 : ウシガエル器具など : ハサミ ( 大 眼科用小 ) ピンセット ( 大 小 ) 木綿糸 (#40) 柄付針 シャーレ リンゲル液 三角コルベン ピペット トレー 神経標本刺激記録箱 刺激電極用ケーブル 記録電極用ケーブル
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核内受容体遺伝子の分子生物学 佐賀大学農学部 助教授和田康彦 本講義のねらい 核内受容体を例として脊椎動物における分子生物学的な思考方法を体得する 核内受容体遺伝子を例として脊椎動物における遺伝子解析手法を概観する 脊椎動物における核内受容体遺伝子の役割について理解する ヒトや家畜における核内受容体遺伝子研究の応用について理解する セントラルドグマ ゲノム DNA から相補的な m RNA( メッセンシ
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シナプス刈り込みのしくみを解明 ~ シナプス結合の強さの絶対値と相対値の両方が重要 ~ 1. 発表者 : 川田慎也 ( 東京大学大学院医学系研究科機能生物学専攻神経生理学分野特任研究員 ( 研究当時 ))( 現 : 大阪府立精神医療センター医師 ) 宮崎太輔 ( 北海道大学大学院医学研究科解剖学講座解剖発生学分野助教 ) 山崎真弥 ( 新潟大学脳研究所細胞神経生物学分野助教 ) 三國貴康 ( 東京大学大学院医学系研究科機能生物学専攻神経生理学分野特任研究員
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FdData 中間期末 : 中学理科 3 年天体 [ 日食 月食 ] パソコン タブレット版へ移動 [ 太陽と月の見かけの大きさ ] [ 問題 ](1 学期期末 ) 太陽と月を地球から見たとき, 見かけ上の大きさを比較するとどうなるか 次の [ ] から 1 つ選べ [ 太陽が大きい月が大きいほぼ同じである ] [ 解答 ] ほぼ同じである [ 解説 ] 太陽の直径は月の約 400 倍である また,
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中学理科 2 年 : 感覚器官 神経 筋肉と骨格 [ http://www.fdtext.com/dat/ ] [ 要点 ] (1) 感覚器官 しんけいけい (2) 神経系はんのう 通常の反応 ( 例 : 信号を見て歩き始める ) かんかくしんけい感覚器官 感覚神経 せきずい 脳うんどうしんけいきんにく せきずい 運動神経 筋肉はんしゃ 反射 : 刺激に対して無意識におこる反応 ( 例 : ボールが飛んできて思わず目を閉じる
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酵素 : タンパク質の触媒 タンパク質 Protein 酵素 Enzyme 触媒 Catalyst 触媒 Cataylst: 特定の化学反応の反応速度を速める物質 自身は反応の前後で変化しない 酵素 Enzyme: タンパク質の触媒 触媒作用を持つタンパク質 第 3 回 : タンパク質はアミノ酸からなるポリペプチドである 第 4 回 : タンパク質は様々な立体構造を持つ 第 5 回 : タンパク質の立体構造と酵素活性の関係
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β α β β α α β β β β β Ω Ω β β β β β α β δ β β β β A A β β β β 図 1 膵島内 β 細胞の電気的活動と膵島細胞内 Ca 2+ 濃度の変動. A は膵島内の β 細胞に微小電極 (300MΩ) を刺入して得た細胞内記録である. 実験中の細胞外灌流液は 36 に保たれた Krebs-Ringer-bicarbonate 溶液 (135mM Na
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i Brain and eural Functions by SII ISIUA BU SASAGAWA EUGEE FUTAI 電子書籍の不正コピーは法律により罰せられます 本作品の著作権その他の法的権利は 本作品の著作者ならびに裳華房その他第三者に帰属します 本作品の全部または一部について 権利者に無断で 複製 公衆送信 出版 貸与 翻訳 翻案および改編するなど 本作品の権利を侵害する方法で利用することを禁止します
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生理学の基礎 : 神経伝達と神経修飾 東京大学大学院理学系研究科生物科学専攻 生体情報学研究室 岡良隆 はじめに 今回の生理学若手サマースクールのテーマは 情動 感情の生理学的理解 である 情動 感情と言うのは, 我々がイメージする脳のハードウェアの働きからするともっともウェットなイメージの脳機能と言ってよいであろう 今回のテーマを理解するうえで生理学の基礎としてお話しするには, 情動とかかわりのあるドーパミンやセロトニンなどに関連して
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