大学入学共通テスト(理科) 過去問
令和5年度(2023年度)追・再試験
問137 (生物(第6問) 問3)
問題文
ヒトは、指先がうっかり熱いものに触れると、思わず手を引っ込める。このように刺激に対して無意識に起こる反応を反射という。この手を引っ込める反射では、受容器で発生した興奮が、大脳を介さずに、効果器の(a)骨格筋にすばやく伝わる。ヒトの反射の別の例として、ひざの下を軽くたたくと足が前に跳ね上がる(b)膝蓋腱(しつがいけん)反射があげられる。
下線部(b)に関連して、図1は、ヒトの右足の膝蓋腱反射における電気信号の伝わる経路を模式的に示したものである。図に示されている反射の経路に関する後の文章中のウ~オに入る語句の組合せとして最も適当なものを、後の選択肢のうちから一つ選べ。ただし、感覚神経の伝導速度は10m/秒、運動神経の伝導速度は50m/秒とし、一つのシナプスでの興奮の伝達にかかる時間を1ミリ秒とする。また、図中のQ―R―SおよびT―Uで示した神経繊維の長さは、それぞれ60cmおよび50cmである。
刺激により筋肉の長さが変化したことを筋紡錘が受容すると、その信号が感覚神経により脊髄に伝えられ、筋肉Xを収縮させる運動神経を( ウ )と同時に、筋肉Yを収縮させる運動神経を( エ )ことで、足が前に跳ね上がる。刺激を受けてから筋肉Xに信号が伝わるまでの時間は、およそ( オ )ミリ秒である。
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問題
大学入学共通テスト(理科)試験 令和5年度(2023年度)追・再試験 問137(生物(第6問) 問3) (訂正依頼・報告はこちら)
ヒトは、指先がうっかり熱いものに触れると、思わず手を引っ込める。このように刺激に対して無意識に起こる反応を反射という。この手を引っ込める反射では、受容器で発生した興奮が、大脳を介さずに、効果器の(a)骨格筋にすばやく伝わる。ヒトの反射の別の例として、ひざの下を軽くたたくと足が前に跳ね上がる(b)膝蓋腱(しつがいけん)反射があげられる。
下線部(b)に関連して、図1は、ヒトの右足の膝蓋腱反射における電気信号の伝わる経路を模式的に示したものである。図に示されている反射の経路に関する後の文章中のウ~オに入る語句の組合せとして最も適当なものを、後の選択肢のうちから一つ選べ。ただし、感覚神経の伝導速度は10m/秒、運動神経の伝導速度は50m/秒とし、一つのシナプスでの興奮の伝達にかかる時間を1ミリ秒とする。また、図中のQ―R―SおよびT―Uで示した神経繊維の長さは、それぞれ60cmおよび50cmである。
刺激により筋肉の長さが変化したことを筋紡錘が受容すると、その信号が感覚神経により脊髄に伝えられ、筋肉Xを収縮させる運動神経を( ウ )と同時に、筋肉Yを収縮させる運動神経を( エ )ことで、足が前に跳ね上がる。刺激を受けてから筋肉Xに信号が伝わるまでの時間は、およそ( オ )ミリ秒である。
- ウ:興奮させる エ:抑制する オ:9
- ウ:興奮させる エ:抑制する オ:64
- ウ:興奮させる エ:抑制する オ:72
- ウ:興奮させる エ:興奮させる オ:9
- ウ:興奮させる エ:興奮させる オ:64
- ウ:興奮させる エ:興奮させる オ:72
- ウ:抑制する エ:興奮させる オ:9
- ウ:抑制する エ:興奮させる オ:64
- ウ:抑制する エ:興奮させる オ:72
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この過去問の解説 (1件)
01
「ウ:興奮させる、エ:抑制する、オ:72」が正しいです。
膝蓋腱反射では、①筋肉Xが伸筋する必要(収縮して足が前に跳ね上がる)、②筋肉Yが屈筋する必要(収縮すると動きの邪魔になる)があります。つまり、①につながる運動神経は興奮させる必要があり、②につながる運動神経は抑制する必要があります。
そのため、ウは「興奮させる」、エは「抑制する」です。
オは計算する必要があります。
感覚神経の伝導時間:0.6m(感覚神経の長さ)÷10m/s(感覚神経の伝導速度)=0.06s=60ms
運動神経の伝導時間:0.5m(運動神経の長さ)÷50m/s(運動神経の伝導速度)=0.01s=10ms
シナプスでの伝達時間:1ms+1ms(今回の問題では、①感覚ニューロン→介在ニューロンと②介在ニューロン→運動ニューロンの2つの経路がある)
よって、刺激を受けてから筋肉Xに信号が伝わるまでの時間は、60+10+1+1=72となり、オ:「72」が正しいです。
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