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生物応用 第5章 動物の行動 いよいよ今日クリスマスですね それとは、お構いなしに生物のやつを作ってます。 クリぼっちなので。 閑話休題 本題に入っていきましょう この章での大まかな流れ、 どんなことをやっていくのかっていうのを確認していきます 普段はこういうのやらないんですけどね ここでやっていくのは受容器とか神経とか後は動物が起こす行動、ミツバチダンスみたいなやつ 聞いたことありますかね そんなのについて深掘りしていきたいと思ってますから ではやっていきましょうか 受容器の基本 例えば、 皆さん 特に学生の人は運動会とか体育祭みたいなのがありますよね (私は体育祭とか嫌いです) そこで、 持久走の分野 「位置について よーいドン」の掛け声かピストルで走り出しますよね 皆さんはその音を聞いて、何を考えているんだとか そういうことを気にしたことありますか? これが行動を引き起こすものになったりします まず、受容器って何かって言いますと 刺激に対してそれに対応する感覚器官のことを言います 例えば、光と言う刺激だったら、目が反応して ピストルの音みたいな音に反応するのは耳だったり 後は、強烈な臭いとかだと鼻で反応しますよね このような目とか、耳とか鼻とかそういうのを受容器といいます このようにして受け取れる刺激というのが決まっています このように受容器が受け取ることができる特定の刺激のことを適刺激といいます この適刺激を受け取った受容器は情報を電気信号に置き換えて脳に情報として伝えているんで す 目 まず、目の目的というのが網膜に光を受け取らせることなんですね これを抑えておくと、 後の勉強がめちゃくちゃ楽です 太陽っていろいろな色の光を出してるじゃないですか 植物は緑色の光を反射するから、 緑色に見えてるんですね
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まぁ、こんな感じかなと思いますが S 最初に説明するのは、この青色に塗った水晶体のところをやっていきます 水晶体の役割はピント合わせです だから、 水晶体がピントをしっかり合わせてくれるから網膜にちゃんとした像が映し込まれる そしてこの水晶体は、 その分厚さを変えることで近くのものとか遠くのものに適したような形になり ます この厚さを変えるためには 少し見えにくいと思うのですが 水晶体の上下にちょんちょんがあると思います これをチン小帯と言います そしてチン小帯のちょっと上にある毛様体 この2つが主に覚えてもらいたい水晶体の厚さを変えるものとなります 後は虹彩と呼ばれる構造が瞳孔を大きくしたり、小さくしたりすることで入ってくる光の量を調節し たりします 虹彩 瞳孔し 毛様体 ウチントイ 図にすると、こんな感じですね 水晶体 S
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訂正 チン小体X チン小帯 こうすることによって、 網膜は光を受けることができます 他にも、網膜の周りには脈絡膜いわゆる暗幕として働くやつ 光を受容したときの網膜の様子を拡大して見てみると 網膜 ロ 暗碁 こんな感じになります この赤とか青で表したやつですねこいつらを視細胞といいます。 視細胞が刺激の情報を電気信号に変えて脳に送っているんです でも吸収されない光と言うものもありましてそいつらは脈絡膜に吸収されます もっと細かく言えば 視細胞に行き届いた光は電気信号に変えられて、隣の緑色にしたやつ (連絡神経細胞)を挟ん で 紫色にしたやつで視神経細胞といいます こいつが脳に伝えるんですね。 そして、余分な光は脈絡膜で吸収されると はい敢えて色分けしたんですけど視細胞は2種類覚えてもらえれば充分なんですけどこいつら 錐体細胞と桿体細胞があります 私は謎だと思っていることがあるのですが桿より杆のほうがいいんじゃないかと思ってます 実質同じ漢字じゃないですか 今使われてるのか昔使われてるのかで 私の愚痴は置いといて 視細胞 まずは桿体細胞の構造について、 ざっくり見ていくと
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桿体細胞 moooo 拡大 オプシン * * * pc Je > レチナール こんな感じになります このですね 見てわかる通り、真ん中に円盤の袋みたいなのが何個かあるんですね。 これを拡大してみたのが、 右のほうの図です この膜構造の細胞膜上にこのような構造があると言うことがもう既にわかっているんです この筒みたいなタンパク質を膜貫通型タンパク質といいます ここでは桿体細胞ではオプシンといいます そして真ん中にレチナールと言う物質が含まれてい て このオプシンとレチナールを合わせてロドプシンといいます そして、レチナールについてですが大きく2種類覚えてください。 trans-レケナール Cis・レチナール HsCqfts -ait. TH こいは C The C = CH Mc=0 9173 CIT い いち CH C "CHT "CH CH CH CH=0 CH こんなものがありますと Cisレチナールは曲がった構造 Transレチナールはまっすぐした構造なんです Cisレチナールに光を当てるとTransレチナールになって 逆にTransレチナールが暗い場所に置かれるとCisレチナールになると言う事ですね
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基本的に、オプシンの中に存在できる方はCisレチナールなんですね なので、光が当たってTransレチナールになるので、 オプシンからポロリと離れてしまうんですね これが起こったら桿体細胞ではどのような反応が起こるのでしょう 桿体細胞 moooo 拡大 イオンチャ 私 先程の拡大図違う感じで拡大しました これにイオンチャネル カリウムイオンチャネル ナトリウムポンプなどがあります そしてもちろん、細胞の内外でナトリウムイオンとかカリウムイオンが存在してるんですね もし、普通の細胞だったらナトリウムポンプによってカリウムイオンが細胞内に ナトリウムイオンが細胞外に行くんですね そうすると、 イオンの偏りが出てくるわけです そして、カリウムイオンチャネルは常にカリウムイオンを受動輸送してるんです 細胞内からカリウムイオンをひたすらに外に追い出し続けるんです こういう状態だと、 細胞の外が相対的にはプラスになりますよね ですがCisレチナール状態の桿体細胞ではイオンチャネルが空きっぱなしなんですよ だから濃度勾配に従って、ナトリウムイオンとかカリウムイオンを細胞内に勢い良く送り込むんで すね だから細胞内は一時的にプラスになります これを脱分極といいます このプラスの状態の時に、 光が当たったらどうなるかって言いますと レチナールが変化してそうするとロドプシン全体としても変化するから、この情報をイオンチャネ ルに伝えないといけないわけです だから、それを伝えられると、 イオンチャネルは逆に閉まりっぱなしになるんです そうするとナトリウムポンプとか、カリウムイオンチャネルの働きによってまたマイナスとなるんで すね また、今度光を受け取らなくなった場合もうお分かりですよね。 プラスになりますね。
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これによって電気信号に変換しているんですね 実はですね、 ここ最近2年前の東大の問題にこのレチナールとかロドプシンの問題が出てきたん ですね 個人的には結構ニッチなところを攻めるなと思いました ちなみにですねこのレチナールの種類は教科書には載ってないので、 あんまり覚えなくてもい いのかなと思います。 できるだけ脳に定着させようと思って書きましたけどね で視細胞は光を電気に変換するんです 桿体細胞と錐体細胞とありましたが、 これら2つの違いって何なのかといいますと 桿体細胞は弱い光を受け取って、 明暗の識別をするんです 錐体細胞は強い光の中で色の識別をするんですね あと、この2つに関しては覚えといてください。 後で楽です。 そしてですね目の構造の中で目の中心に入ってくる光を識別する部分のことを黄斑といいます 主に錐体細胞が多く分布しているんですね。 そして、それ以外の場所には桿体細胞が多く分布していると言う特徴があります なんで?と聞かれて答えられますか その答えは目には虹彩と言う仕組みがあって強いい光が入ってくると瞳孔を小さくして、目に入っ てくる光の量を調節するんですよね 言い換えれば強い光の時っていうのは黄斑にしか当たらないということなんですね 強い光のもとで色の識別に関与している錐体細胞は黄斑に集中していれば十分ですよというこ となんですね。 逆に、弱い光が来た場合は瞳孔を広げて、 できるだけ多くの光を吸収したいわけですよ こうすると、 網膜の広範囲に当たるようになるので桿体細胞は広く広がっているんです そして、軽く物理の話をさせてください 遠近調節についての話をします。 えっとですね. 私は今物理で作ってる資料があります。 レンズについてのやつですが。 そちらの凸レンズについてのお話ですね 凸レンズの厚さによって曲がり方っていうのは当然違うわけですよね 丸かったらその分曲がり方も急になりますよね これが実はですね水晶体でも起こっているんです。 遠くを見るときは、 水晶体を引っ張っているんですよね 毛様体について、もう少し触れておくと こいつは、なんか筋肉みたいなもので収縮したり弛緩したりするんですね
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耳 耳には音を聞き取るための聴覚器 体の動きとか傾きを受け取る平衡受容器があります Ple 1 外耳道 おおよそこんな感じになっています 音が聞こえたら外耳道を通って青で示したところですね 鼓膜といいます。 そして、赤色の部分 耳小骨 そして、最後に緑色のカタツムリみたいなうずまき管と呼ばれるところに音は伝わっていくんです ね。 外耳道は耳かきをするところですよね 鼓膜で音の振動を受け取ったら耳小骨と呼ばれるところでより大きい振動へと増幅されます この振動が、うずまき管に伝わって うずまき管で音、 つまり振動が電気信号に変えられるということなんです では、どのように電気信号に変えられるか見ていきましょう イメージとして、うずまき管を伸ばしてみましょう
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聴細胞 脳 うずまき管 拡大 こんな感じです この青色のところを聴細胞と言います この1つの細胞を取り出してみると、 上の感じですね それが振動を受けることによって、 風に吹かれたような感じになるんです これが電気信号がで きる理由となります。 さらに、これを細かく見ていくと こんな感じで存在しています この赤色の部分は、タンパク質の紐です そして、緑色の部分はイオンチャネルですね この時、 細胞全体としてマイナスの電荷を帯びています それが振動によって風に吹かれたときのようになった場合、 イオンチャネルが開くんですね そうすると、カリウムイオンとかカルシウムイオンって言う細胞外にあった陽イオンが入ってきて、 全体としてプラスになるんです これによって電気信号が発生すると言うことです では、次 うずまき管の断面を見てみましょう と、その前に私のですね。 このノートを作るポリシーみたいなのがあるんです。
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私ですねめちゃくちゃ色分けするじゃないですか。 これって出来る限り皆さんにわかりやすく説 明したいからなんですね。 そこだけ理解してもらいたいです。 次の断面図も出来る限り色分けして説明できたらなと思ってます 実際に色はついているかは分かりませんけどね うずまき箸の断面 と、こんな感じになるわけなんですけど それぞれの箇所の名前を確認していきたいと思います まず、青色の部分ですねこれを前庭階と言います 緑のところでちょっと出っ張っている部分 これをおおい膜 そしてですね、 水色で書かれている聴細胞の先きっちょの羽っぽい部分 これを感覚毛といいま す そしておおい膜+聴細胞でコルチ基といいます では、流れを見ていきましょう 前庭階を伝わってきた振動は基底膜を動かしますそして感覚毛とくっついているので電気信号を 作るという感じですね では、次にバランスについてのお勉強です 先程の図をコピペしました
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外耳道 こちらですね 正式にはうずまき管 カタツムリの殻なんですよね 頭みたいなところは前庭 そして頭から伸びている。 輪っかみたいなやつ これを半規管といいま す 前庭の仕組みを見てみると 前道 J こんな感じになっています このですね上の黄色いつぶつぶこれ砂だと思ってください なので、これの名前は平衡砂といいます 体が傾くと平衡砂も移動するので感覚毛を動かしているから、 電気信号に変換していると言う事 なんですね
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これが体が動いたときに感じる仕組みにも感覚毛が出てきます これが半規管でやるやつです ね 2軸 こんな感じになっているので、 どの方向からも基本的に行けます つし朝 舌・鼻・皮膚 この舌とか鼻は化学受容器と呼ばれるものなんです 正直、こいつらは授業でもやらないと思いますので、ざっくり解説します 化学物質が結合してその情報をイオンチャネルに伝えて 陽イオンを入れてその情報を脳に伝 えるこれだけです ただ、一般的にはマイナスを帯びていると言うことさえ覚えておけばいいのかなと思います 舌は味覚器と呼ばれて味覚芽と呼ばれるところを拡大すると、 味細胞があるよということです 鼻は嗅覚器と呼ばれていて嗅細胞の嗅覚受容体に化学物質が結合して匂いがわかるよねって 言うことだけなんですよね。 正直 次ですね。 感覚器いわゆる皮膚です。 ここでは温度をどのように受容しているかを見ていきま す。 TRPV1と呼ばれる42℃以上の高温で反応するイオンチャネルなどがあります 実は、これ唐辛子の成分のカプサイシンにも反応してしまうんですよね では、受容器の内容を終わりにします 次からは神経系と効果器について勉強します。
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ニューロン まず最初にニューロンって何なのかっていうところから始めていきましょう。 一応生物基礎でも やっているところですが 情報を伝える神経系を構成する最小の単位ですね。 少し生物の話とはかけ離れますが、 情報Iでニューラルネットワークみたいなの知っていますか ね? 神経細胞のつながりの仕組みをプログラムを使って表したモデルのことを言います この単位のことをニューロンと言ったりしますからね このニューロンが元になっているんです 正直これは情報の授業で覚えてください。 では、生物の話に戻りましょう 受容器等の情報を得て次の場所に情報を伝えるということなんです この時に情報を受け取るところを樹状突起そして情報を伝えるための部分を軸索といいます 7 樹状突起 次に 軸索 こういうことですね よくここで勘違いが起こってしまうので、改めて言います この出っ張っている部分だけが樹状突 起ではないので、気をつけてくださいね 例えば、 感覚ニューロンの場合
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樹状突起 E こんな感じの部分も樹状突起になります そして、ここからニューロンの構造を細かく見ていこうと思います 軸索のところを拡大して見てみるとなんか細胞が巻きついているんですよね この細胞はまあいろんな種類があるのですが、 大体の場合とか試験に出てくる場合ってシュワン 細胞って言う細胞です シュワン細胞とかが軸索に絡み付いている被膜の部分のことを神経鞘といいます これは、生物にもよるのですがシュワン細胞が一巻きの場合とか、何枚にも分厚く巻かれている パターンがあります。 この分厚く巻かれているパターンの構造のことを髄鞘といいます だから、生物っていうのは髄鞘がある生物のない生物がいると言う事ですね 髄鞘があるものを有髄神経繊維 ないものを無髄神経繊維とあるわけですが 有髄神経繊維は脊椎動物に多く見られて 1部ない奴もいますが 無脊椎動物は無髄神経繊維だけからなる
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無髄神経繊維く有髄神経繊維 神経鞘だけ こんな感じですね 有髄神経繊維は所々緑色の切れ目みたいなところがあります これのことをランビエ絞輪といい ます そしてですね、ニューロンの役割が伝言ゲームだと思ってください 受容器が電気信号に変えたら次にニューロンが次々に情報を伝えていくんです そうすると筋肉 とかの効果器に最終的に伝わればいいわけですよ まぁ、セリフ付けで言ったらこんな感じですかね 受容器「音が聞こえたぞ」 ニューロン最初の方 「音が聞こえたらしいよ」 ナレーション「ここでニューロンたちは、情報を処理 します」 ニューロン2~ 「そしたら筋肉を動かそう」 ナレーション「そして最終的には効果器を動かすことができましたとさ」 まぁ、こんな感じでしょうかね では、ここからどのような仕組みで情報を伝えているのかと言うことをやっていきます 電気信号として伝えているんですけどね ニューロンの細胞内は、 やっぱり案の定マイナスなんです 情報が入るとプラスの電気が流れるんですね このプラスを伝言ゲームしているんです。 この実験に関して、オシロスコープを用いたもので ニューロンの外側にある基準のものとその基準に対応して、 プラスマイナスが測定される感じで す このことを電位差特にこの場合だと膜電位といいます。 基本的に何もしていない時はマイナスなんですよねこの時のニューロンの電位差のことを静止 電位と言います
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基本何もしていない時はマイナス60ぐらいですかね これが刺激が加わると電位が急に盛り上がったりしたりするんです この1連の電位の変化のことを活動電位と言ってこれが生じることを興奮といいます では、ここからは、 活動電位が発生する仕組みについてやっていきます ニューロンの外側と内側に分けて考えていくと細胞膜には膜タンパク質が何個かあります そして細胞内外にはナトリウムイオンとカリウムイオンが大体同じ位の量あります 毎回こいつら出てくるので、 もうある程度の感覚が掴めていると思います 1つ膜タンパク質に含まれているのは、もうおおよそ検討がついてると思いますがナトリウムポン プです。 ポンプは濃度勾配に逆らって輸送する能動輸送パターンですよね だから、ナトリウムイオンは細胞外へカリウムイオンは細胞内へ輸送されます だから、入れ替えられたところでなんだよね 電車っていうのは対して生じていないんです そして、カリウムチャネルですねこいつの影響によってカリウムイオンの濃度によって受動輸送す る だから、ひたすらカリウムイオンだけを細胞外へ出していくんです そうすると、細胞外の方が、 陽イオンの数が圧倒的に多くなりますよね これが興奮が起こっていない場合の電位差となるわけです ですが、ニューロンの膜上ですよ 電位変化に依存しているナトリウムチャネルっていうのがいる んですね そうすると、勢い良くナトリウムイオンが細胞内に入ってくるんですそうすると一時的に逆転する んですね。 この出来上がった電位差が、 もう片方のナトリウムチャネルにも作用してしまって隣に伝わってい くことで活動電位が生じます なので、刺激を受けたニューロンが興奮をして情報を伝えるためには電位依存性のナトリウム チャネルが開くか開かないかの話なんですね でも、刺激が小さすぎると興奮しないと言う場合もあります なので、刺激には興奮が起こる最小の刺激の強さというものが決まっています これを閾値とい います。 言い換えれば閾値を超えると興奮して超えなければ興奮はしませんよと言う話です この法則を全か無かの法則といいます ここまでなんてことないよね 閾値の大きさっていうのは、ニューロンによって異なるのでめちゃくちゃ弱い刺激で興奮する ニューロンもあれば相当強い刺激じゃないと興奮しないよねって言うものなど様々です こんな様々なニューロンが集まって神経ってのはできています 興奮の伝わり方は主に2つパターンがありまして 伝導と伝達です この2つの言葉、 意外と紛らわしいので注意が必要です ニューロンの軸索には静止電位が発生していて刺激が入ると膜電位が逆転する そうすると隣 接しているところからどんどん伝わっていく。
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こういうことです。これが伝導 これがですね有髄神経の場合には髄鞘というものが存在していてニューロンが刺激を受けるとラ ンビエ絞輪を飛び飛びに伝導していく跳躍伝導というものが起きます よって早く興奮が伝わるん です 続いて伝達についてです ニューロンとニューロンの間には、シナプスと呼ばれる部分があります 興奮が伝わると電位依存性のカルシウムチャネルが開きます そうすると、 軸索の末端に存在するシナプス小胞に入ってきたカルシウムイオンが作用して細胞 と細胞の間の空間 (シナプス間隙) にシナプス小胞から神経伝達物質を分泌させるんです そして、隣接するニューロンに存在しているイオンチャネルが神経伝達物質と結合することで開き ます これによって興奮が伝わると言う仕組みです シナプス後電位としてつながるわけですね 脳 1脳 効 運動神経 受器 神経 夫人 月 髄 効果 まぁざっとこれを覚えてもらえればいいんですけど 中枢について、 軽く話させてもらうと 刺激を受け取った受容器が感覚神経として脳とか脊髄に情報を送りつけます そして、それぞれの部分から運動神経を通じて効果器に情報を伝えると言う仕組みです 脳とか脊髄は指示を送る側です今回脊椎動物で考えていますけど 脊椎動物のほとんどが脳と か脊髄にニューロンが集中しています 脳と脊髄を合わせて中枢神経系といいます それ以外のニューロンの事は末梢神経系といいます では、脳について説明していきます 人間の脳を真横から見たら、 どんな感じになってるのかなっていうのが以下の図です
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私の生物は色分けが主流ですからね @ ⑤ ⑥ すごい絵が雑ですけどあえて全部番号を振りました。 それぞれの名前と特徴を紹介しています ①大脳 大脳の外側って、 少し灰色っぽい色をしていて大脳皮質といいます 灰色っぽいので灰 白質と呼ばれています。 そしてその中身ですね大脳髄質といいます。 白色っぽいので白質と呼ばれています。 色の違いが生じる理由は 細胞体の部分と軸索の部分で分かれるからです こんな感じになっているんですね。後は 古皮質 辺縁変 大脳皮質 それぞれの図の部分で新皮質・原皮質 古皮質があります この中でも原皮質と古皮質を合わせて辺縁皮質といいます さらに辺縁皮質と新皮質を合わせて大脳皮質といいます
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というかざっくりしたほうがいいから、ちょっと順番入れ替えて説明しますか すいませんね C 延髄 こんな感じでしょうか 大脳以外全部順番を入れ替えましたので、 こっちで説明していきます。 さっきのより、多分1関係を重視しているので大体この位置にあるんだな位で思っていただけれ ばいいかなと思ってます ② 緑色で示したところを 脳梁といいます そして少し緑色のちょっと出っ張ってる部分あって少し 膨らんでいる部分あるじゃないですか。これが脳下垂体です。 ③黄色で示した小脳といいます ④赤色で示した間脳といいます ⑤ 紫色で示した中脳といいます では、皆さんに聞きましょう 皆さんは頭の回転で速い方だと思いますか? それとも遅い方だと思いますか? 正直、頭の中で考えていただいて結構です 自分てどうなんだろうなあって ちなみに、これを書いてる私はめちゃくちゃ遅い方だと思ってます。 なぜこんな質問をしたかといいますと大脳に関係があるんです。 頭の回転が速い人っていうのは白質のところが広くて遅い人っていうのは灰白質が広いと言う 特徴があります 頭の回転が速い人っていうのは、 白質のところが広い つまり軸索が発達しているんです。
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軸索って情報を伝える役割をしていましたよね 脳の構造が変わることによって、 頭の回転て速く できるわけですよ なので、この頭の中のネットワークっていうのはずっと使わないままでいるとですねだんだん退化 していくんですよ。 ニューラルネットワークみたいな感じですかね (それはAIの話ですね) 少し生物なんですけど、 日常的に使える話をさせていただきます 一体この脳のネットワークをどのように強化していくか鍛えていくか、そういうものについて軽くお 話をしたいと思います それは場所とかにもよりますよね 1人でいるのと複数人でいるのでは少し違うんです。 気持ちの持ちようとかもそうなんですけどね なのでその場所っていうのもすごい大事になってく るのかなと私的には思ってます 要は、 複数の領域を動かすと良いと言われています だから、歩きながら言葉を覚えるって言うと 脳の運動部分とか後は言語理解とか聴覚とかいろいろなところを同時に動かすことができるんで すよ。 素晴らしいですね。 ごめんなさい。 だいぶ話がそれてしまいました。 ちゃんと解説の話に戻していこうと思います 間脳ですね 大きく分けて2つあるんです 視床下部・視床の2つですね ちなみに、ここは生物基礎の復習となるので生物基礎がわからなかったら、 結構きついのかなと 思います 視床は感覚神経の中継地点 視床下部は自律神経や内分泌系の中枢 そして、中脳の役割は2つ覚えていただければ結構 ① 眼球運動 何か目をキョロキョロさせるような運動ですね ②姿勢を保持する 小脳の役割も2つ覚えてください ①筋肉運動の調節 ②体のバランス、つまり平衡 延髄は生理現象みたいな感じで覚えといてくださいね 咳とかくしゃみとか呼吸とかに関与してい ます 脊髄 感覚神経って言う脊髄の後ろ側から脳に向かっていって戻ってくる時、 今度介在ニューロンを経 由してお腹側をとって運動神経に行くっていうのが鉄則です
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背中側に感覚神経が通っているので感覚ニューロンの細胞体が集まっている背根があります そして、厄介なの大脳とは、 反対のイメージを持ってくださいね 先ほど大脳は脊髄皮質が灰白質で脊髄髄質が白質であると言いましたが 脊髄では脊髄皮質が白質で脊髄髄質が灰白質となります。 ここ注意ですね。 主な脊髄の働きは2つ覚えてもらえればいいのかなと思います ①感覚神経や運動神経の脳との中継 ②脊髄反射 おそらく①に関しては、すぐに理解できてしまうと思いますので説明は省きます。 脊髄反射について詳しく説明していきましょう 反射って何でしたっけ? 意識とは無関係に起こる早めの反応ですよね この後、パブロフの実験という実験が出てきますここでもやはり反射っていうのが出てくるので、 ここで押さえておいて欲しいなと思いますね。 熱いものを触ると手を引っ込めたり 後は鼻がムズムズしたときに、くしゃみが出るのも反射です 一般的には脳が処理を行うのですが、 反射の場合は脳の処理を行いません 脊髄で折り返してしまうんですね 反射における刺激から反応までの興奮が伝わる経路のことを反射弓といいます よくあるのがもので、膝の皿を叩いてあげると足がポーンと前に出る反応が見られます この反射を膝蓋腱反射といいます 目的は腱の損傷を防ぐためですね この時に起こっている反応は 骨はけんとつながっていますよね ここで2つの筋肉が働いています。 伸筋・屈筋です。 足がポーンと前に出る反応の時は伸筋が収縮して屈筋が緩むんですね 加えて伸筋には筋紡錘と呼ばれる受容器が付いています こいつは筋肉が伸びると興奮しま す。 筋紡錘から伸びた感覚神経には抑制性介在ニューロンに分岐する部分がある では、次から今回の章のメインですね 動物の行動について勉強していきます。 内容自体は簡単なんですけどね大学入試だとか、 定期テストなどでも問われやすい範囲となりま す 動物の行動前置き こちら、大きく分けて2つありまして 生得的行動と学習とあります 生得的行動とは生まれつき得ているつまり遺伝的にプログラムされているものです
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学習とは生まれてからの経験に基づく行動です 生得的行動 もうちょっと生得的行動について詳しく説明していくと ある特定の刺激を受けたときに遺伝的なプログラムによって定型的な行動が起こる このときの特定の刺激のことをかぎ刺激といいます 今回求愛行動で見ていく生物はイトヨとショウジョウバエです ですが、今回はイトヨは攻撃反応を見てから本番に入ろうと思います 繁殖期 こいつはイトヨ(雄)です 普段はまぁ上のようになっているのですが、 繁殖期になるとお腹が赤く なります。 繁殖期の状態で、 他の雄 (もちろんお腹は赤い)が入ってくると追い払うんです 「オラオラ あっち行け!」 みたいな感じで (自分の巣を他の雄に奪われないように入ってきた雄を攻撃するように遺伝的にプログラムされ ているため) 実は繁殖期ではない雄が、 縄張りに入ってきても攻撃反応は示しません もちろん、似たような人形を見せても反応はしなかったんです。 ですが、似たような人形のお腹あたりに赤く塗ったら反応はしたんですよ つまり かぎ刺激は、赤い腹部だと言うことがわかるんです このような生得的行動を起こすには内部的要因が必要であることの方が多いんです この内部的要因を動機付けという
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そして雌が入ってくると繁殖期のイトヨくんは一定の求愛行動を示します 雌の前でダンスをします これに見とれた雌のイトヨは上を向いてオッケーサインを出します そうすると 雄の巣で雌が産卵した後雄が放精をします このように、一定の順序で起こる生得的行動を固定動作パターンといいます 固定動作パターンの他の例としてショウジョウバエが出てきます 雄と雌が恋に落ちたら、 追いかけっこするんですよ 最終的に雄が雌をボディータッチします これによって交尾を行います。 ですが、この行動を起こす雄についてはフルートレス遺伝子と呼ばれる遺伝子が異常の個体で は雄に対して求愛してしまいます 逆に雌はペインレス遺伝子に異常のある個体では雄からの求愛を受けやすくなるんです なので、生得的行動は遺伝子による支配されていることがわかると思います 定位 では、ここから定位について勉強していきます 定位、、、 動物が環境中の刺激を目印として特定の方向を定めること及びその行動 厳格な定義ですね 例えば、コウモリて、 暗闇の中でも捕食することができると聞いたことがあると思いますが 実際は逃げているわけではなくて、 超音波でその方向と距離を決めているんです 実際にやっていきましょうか コウモリは、 真夜中あたりに活動してガを食べたりします そして、昆虫の位置を正確にするために超音波を出すんです そしてその反響音から位置を特 定すると言う感じです このことをエコーロケーションといいます これは捕食する対象の位置を明確に理解している感じですね
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こんばんは コウモリです 川 ((( ®") 川 位置の特定 ( メンフクロウの捕食についてもやっていきましょう メンフクロウの自己紹 こんにちは メンフクロウです。 私もコウモリさんと一緒で夜に ご飯を食べます。 私は耳の位置が非対称で どこかで物音がなったときに 時差を利用して位野 空間的に把握できます。 今回はなぜかちゃんと自分から自己紹介をしてくれましたので、そちらを丸写しさせていただきま す メンフクロウの自己紹介 こんにちはメンフクロウです。 私もコウモリさんと一緒で夜にご飯を食べます。 私は耳の位置が非対称でどこかで物音が鳴ったときに時差を利用して位置を空間的に把握でき ます。
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らしいです このようにして定位は 1を定めることなんだなって言うイメージを持ってください 他にも鳥の長距離移動とかにも使われます S こんにちは、渡り鳥です。 私は世界中を飛び回って います。 私は太陽コンパスを利用 しています。 曇りのときは 地磁気コンパス を使います N また自己紹介してくれてますね 読んでいきましょう こんにちは 渡り鳥です。 私は世界中を飛び回っています。 私は太陽コンパスを利用しています。 曇りの時は地磁気コンパスを使います。 こういうことですけど太陽コンパスってなんですかって言う話ですよね 太陽コンパスは太陽の位置を基準として行動の方向を知るための仕組みです 太陽は、東から西に行くので光の向きによって東西南北どこに進むべきかって言うことを決めて います ここで確実に疑問が生まれると思うんですよね 朝と夕方で光の向きっていうのは全然違います 真逆ですよね。 そして、曇りの時は一体どうするのか まず朝と夕方の問題を解決しましょう もし仮に朝日だと思って行った場合実はそれは夕日だったよみたいなことがあった場合には進む 方向っていうのは確実に逆になりますよね その時に、鳥の体内には生物時計というものがありまして 今大体何時かなっていうのがわかる んです
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なので、基本的に夕日とか朝日っていうのはわかるんです そして、曇りの時は鳥の耳の中にある壺のうと言う構造があります その中には鉄を含む磁石があるので、 それで判別しているんですよ 走性 走性とは動物が刺激に反応して移動を行う行動を言います 刺激に対して、近づく行動を正の走性 逆に遠ざかるものを負の走性といいます よくある例は 特に夏ですね 暑いとたくさん虫がいます。 特に窓とか夜に明かりをつけてると、 虫が集まってきますよね これは、光という刺激に対して虫が寄ってくる つまり正の走性ということができます 後は、ミミズと太陽の関係性とかも ミミズは太陽の光を受けると土の中に潜ってしまいます これが光と言う刺激に対して遠ざかろう とする負の走性であるといえます 次にコミュニケーションについて勉強していきましょう ヒトは言語によって注意喚起をしたりしますよね 他の生物ってどんな感じなんだろうなっていうのを見ていきましょう よくある例はフェロモンとかですかね フェロモンは化学物質なんですけど動物の体外に分泌されて同じ種の他の個体にかぎ刺激とし て働きかけ特有の行動を引き起こすものです 例えばアリ エサを見つけて巣までの帰り道を道しるべフェロモンと呼ばれる化学物質を地面に残したり こうすることで、 仲間にエサの位置を教えてあげたりできるんです 他にも
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アリワイ VVVV こんな感じでアリクイに遭遇してしまったアリくんですね こんな感じで仲間に伝えるために、 赤色で示しましたが警報フェロモンと言うものを出しています これで敵の位置を教えているんですね フェロモン以外のコミュニケーション方法で 1番最初に言っていたミツバチのダンス ミツバチは花の蜜を集めて、 巣に持ち帰って、 蓄える働きがあります そうすると、みんなで蜜のある花を探しまくります ちゃんとこれコミュニケーションとってますからね ①近くにエサがある時 このような動きをします こんな感じで、ぐるぐる回ることが かぎ刺激となって他のミツバチは一斉に近くのエサ場に向 かって行きます このようなダンスのことを円形ダンスといいます
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このダンスは、方角や距離などは伝えることはできません ②遠くにエサがある場合 このような動きをします ミツバチを書くのを忘れました 今回動きがわかることが肝心ですから、 ちょっとそこは許してください こんな感じのダンスをするんですがすごいぐにゃぐにゃな部分がありますよね。 このぐにゃぐ にゃの矢印の方向にエサがありますよということです。 このぐにゃぐにゃの部分は尻尾を振りながら進むんです このダンスの名前を8の字ダンスといいます 学習 早速、アメフラシについて見ていきましょう
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この絵を描くのに、 私20分かかりました 水官 赤色の部分で塗ったやつですねこの部分は背中にあります。 水管から海水を吸ったり吐いたりしてるんです その中でえらから酸素を持ってくんですね このアメフラシに対して水管をちょっと触ってあげると引っ込めます この反応の名前をそのままですがえら引っ込め反射といいます。 この時エラも傷つくかもしれないと思っちゃうんですね 何回も水管に触れ続けると引っ込めなくなりますこのことを慣れといいます じゃあ逆に、あの下の紫の部分 尾部に強い刺激を与えると慣れが解除されて えら引っ込め反 射が解除される脱慣れが起きます そうした後に通常でも引っ込め反射が起こらないくらいの弱い刺激に対しても敏感になり引っ込 めるようになります これを鋭敏化といいます もう一つの学習の種類を学びます 連合学習とは2つの異なる出来事の関係性を学習することです
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<イッヌ) こいつに肉を与えるとよだれを垂らしますよね ですが、何も与えてない時にベルを鳴らすとなんも起こりませんよね ですが、毎回肉をあげるときにベルを鳴らしてあげるとベルの音を聞いただけでもよだれを垂ら すようになってしまうこのことを古典的条件付けといいます。 実際に、こういった実験がありましてこの実験のことをパブロフの実験といいます つまり、 古典的条件付けとは本来の刺激によって引き起こされる生得的反応が無関係な刺激に 結びつくこと 後はオペラント条件付けと言うものもあります 要は、試行錯誤によって学習することです 仮にミツバチの問題で 赤色の花だけを用意します (蜜あり) そうするとミツバチは赤色のほうに行きますよね その後、違う環境において 赤色の花 (蜜なし) とオレンジ色 (蜜あり) の花が咲いています そうすると、 赤色のほうに水があると考えて一目散に行くんです ですが、ないと言うことを学習して、オレンジ色の花に行くと言う感じですね これにて第5章を終わりにしたいと思います 次回なんですが 1月5日を目標として第7章生態系の内容の方が少し難しいので、そっちを先に 作ってしまおうと思います
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高校生
生物
232 5‘→3‘に転写が進むなら、領域1ではAがラギング鎖Bがリーディング鎖だと思ったのですが、なぜ逆なのですか?
高校生
生物
高1 生物基礎 生態系のところで、 教科書では現存量ピラミッド、ワークでは生物量ピラミッドと書かれていたのですが、このふたつって同じ意味なのですか? 教科書とワークは出版社が違います
高校生
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DNAの複製について、解答の4行目に「DNAのヌクレオチド鎖が右から左に向かって開裂が進んでいる様子」とあるのですが、なぜ右から左と判断できるのかがわからないので教えていただきたいです。よろしくお願いいたします!
高校生
生物
答えが3なんですけど、解説がないのでどうしてこうなるのか説明お願いします😭😭
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