【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
滑り説について講義します。

＊解説が不快な方は、教科書的な言葉で字幕を作ってあるので、音声を消して字幕をONにしてください。
＊申し訳ありません。動画の初めのほうで、アクチンフィラメントとミオシンフィラメントが離れている図を描いてから「ATPはミオシンフィラメントと結合します」と言っていますが、正確には、動画の後半に説明した通り、ミオシンフィラメントはATPと結合してからアクチンフィラメントと解離すると考えられています。不正確でした。すみません。

＊筋収縮についての少し詳しい講義はこちら↓
   • 筋収縮　高校生物  


問題：アクチンフィラメントとミオシンフィラメントの相対的な滑りが筋収縮の原因だとする説を何というか。また、ＡＴＰ分解酵素活性があるのは、アクチンとミオシンのどちらか。
答え：滑り説、ミオシン（ミオシン頭部にＡＴＰ分解酵素活性がある）

＊サルコメアの長さと張力のグラフについての解説はこちら↓
   • サルコメア（筋節）の長さと張力のグラフ【筋収縮】　高校生物  

●T管＝筋細胞の細胞膜は長い落とし穴のように陥入し、それはT管と呼ばれる。T管は筋原繊維を取り囲んでいる。骨格筋では、神経筋接合部に達した興奮により、ニューロンからアセチルコリンが分泌される。興奮はT管を伝わり、筋小胞体を活性化する。そして、筋小胞体からのCa2＋の放出が促進される。
●トロポニン＝横紋筋のアクチンフィラメント上にある球状タンパク質であり、トロポミオシンに強く結合している。トロポミオシンとの結合は特異的であり、筋収縮反応を制御する役割を担っている。Ca2＋と結合して筋収縮を開始させる。
（トロポニンは、弛緩時には、トロポミオシンとともに、アクチンとミオシンの相互作用を抑制している。
収縮時に細胞内に増加したカルシウムイオンが結合すると抑制は打ち消され、アクチンとミオシンは相互作用を起こし、筋は収縮する。）
●トロポミオシン＝横紋筋のアクチンフィラメント上にある長い棒状タンパク質である。
アクチンフィラメントに生じている溝のなかに埋め込まれるようにしてアクチンに結合している。
トロポニンとの複合体は筋収縮の調節を担っている。
横紋筋においては、トロポニンにカルシウムイオンCa2＋が結合すると、トロポミオシンを介して何らかの変化を起こし、収縮を発生させる。その機構は不明であるが、トロポニンへのCa2＋結合がトロポミオシン位置を変化させるという説がある。
すなわち弛緩時には、トロポミオシンがミオシンフィラメント上のミオシン頭部とアクチンフィラメントとの結合を阻止する位置にある。収縮時には、トロポミオシンの位置が変化し、ミオシン頭部とアクチンの結合が可能になる。
●筋収縮全体の流れ
①神経筋接合部（しんけいきんせつごうぶ）において、運動神経の軸索末端からアセチルコリンが分泌される。
語呂「運動して汗が散る（運動ニューロンがアセチルコリンを分泌）」
＊下図には描いていないが、アセチルコリンは筋細胞の細胞膜上の受容体に結合する。これにより筋細胞内にＮａ＋が流入し、活動で荷が発生する（②が起こる）。
＊運動ニューロンと筋細胞との接合部を神経筋接合部（しんけいきんせつごうぶ）という。
②筋細胞内にＮａ＋が流入し、活動電位が発生する。膜電位の変化はT管を介して筋細胞の奥まで伝わる。
＊筋細胞の細胞膜は深く陥入し、筋小胞体（特殊化した滑面小胞体）に達している。この筋細胞の細胞膜が陥入しているところをＴ管という。
③T管の活動電位に伴って、筋小胞体からCa2＋が細胞質に放出される。
④ Ca2＋がトロポニンと結合する。すると、トロポミオシンの構造が変化する。
⑤トロポミオシンによって塞がれていたアクチンフィラメントのミオシン結合部位が露出し、アクチンフィラメントとミオシン頭部が結合できるようになる（アクチンのミオシン結合部位が露出する）。
＊トロポミオシンはミオシン頭部とアクチンフィラメントの結合を阻止している。トロポミオシンにくっついているトロポニンにCa2＋が結合すると、トロポミオシンの構造が変化し、ミオシン頭部とアクチンが結合できるようになると考えられている。
⑥ミオシン頭部がアクチンフィラメントに結合する。
⑦ミオシン頭部がリン酸とADPを放出する。ミオシン頭部の立体構造が変化してアクチンフィラメントをたぐり寄せる。これにより筋肉が収縮する。
⑧ＡＴＰがミオシン頭部に結合すると（アクチンとミオシン頭部の親和性が低下し）、ミオシン頭部がアクチンフィラメントから離れ、筋肉がし緩する。
⑨ATPを分解したミオシン頭部は、立体構造を回復する。　
⑩筋小胞体は『能動輸送』でCa2＋を回収する。（良く問われる！！！）

●コナン・ドイルによる小説『シャーロック・ホームズ』には、クラーレという毒が登場する。クラーレは、南米の原住民によって用いられた矢毒で、有効成分の一つであるd-ツボクラリンは、運動神経終末から分泌されるアセチルコリンと拮抗して、終板（運動終板ともいう。神経筋接合部に形成される筋表面の板状の構造のこと）に存在するアセチルコリン受容体を占拠し、アセチルコリンの作用をブロックする。結果、神経筋遮断を引き起こす。
●江橋節郎は、筋収縮のメカニズムについて、筋小胞体から放出されるカルシウムイオンによって収縮が引き起こされるという説を提唱した（当時、筋収縮がカルシウムイオンによって制御されているという説は大反対を受けたが、現在では正しいことがわかっている）。さらに江橋はカルシウムイオンと結合するタンパク質「トロポニン」を発見し、カルシウムイオンによる筋収縮・弛緩制御の分子機構を明らかにした。
●筋肉において、力を発揮する過程の終わりになっても、アクチンとミオシン頭部の架橋は解消されない。新たなＡＴＰ分子との結合が架橋の解消には必要である。細胞の膜構造は、死後、その密閉性を失い、カルシウムイオンが壊れた筋小胞体から漏出する。これがきっかけとなってミオシン頭部がアクチンに結合する。しかし、ＡＴＰ合成が停止しているので、ミオシン頭部とアクチンの連結が解消されない。その結果、筋は硬くなり、収縮も伸展もしなくなる。これが「死後硬直（死体硬直）」である。死後硬直は死後３～４時間に始まり、約２４時間続くが、リソソームからのタンパク質分解酵素が架橋を分解し消失する。なお、死後硬直の評価は主観的であり、死亡時刻の推定に利用するには、あくまでも参考程度にとどめておく必要がある。
●かつて、筋繊維は、ゼンマイのようにぐるぐる巻かれたもの（引き延ばすことができるが、放すとすぐにぐるぐる巻きにもどるようなもの）であると考えられていた。
●イギリスの生物物理学であるハンソンは、ミオシンとアクチンのフィラメント構造を明らかにし、同じイギリスの生物物理学者ハクスリとともに筋収縮の滑り説を発表した。また、ハンガリーの生理化学者セント・ジェルジは、アクチンとミオシンの複合体（アクトミオシン）が、ATPによって、ガラス管内で収縮することを示した。
●サリン （メチルホスホノフルオリド酸イソプロピル）は化学兵器用剤の神経ガスである。1930年代からドイツにおいて殺虫剤の研究の中で開発された。
サリンは、1994年の松本サリン事件、1995年の東京地下鉄サリン事件でテロに使用された。
サリンはアセチルコリンエステラーゼ活性阻害作用（アセチルコリンの分解を阻害する作用）を有し、極めて毒性が高い。
神経終末はアセチルコリンをシナプスに放出し筋肉を収縮させる。筋肉はアセチルコリンが存在するかぎり、収縮を持続する。そのため、通常は、アセチルコリンエステラーゼが、直ちにアセチルコリンを分解している。
サリンが組織のアセチルコリンエステラーゼの作用を阻害すると、アセチルコリンエステラーゼはアセチルコリンを分解することができなくなる。すると、アセチルコリンがシナプスに過剰に蓄積し、筋収縮をコントロールできなくなる。その後、短時間で様々な症状が現れ、呼吸筋が麻痺状態になり死亡する。




#筋肉
#高校生物
#滑り説

BIOLOGY

滑り説・アクチンフィラメント・ミオシンフィラメント【筋収縮】　高校生物

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
シナプスの可塑性（シナプス可塑性）について解説します。
＊すみません。この動画では「シナプスの可塑性」と言っていますが、今の高校教科書、資料集は「シナプス可塑性」という語を使っています（神経科学では、単に「可塑性plasticity」と言うこともあります）。いずれも「synaptic plasticity」を表す語であり、同義ですが、高校生は今使っている教科書、資料集の語を使いましょう。

●「可塑性（かそせい）」とは、一般に、生体が外界から何らかの信号に対応し、正常状態を保持するのに示される変化的な性質を指す。神経科学においては、可塑性は、何らかの原因によりシナプスでの伝達効率に変化が起こる性質を指す（粘土に指を押し込むと、粘土の形が変化したまま戻らない。可塑性は、そのように変化の情報が保たれるイメージ）。
●軟体動物腹足類の仲間であるアメフラシのもつ神経細胞の細胞体は、非常に大きく、直径200マイクロメートルもある（すべての動物の中でも最大級である）。さらに、中枢神経系は2万個程度のニューロンしかなく、研究しやすい。エリック・カンデルはこのアメフラシの持つ巨大なニューロンを用いて研究を行い、2000年にノーベル賞を受賞した。
余談の余談だが、この受賞は日本ではあまり騒がれなかったらしい。無脊椎動物の神経科学が軽視されているとしたら、悲しい話である。研究費は事実削られている。

問題：シナプス間隙に分泌される伝達のための物質を総称して何というか。
答え：神経伝達物質

問題：神経細胞内部（正確には神経終末）に多数存在する、神経伝達物質を含む小胞を何というか。
答え：シナプス小胞

＊今回は高校教科書に合わせて説明した。正確には以下のような反応が起こる。
セロトニンは、静止状態で活性化しているカリウムチャネルの一種を閉じさせることで静止膜電位を上昇させ、電位依存性カルシウムチャネルを開口を促進する。さらに、セロトニンは、電位依存性カリウムチャネルも不活性化し、活動電位の時間幅を拡大して、活動電位1発あたりの神経伝達物質の放出を増幅する。いずれにしろ、このようなアメフラシの短期記憶（促通）は、『イオンチャネルの修飾』によっておこる。新たなタンパク質合成を必要としないので、秒から分のスケールという非常に短い時間で起こる現象である。

●アメフラシの慣れ、脱慣れ、鋭敏化についても、資料集で復習しておきましょう。
＊『慣れ』
・・・特定の反射を引き起こす刺激を反復して提示すると、次第に反射が減弱していく現象。アメフラシのえら引っ込め反射（えら引き込み反射）についての慣れが教科書では扱われることが多い（水管に対して接触刺激を与えると、アメフラシは防御のためにエラと水管を体の中に引き込む。ちなみに、水管は、海水や排出物を吐き出す噴出口である）。
アメフラシの場合、水管刺激を繰り返した後のえらの引き込み量の減少（慣れ）は、感覚ニューロンと運動ニューロンの伝達効率の低下（感覚ニューロンから放出される神経伝達物質の総量が減少する）が原因であると考えられている。
このようなシナプスの伝達効率の抑制による「慣れ」は、ザリガニの逃避反応など、動物界に広く見られる。
＊『脱慣れ』と『鋭敏化』
・・・動物は、有害な刺激によって、恐怖を学習し、有害な刺激だけではなく、同時に起こった他の有害でない刺激に対しても活発に反応するようになるのが普通である。その結果、えら引っ込め反射などの防御反射は増強される。
えら引っ込め反射についての慣れが成立したアメフラシの尾部に電気ショックを与えると、えら引っ込め反射が回復する。これを『脱慣れ』という。
さらに強い電気ショックを与えると、弱い水管刺激に対しても敏感に（普通よりも敏感に）反射が起こるようになる（えらの引き込み量は劇的に大きくなる）。これを『鋭敏化』という。
●慣れ、脱慣れ、鋭敏化の現象は、シナプスでの伝達効率の変化が関わる（慣れはシナプス伝達効率の抑制によって、鋭敏化はシナプス伝達効率の増強によって起こる）。シナプスでの伝達効率が変化することをシナプス可塑性（かそせい）という。
＊今回の動画は、脱慣れや鋭敏化の背景について解説している。
●この動画で解説したような鋭敏化は、通常１時間以内にもとにもどってしまう。このような鋭敏化を短期の鋭敏化という。対して、長期の鋭敏化では、新規タンパク質の合成が関わり、シナプスの数が増加する。
●以下に長期の鋭敏化の流れを記す。
①繰り返しの刺激によって、細胞内のｃAMP濃度が強く、長期間上昇する。
②ｃAMP依存性プロテインキナーゼ（PKA）が核内に移行する（正確には、PKAの触媒サブユニットが核内に入る）。
③PKAは、いろいろな遺伝子の発現に影響を与える（PKAは、転写因子CREBのような核内の基質をリン酸化し、新たな遺伝子発現を引き起こす）。
④新しいシナプスが形成される。
＊この長期の鋭敏化は１日以上持続する（短期の鋭敏化は、１時間以内に元に戻ってしまう）。さらに数日にわたり訓練を続けると、１週間以上続く鋭敏化を引き起こす。
＊この仕組みは、反復された経験により、短期記憶が長期記憶へと変換するしくみに通じていると考えられている。
（以上の変化の他、長期の鋭敏化でも、短期の鋭敏化のように、感覚ニューロンと運動ニューロンのシナプスを含むいくつかのシナプスの伝達効率の変化が起こることが知られている。）
noteに簡単なイラストがある。
https://note.com/yaguchihappy/n/nedf41bacf7b9




#神経
#高校生物
#シナプス

シナプスの可塑性（かそせい）　高校生物

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
静止電位についてわかりやすく講義します。静止電位はカリウムイオンの細胞外への流出（リーク）が原因です。
語呂「政治家流出（静止電位はカリウム流出が原因。家、でカリウムをイメージする。無理がありますね）」
活動電位について
   • 活動電位【神経細胞④】　高校生物  
チャネルやポンプなどについて
   • チャネル・ポンプ・輸送体、小腸におけるグルコースの輸送　高校生物  

＊超厳密にはナトリウムイオンも細胞内へリークしている。しかしその影響はとても小さく、高校生は基本的に無視して良い。また、ナトリウムポンプが輸送するイオンの数の差（ナトリウムポンプはナトリウムイオンを3個細胞外に輸送し、カリウムイオンを2個細胞内に輸送する）も、静止電位の大きさにほとんど影響しないことが知られている。
●イオンを輸送して内部の溶液の濃度を変えるという行為は、全生物に共通している（当然、大腸菌などの原核生物にも、細胞膜にイオンを輸送するタンパク質がたくさん埋め込まれている）。生命の本質は、あちらの溶液と、こちらの溶液を分ける（自己と非自己を分ける）という行為そのものといえる。その際使われる仕切りが、脂質でできた生体膜である。
●チャネルはイオンの『受動輸送』に関わる。したがって、細胞内液外液の濃度がチャネルによってほぼ等しくなることはあるが、逆転することはない（つまり、チャネルは濃度勾配を『なくす』ことしかできない。一方、ポンプは、エネルギーを使ってイオンを能動輸送するので、濃度差を逆転させることができる）。しかし、ほんのわずかのイオンが膜を通して移動するだけで（溶液全体の濃度差はほぼ変わらなくても）大きな＋ーの偏りを生むことができる。溶液全体としてみればさほど変化はなくても、厚さの極めて薄い細胞膜を挟んで、細胞膜に近い範囲で＋－の偏りが生まれさえすれば、静止電位（や、次の動画で学ぶ活動電位）が実現するのである（リン脂質二重層は絶縁性である。絶縁性の物質を挟んで極めて近くに＋－が存在すると、そこにエネルギーが蓄えられるという概念は、発展物理で学ぶコンデンサーの概念に似ている。細胞膜はコンデンサーと同様に電気容量を持つといえる）。
●電荷をもつもの（＋やーを持つもの）が流れることを電流が流れるという。電気機器では、ふつう、電荷を運ぶのは電子（e-）だが、神経細胞では、電荷を運ぶもの、つまり電流を生むものはイオンである。活動電流（大学では局所電流）が流れる、などと教科書に書いてあることがあるが、それは、電荷をもったイオンが移動することを言っている。


問題：細胞膜上のナトリウムポンプのはたらきを答えよ。
答え：ＡＴＰを分解して生じるエネルギーを利用して、ナトリウムイオンを細胞外に、カリウムイオンを細胞内に輸送する。
（厳密には、ＡＴＰ１分子の分解で得たエネルギーで、ナトリウムイオンを３分子外に、カリウムイオンを２分子内側に輸送すると考えられている）

問題：ナトリウムポンプによる輸送のように、濃度勾配に逆らった、濃度の濃い方から低い方へ物質を輸送する方式を何というか。
①受動輸送　②能動輸送から選べ。
答え：②


 
#生物
#高校生物
#神経

静止電位【神経細胞③】　高校生物

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
神経細胞と伝導・伝達について講義します。
語呂「セイウチが減ってる（静止電位、内側がマイナス）」
●シナプス小胞の中に蓄えられた神経伝達物質が放出されることにより、興奮が別の細胞に伝達される
●ニューロンとニューロンの接続部をシナプスという（なお、筋肉と神経のシナプスを特に神経筋接合部とよぶ）。
●興奮が、シナプスや神経筋接合部を介して、次のニューロンまたは筋などに伝えられる現象を伝達という。
●伝達の詳細
①興奮が軸索の末端までくると、Ca2+が軸索末端に流入する（電位依存性カルシウムチャネルが開くことによる）。
②すると、シナプス小胞からアセチルコリンやノルアドレナリンなどの神経伝達物質がシナプス間隙（しなぷすかんげき。シナプスにおける、軸索末端と細胞体の隙間のこと）に分泌（エキソサイトーシス[開口分泌]）される。
＊興奮を受け取るニューロンには、神経伝達物質が結合すると開くイオンチャネル（リガンド依存性イオンチャネル：チャネルであると同時に、受容体としても働く）がある。このチャネルが神経伝達物質と結合すると、細胞内にNa＋が流入する。その結果、活動電位が発生し、興奮が伝達される。
＊リガンド：タンパク質に特異的に結合する低分子物質（酵素の基質、抗原、ホルモン、神経伝達物質、薬剤など）を指す。
●シナプス小胞が細胞膜と融合してエキソサイトーシスを起こす機序については、完全には明らかになっていない。
●神経伝達物質がＧＡＢＡ（ぎゃば）など抑制性の場合は、Cl-が細胞内に流入し （より細胞内を－に偏らせることで）興奮を抑制する。
●シナプス前終末には、活性帯とよばれる特別な領域がある。そこには（まるで扉の後ろで今にも飛び出ようと構えている人のように）シナプス小胞が控えており、すぐに神経伝達物質を放出できるようになってる（シナプス前細胞とは、神経伝達物質を放出する側の細胞のこと）。細胞内にCa2+が流入（細胞内Ca2+濃度が急上昇）すると、シナプス小胞に結合しているタンパク質（シナプトタグミンというシナプス小胞上に存在する膜貫通タンパク質）にCa2+が結合し、それがきっかけとなって反応が進み、神経伝達物質がシナプス間隙に放出されると考えられている。
＜Ｑ．なんで伝達にカルシウムイオンを使っているの？…わかっていない。ただ、カルシウムイオンは、血液凝固反応、筋収縮、細胞接着、神経における伝達など、様々な生命現象に関わっている。生物が多くの反応にカルシウムイオンを使うようになったのは、カルシウムイオンが海に存在していたからかもしれない。＞
●神経伝達物質は軸索末端からしか分泌されない（シナプス小胞が軸索末端にしか存在しない）ので、興奮の伝達は一方向にのみ起きる。
●神経伝達物質は再び神経細胞に回収されるか、分解される。
●たくさんの化学物質が、神経伝達物質としてはたらいている。
＊アセチルコリンとノルアドレナリンは重要。後はGABA（ぎゃば）くらいを知っておけばよい。ただし、ドーパミンやセロトニンは有名なので、効いたことがあると思う。
神経伝達物質の例：アセチルコリン（自律神経の節前神経、副交感神経の節後神経、運動神経が分泌する。猛毒サリンはアセチルコリンの分解を阻害し、伝達作用を乱す）、ノルアドレナリン（交感神経の節後神経が分泌）、アドレナリン、ドーパミン、セロトニン、ＧＡＢＡ、一酸化窒素（NO）
語呂「汗散るゆうこりん服交換（アセチルコリンは副交感神経が分泌）」
●どうして細胞外にナトリウムが、内側にカリウムが多いのだろうか？進化の結果なので本当のことはわからないが、ナトリウムは周囲に水分子を集めやすく、分子の運動を阻害する毒性があるため、細胞外に排出しているという説がある。生命が海で生まれたことも関係しているのかもしれない。
●　GABAは動物の脳などに見出されるアミノ酸の一種であり、抑制性神経伝達物質である。GABAがシナプス後細胞の受容体に結合すると、膜のCl-に対する透過性が高まり、抑制性シナプス後電位（IPSP）が発生する。
●ドーパミン、セロトニンは、脳の多くの場所で放出され、神経伝達物質として働いている。セロトニンは不安や鬱などの精神活動に関与していると考えられている。ドーパミンは、情動、記憶などに関与していると考えられている。
●ＮＯは脳内で長期の記憶にかかわるだけでなく、血圧調節などの機能も持つ。ニトログリセリンが血管を一時的に拡張させる機能を持ち狭心症の特効薬として働くのは、ニトログリセリンから一酸化窒素が生じるため。
●膜電位は、膜の両側のイオンの数に僅かな差により生じるが、細胞内外の「濃度」にはほとんど影響しない程度の電荷の移動（つまり、膜の近くにおける、ほんのわずかな量の移動）によって形成される（イオンチャネルを通るわずかなイオンの流れが、膜電位に大きな変化をもたらす。たとえば、直径１０μｍの細胞で膜電位を１００ｍＶ変えるには、細胞質にあるＫ＋イオン総量の約１０万分の１のＫ＋が細胞外に流出するだけでよい。この場合、細胞内外のＫ＋濃度は、実質的にほぼ変化しない）。


問題：静止時において、神経細胞の細胞膜をはさんで膜の外側は内側に比べて＋とーどちらに傾いているか。
答え：＋

問題：興奮が同一細胞内を伝わることを何というか。
答え：伝導

●さらにパワーアップしたい人は、PSP（シナプス後電位）について調べてみましょう。
＊伝達やPSP、加重についての詳しい資料はこちら。↓
https://note.com/yaguchihappy/n/n2b5b102e1eb4
＊PSP、加重についての講義動画はこちら。↓
   • PSP（シナプス後電位）と加重【神経】　高校生物発展  


#膜電位
#高校生物
#神経

伝導・伝達【神経細胞①】　高校生物

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
筋収縮について講義します。

＊サルコメアの長さと張力のグラフについての講義はこちら↓
   • サルコメア（筋節）の長さと張力のグラフ【筋収縮】　高校生物  

＊滑り説についての講義はこちら↓
   • 滑り説・アクチンフィラメント・ミオシンフィラメント【筋収縮】　高校生物  

＊骨格筋の構造に関する簡単な講義はこちら↓
   • 筋繊維（筋細胞）と筋原繊維【筋収縮】　高校生物  

●　筋原繊維にはアクチンフィラメントやミオシンフィラメントが含まれている。
●　アクチンフィラメントはアクチンというタンパク質から、ミオシンフィラメントはミオシンというタンパク質から成る。「フィラメント」は繊維状の構造を意味する。ミオシンは、以下のような形（２本のゴルフクラブを合体させたような形）をしている。ATPアーゼ活性とアクチンへの結合能は頭部に存在する。
●　高校生は知らなくてよいが、暗帯の中央にはM線という仕切りがあり、濃い線に見える。M線には色々なタンパク質があり、ここでミオシンフィラメントが連結している。
●　アクチン（actin）の語源は「act（行動する）」に由来する。また、ミオシンのミオ（myo-）は「筋肉の～」に由来する。
●　筋収縮の流れ
①　神経筋接合部（しんけいきんせつごうぶ）において、運動神経の軸索末端からアセチルコリンが分泌される。
語呂「運動して汗が散る（運動ニューロンがアセチルコリンを分泌）」
＊アセチルコリンは筋細胞の細胞膜上の受容体に結合する。これにより筋細胞内にＮａ＋が流入し、活動電位が発生する（②が起こる）。
＊運動ニューロンと筋細胞との接合部を神経筋接合部（しんけいきんせつごうぶ）という。
②　筋細胞内にＮａ＋が流入し、活動電位が発生する。膜電位の変化はT管を介して筋細胞の奥まで伝わる。
＊筋細胞の細胞膜は深く陥入し、筋小胞体（きんしょうほうたい。特殊化した滑面小胞体）に達している。この筋細胞の細胞膜が陥入しているところをＴ管（てぃーかん）という。
③　T管の活動電位に伴って、筋小胞体からCa2＋が細胞質に放出される。
（知らなくて良いが、T管は、筋細胞膜の興奮をリアノジン結合性カルシウムチャネルを通して筋小胞体に伝える。その結果、筋小胞体は貯蔵しているCa2＋を筋原繊維に放出し、収縮を起こさせる。）
④　 Ca2＋がトロポニンと結合する。すると、トロポミオシンの構造が変化する。
⑤　トロポミオシンによって塞がれていたアクチンフィラメントのミオシン結合部位が露出し、アクチンフィラメントとミオシン頭部が結合できるようになる（アクチンのミオシン結合部位が露出する）。
⑥　ミオシン頭部がアクチンフィラメントに結合する。
⑦　ミオシン頭部がリン酸とADPを放出する。ミオシン頭部の立体構造が変化してアクチンフィラメントをたぐり寄せる。これにより筋肉が収縮する。
⑧　ＡＴＰがミオシン頭部に結合すると（アクチンとミオシン頭部の親和性が低下し）、ミオシン頭部がアクチンフィラメントから離れ、筋肉がし緩する。
⑨　ATPを分解したミオシン頭部は、立体構造を回復する。
⑩　筋小胞体は『能動輸送』でCa2＋を回収する。（めちゃめちゃ良く問われる！！！）

●　筋肉には骨格筋、内臓筋、心筋がある。骨格筋の細胞が多核であること、骨格筋と心筋は横紋筋である（横紋と呼ばれる縞模様がある）ことはよく出題される。内臓筋は平滑筋（横紋がない）である。
＊意志によって働く筋肉を随意筋、意志とは無関係に働く筋肉を不随意筋という。骨格筋は随意筋である。内臓筋、心筋は不随意筋である。
●　骨格筋は疲労しやすく敏速に収縮する。内臓筋は疲労しにくくゆるやかに収縮する。心筋は疲労しにくく敏速に収縮する。
●　骨格筋の筋繊維は、数百個の筋芽細胞が融合して生じる（したがって骨格筋の筋細胞は多核にある）。
●　平滑筋では、筋節が横紋筋のようには整然と配列されていない。
●　サリン （メチルホスホノフルオリド酸イソプロピル）は化学兵器用剤の神経ガスである。1930年代からドイツにおいて殺虫剤の研究の中で開発された。
サリンは、1994年の松本サリン事件、1995年の東京地下鉄サリン事件でテロに使用された。
サリンはアセチルコリンエステラーゼ活性阻害作用（アセチルコリンの分解を阻害する作用）を有し、極めて毒性が高い。
神経終末はアセチルコリンをシナプスに放出し筋肉を収縮させる。筋肉はアセチルコリンが存在するかぎり、収縮を持続する。そのため、通常は、アセチルコリンエステラーゼが、直ちにアセチルコリンを分解している。
サリンが組織のアセチルコリンエステラーゼの作用を阻害すると、アセチルコリンエステラーゼはアセチルコリンを分解することができなくなる。すると、アセチルコリンがシナプスに過剰に蓄積し、筋収縮をコントロールできなくなる。その後、短時間で様々な症状が現れ、呼吸筋が麻痺状態になり死亡する。
●　筋肉において、力を発揮する過程の終わりになっても、アクチンとミオシン頭部の架橋は解消されない。新たなＡＴＰ分子との結合が架橋の解消には必要である。細胞の膜構造は、死後、その密閉性を失い、カルシウムイオンが壊れた筋小胞体から漏出する。これがきっかけとなってミオシン頭部がアクチンに結合する。しかし、ＡＴＰ合成が停止しているので、ミオシン頭部とアクチンの連結が解消されない。その結果、筋は硬くなり、収縮も伸展もしなくなる。これが「死後硬直（死体硬直）」である。死後硬直は死後３～４時間に始まり、約２４時間続くが、リソソームからのタンパク質分解酵素が架橋を分解し消失する。
●　コナン・ドイルによる小説『シャーロック・ホームズ』には、クラーレという毒が登場する。クラーレは、南米の原住民によって用いられた矢毒で、有効成分の一つであるd-ツボクラリンは、運動神経終末から分泌されるアセチルコリンと拮抗して、終板（運動終板ともいう。神経筋接合部に形成される筋表面の板状の構造のこと）に存在するアセチルコリン受容体を占拠し、アセチルコリンの作用をブロックする。結果、神経筋遮断を引き起こす。
●　１本の運動ニューロンは、複数の筋細胞（筋繊維）を支配している。１本の運動ニューロンと、その運動ニューロンが支配するすべての筋細胞をまとめて「運動単位（うんどうたんい）」という。運動ニューロンに活動電位が発生すると、その運動単位のすべての筋細胞が１つのまとまりとして収縮する（興奮した運動ニューロンの支配する筋細胞が同期的に興奮・収縮する）。

0:00 筋収縮の流れ
2:36 暗帯と明帯



#高校生物 
#筋肉 
#筋収縮

筋収縮　高校生物

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
視神経切断問題について講義します。
問題：①、②を埋めよ。ただし、右か左で答えよ。
それぞれの眼について、視野の右側の物体の像は（　①　）の大脳へ、左側の物体の像は（　②　）の大脳へ伝えられる。
答え：①左　②右

●一般に視野とは、眼前の１点を固視した状態で見えている範囲をいう。両目で正面を見た場合、左眼の視野と右眼の視野は重なる。その重なった領域で立体視が可能になる（なお、単眼視野は、鼻とまぶたに遮られるために、耳側に広い楕円形になる）。
●網膜の鼻側半分から出た視神経は、交叉する。そのため、左脳は視野の右半分を、右脳は視野の左半分を担当することになる。


視細胞の分布
    • 視細胞の分布を表すグラフ【眼】　高校生物  


#生物
#眼
#視覚

視神経を切断する問題【眼・視野】　高校生物

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
植物の光受容体（フィトクロム・フォトトロピン・クリプトクロム）についてわかりやすく講義します。
語呂「聞こえる？トトロよー？（気孔、フォトトロピン、葉緑体定位運動）」
フォトトロピンがフォトトロピズム（光屈性）に関わることは、語源そのままなので語呂合わせを使うまでもない。
語呂「クリップで身長とめる（クリプトクロム、伸張抑制）」
語呂「もやしと栗と（もやし状、クリプトクロム）」

問題：フィトクロムは赤色光と遠赤色光、フォトトロピンは（　①　）色、クリプトクロムは（　②　）色を主に受容する。空欄を埋めよ。
答え：①②青

問題：光屈性に関わる光合成色素は何か。
答え：フォトトロピン


●植物は、いくつかの光受容体によって光刺激を受容している。
（１）フィトクロム
 ・光発芽種子や花芽形成における光条件の感知には、フィトクロム（phyto＝植物、chrome＝色素）とよばれる色素タンパク質が光受容体（光エネルギーを吸収して生物に一定の機能を果たす物質の総称）として関与している。光周性における光の感知にもフィトクロムが関与している。
・フィトクロムには、赤色光吸収型（Pr）と遠赤色光吸収型（Pfr）がある。遠赤色光吸収型のフィトクロムは、遠赤色光（波長730nm）をよく『吸収』して赤色光吸収型に変化する。同様に、赤色光吸収型のフィトクロムは、赤色光（波長660nm）をよく『吸収』して遠赤色光吸収型に変化する。
＊赤色光を当てると赤色光吸収型が増えるのではないことに注意。
＊生理学的にはPfr型が活性型で、Pｒ型は活性をもたないとされる。
＊英語で赤色光は「red light」、遠赤色光は「far red light」と書く。
（２）クリプトクロム
・クリプトクロム：青色光を受容する色素タンパク質。茎の伸長成長の抑制に関与（長年性質が不明だったため、隠れた＝クリプト、色素＝クロムから名づけられた）。
詳細：クリプトクロムは光形態形成（環境の光情報によって発生や分化の過程が制御される現象）に関わる。薄暗いところで発芽した植物は「もやし状」になるが、光を照射すると「もやし状」になる反応が阻害される（暗所で発芽させた植物は緑色にならず、黄白色でひょろひょろと長くなり、葉も発達しない）。
クリプトクロム欠損突然変異体では、明るいところでも、青色光を感知できず、「もやし状」になる。
＊光がない所で太くなったり、葉を展開したりしても、無駄である。暗い所では、まずはひょろひょろと細く伸びて、明るい所に出た方がよい。
＊もやし状＝胚軸が長い。子葉を広げない。子葉に葉緑体が発達しない（黄色になる）。
＊クリプトクロムはまだ謎が多く、動物にも見られる。クリプトクロムは、植物においては光形態形成や概日時計の光調節などに、動物においては概日時計の光調節、発振および磁気受容に関与するとされる。
（３）フォトトロピン
・フォトトロピン：青色光を受容する色素タンパク質。光屈性に関わる光受容体はフォトトロピンである（「フォトトロピン」という名の由来はphoto[光]tropis[屈性]である）。
・フォトトロピンは他にも気孔の開口や、葉緑体光定位運動（葉緑体が光環境に応じて細胞内を移動する現象）にも関与していると考えられている。
・葉緑体定位運動には、アクチンフィラメントが関わると考えられている。

●陸上植物では、主に赤・遠赤色光を吸収するフィトクロム、および青色光を吸収するクリプトクロム、フォトトロピンが主要な光受容体である。藻類、バクテリア、菌類などでも、これらの光受容体に類似した多様な光受容体がある。植物の発生や分化の過程は、生活環を通じてこうした光受容体から得られる光情報の制御をさまざまに受け、このような現象は光形態形成と呼ばれる。



0:00 概要
1:48 フィトクロム
7:04 フォトトロピン
10:54 クリプトクロム


#フィトクロム
#フォトトロピン
#クリプトクロム
#高校生物
#光受容体

植物の光受容体　高校生物

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
ミツバチの８の字ダンスについての問題演習です。
基本の授業はこちら
   • ミツバチの8の字ダンス①（基本編）　高校生物  

●巣箱でのダンスにおいて、通常、常に真上の方向を太陽の方向とみなすことに注意せよ（8の字ダンスは垂直巣面で行われる。ダンスの直進部と鉛垂線のなす角が、太陽ー巣ーえさ場のなす角をあらわしている。つまり、視覚情報で得た餌場の位置情報を、重力情報に変換して指示している）。
＊ただし、人為的に（実験的に）この軸（鉛直上方を太陽のある方向とする軸）をずらすことができる（ミツバチを混乱させ、軸をずらすことができる。すなわち、真上が太陽の方向ではなくなる）。たとえば巣面を明かりで照らしたり、巣面を青空に露出させると、人間の目から見ると、指示角はずれる（ただし、指示を受ける側のミツバチの軸もずれるため、えさ場の位置は正確に伝わる）。
●ミツバチは、太陽コンパス（動物が太陽を基準にして定位方向を決めるシステム）と時間感覚を協調させることで、未経験の時間における太陽の位置を推定し、えさ場の位置を指示することができる。午後に外出したミツバチは、午前に他個体にえさ場を指示することができる。
●巣の中からは空が見えない。ミツバチどのように太陽の位置を推定するのか？実は、ミツバチには、人間には見えない、太陽からくる紫外線のパターン（偏光の振動方向）を感知する能力があり、直接空と太陽を見なくても、太陽のある方向を知ることができるのである。同じ理由で、曇りの日、太陽が見えない日でも、太陽のおおよその位置を知ることができる。
●ミツバチのダンスは、蜜あるいは花粉を発見したミツバチのワーカー(働き蜂)が帰巣後、巣板にいる同胞に情報を伝えるため、腹部をはげしく振動させながら歩きまわる行動である。フリッシュが詳しく研究した（フリッシュはノーベル賞を受賞した）。
●体表に残る花の香は蜜源植物の香を伝え、また蜜源の距離が巣から約100 m未満の場合には円を描く円形ダンスとなり、それより遠い場合には重力方向に対し一定の角度を保ってまず直線を描き、次に右または左に回転してもとの位置に戻る8の字ダンスを躍る。直線部が重力の反対方向（鉛直上方）となす角は、巣から見て太陽の方向と餌の方向とのなす角に一致する(太陽コンパス)。
さらにダンスの速さは距離に反比例し、これによって距離情報を伝達している。
ダンスの継続時間が長いほど蜜源が豊富で出動する働き蜂が多数必要なことを示す。
●ミツバチのダンスはフリッシュが詳しく研究した（フリッシュはノーベル賞を受賞した）。
「ミツバチが特定の指示でも受けないかぎり、前もって予測もできないような場所に餌場をもうけてみた・・・濃い砂糖水を置いてみたところ、ミツバチが早速これを認め、まもなくそれに対応して巣箱ではダンスが始められ、数分後には、新たなミツバチがこの隠された場所へ群をなして集まってきた。この光景を見た私のありのままの気持は、ショックに近いものだった。・・・しかし事実はあくまで事実であった。」「ミツバチはなんらかの方法で、目的地の方位を相互に伝えあっている、という説明以外には言いようもなかった。」フリッシュ『ある生物学者の回想』より


#高校生物
#ミツバチ
#8の字ダンス

ミツバチの8の字ダンス②（問題演習編）　高校生物

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
ジベレリンのはたらき（伸長成長促進・休眠打破・種なしブドウの作成）について解説します。ジベリリリ～ン♪で覚えよう。
語呂「ジベレリリン！目覚まし時計で休眠打破！」

ジベレリンによる発芽制御についての講義はこちら↓
   • ジベレリンによる発芽制御【植物ホルモン】　高校生物  


●ジベレリンのはたらき
①細胞の伸長成長を促進。
②種子の発芽を促進（休眠打破[きゅうみんだは]）。
③単為結実（たんいけつじつ。受粉をしなくても果実が形成される現象）を促進。→種なしブドウの生産に利用されている。
●ジベレリンはセルロース繊維を水平方向に配置させる。結果、ジベレリンとオーキシンが共同すると細胞は縦方向に伸張する。
エチレンはセルロース繊維を縦方向に配置させる。結果、細胞は肥大する。
つまりセルロース繊維はベルトのような役割を持っている。
●種子の胚はジベレリンを生産し、糊粉層の細胞（種皮のすぐ内側にある細胞層で、糊粉というタンパク質を主体とする小粒を多量に含んでいる）にはたらきかける。すると、糊粉層の細胞はアミラーゼを分泌するようになる。アミラーゼによって胚乳内のデンプンが分解され、グルコースとなり、そのグルコースを胚が受け取って発芽する。この流れが『休眠打破』である。
●（背の低い）コケ植物は、一般的にジベレリンをつくらない。ジベレリンは維管束植物（背が高いシダ・種子植物）に普遍的にみられるホルモンである。シダ植物・種子植物がコケ植物に比べて大きくなれた（つまり、「伸長成長」できた）理由の一つは、伸長成長促進物質ジベレリンを獲得したからである可能性がある。
●ジベレリンは種子、成長している葉など、さまざまな部位で合成される。師管と道管を通って輸送される。
●1900年代はじめ、アジアの農家は、イネがひょろ長くなりすぎて成長する前に倒れてしまう病気に気付いていた。ジベレリンは、イネ馬鹿苗病菌Gibberella（ジベレラ） fujikuroiの培養液中から、イネ苗に徒長を誘起する物質として、黒沢英一(1926)によって発見され、藪田貞治郎・住木諭介(1938)によって結晶化・命名された。
ジベレリンは果実の肥大化を促進する。ブドウでは花にジベレリンを処理すると花粉の受精能力が壊されて、胚発生がないまま子房の肥大を誘導することができる。ブドウをジベレリン水溶液で処理して単為結実をおこさせ、さらにもう一度若い果実を処理して果肉の生育を促進させて、タネなしブドウの生産に利用している。単為結実とは、被子植物で、受精が行なわれずに子房が発達し、種なしの果実を生じる現象である。
まさにジベレリンがいい例だが、このように、植物ホルモンは、はたらきが多様で、はたらきかける細胞も様々である。植物の発生的な段階によっても、効果がころころ変わる。今後研究が進むにつれ、より明確なストーリーが明らかになるだろう。 
●ジベレリンは頂芽、根の分裂組織、若葉、種子（の細胞質基質や色素体）でつくられるらしい。
●ジベレリンは維管束系を通って移動する。
●ブドウではジベレリン処理をすると花粉の受精能力が壊されて胚発生がないまま子房の肥大を誘導する（単為結実）。
●ジベレリンの受容体は核内にある。
●ジベレリンがない状態では、DELLAタンパク質がジベレリン応答を抑制している（どのように抑制しているのかについてはよくわかっていない）。ジベレリンが細胞内受容体であるGID１（イネの場合）と結合すると、DELLAタンパク質はそこに引き寄せられ、最終的に分解に導かれる。その結果、ジベレリン応答が起こる。


#高校生物
#ジベレリン
#植物ホルモン

ジベレリン【植物ホルモン②】　高校生物

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
眼について講義します。
語呂「こう彩が交際（こう彩の断面が、なんだか二つの突起が向かい合って交際しているように見える）」見えないよね、すみません。
語呂「ガラスの恋、もう脈はない。強くなる（光が入る方から順番にある構造。ガラス体、網膜、脈絡膜、強膜）」

●眼の適刺激は光である。
①強膜
眼は、白色の厚い結合組織（強膜）で包まれたほぼ球状の器官である。
＊強膜と網膜の間には、脈絡膜（みゃくらくまく）という、血管が豊富な薄い膜が存在する（脈絡膜には豊富なメラニン色素が存在し、光を吸収している[眼球内の光の反射や散乱を防いでいる]。また、脈絡膜には、網膜に栄養を与えるなどの働きがある）。
②角膜
光は、強膜とつながっている角膜を通じて眼球内に入る。
＊血管は光を遮るので角膜には血管がない。
③網膜
一番内側の膜が網膜である。
視神経が眼の外へ出ていく部分を盲点（盲斑）という。盲点には、視細胞は存在しない（視神経が貫いている）ので、ここでは光を受容することができない。
＊ヒトの眼はカメラ状であり、カメラ眼と呼ばれる（ただし、ヒトの眼は水晶体[レンズ]の厚さを変えてピントを合わせるのに対し、普通のカメラはレンズを移動させてピントを合わせる）。軟体動物であるタコなどの眼では、視細胞の光を吸収する場所の『後ろ（ヒトと逆）』に軸索が位置しているため、網膜には視細胞がとぎれることなく並んでいる。そのため、タコには盲斑がない
＊オウムガイなどの眼には水晶体がなく、ピンホール眼と呼ばれる。
＊昆虫は複眼を持つ。複眼は、個眼とよばれる光検出器が数千個集まったものである。複眼は、動きの検出に非常に優れている。昆虫が映画を見る時、映像が途切れていることに気付くであろう。昆虫の複眼は一般に短波長の光にも敏感で、紫外線を感じ、偏光感受能力も認められる。
網膜にある連絡神経細胞は、視細胞が受け取った光刺激を調節（コントラストを調節したりなど）している。
色素上皮細胞は、その名の通り色素を含む細胞。光の乱反射を防ぐ（眼の内側は真っ黒に見える）。また、視細胞にレチナールを供給している。
＊色素上皮細胞は網膜に含めないことがある。
⓸錐体細胞・桿体細胞
ヒトの網膜には錐体細胞（すいたいさいぼう）と桿体細胞（かんたいさいぼう）がある。
錐体細胞は明るい所ではたらき、主に色覚に関与する（したがって薄暗い所では色が識別しにくい）。
桿体細胞はうす暗い所でもはたらく（明暗を鋭敏に区別する）。
ヒトの網膜には、４３０nm付近、５３０nm付近、５６０nm付近の光をよく吸収する、３種類の錐体細胞（それぞれ、青錐体細胞・緑錐体細胞・赤錐体細胞）がある。
＊赤錐体細胞の吸収する波長のピークは、実際は黄色の波長だが、赤色（６５０nm以上）の波長を吸収できるのは赤錐体細胞のみである。
＊脳は、３種類の錐体細胞（赤・緑・青）の読み取りの比較に基づいて色を決定する。たとえば、すべての種類の錐体細胞が同程度に活性化した場合、私たちは「白色」を知覚する（ノートが白色に見えるのは、ノートから来る光が、３種類の錐体細胞を同程度に活性化させるからである）。
⑤水晶体
水晶体（すいしょうたい）：透明である。遠くを見る時、近くを見る時で厚さが変化する。水晶体はクリスタリンというタンパク質を豊富に含む。
＊水晶体とレンズを同義のように扱うことも多い。厳密には、光感覚器官・発光器官の前に位置する通光・屈折の機能をもつ構造体をレンズといい、そのうち、脊椎動物のカメラ眼のものを特に水晶体という。
⑥ガラス体
ガラス体（がらすたい）は、水とタンパク質からなるゼラチン状の物質である。
＊ガラス体は、ぱんぱんに眼球内に詰まっており、網膜を強膜に押し付けてガラス体内にはがれてこないようにしている。

●視細胞のグラフ（視細胞の分布）についての講義はこちら　
    • 視細胞の分布を表すグラフ【眼】　高校生物  
●好きな人が近くにいると、ドキドキして、交感神経が優位になり、虹彩のはたらきで瞳孔が大きくなり、黒目が大きく見えてかわいく見えるという説（都市伝説？）がある。 
●瞳孔は、虹彩 irisに囲まれた光の入射口で、その大きさは副交感神経支配の瞳孔括約筋（括約は「かつやく」と読む。括約は、輪っか上の筋肉が、閉じてしまる、というような意味）と、交感神経支配の瞳孔散大筋の緊張に基づく。
それぞれの筋肉が収縮すると、それぞれ、瞳孔が縮小、散大する。 
＊瞳孔括約筋が収縮＝瞳孔縮小
＊瞳孔散大筋が収縮＝瞳孔散大


問題：瞳孔の大きさを調節するのは（　X　）である。（　X　）には瞳孔散大筋や瞳孔括約筋があり、それぞれ収縮することで瞳孔を拡張・収縮させる（それぞれの筋肉が収縮したときはもう一方は弛緩する）。（　X　）に入る語を答えよ。
答え：虹彩（こうさい）


#生理学
#高校生物
#眼

【眼①】全体構造　高校生物

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
花芽形成のグラフについて講義します。
花芽形成の基本に関する講義はこちら↓
   • 花芽形成（短日植物・長日植物・光中断について）　高校生物  

●　花芽形成と日長との関係から、種子植物は、短日植物・長日植物・中性植物に分けられる。
（１）短日（たんじつ）植物・・・暗期が限界暗期以上で花芽形成。
短日植物の例）アサガオ、キク、コスモス、オナモミ、イネ、ダイズ
注意：短日植物とは、「限界暗期の短い植物」ではない！限界暗期の長さは植物ごとに決まっており、「その時間より暗期が長くなると花芽形成する」のが短日植物である。
（２）長日（ちょうじつ）植物・・・暗期が限界暗期以下で花芽形成。
長日植物の例）アヤメ、コムギ、アブラナ、ダイコン、ホウレンソウ、シロイヌナズナ
（３）中性植物・・・日長と無関係に花芽形成が起こる。
中性植物の例）トマト・ヒマワリ・セイヨウタンポポ・エンドウ・ソバ・トウモロコシ・ナス・キュウリ・メロン

＊短日植物の語呂「朝にキックしてくれる気の短いタバコ女がいーね（アサガオ、キク、短日植物、タバコ、オナモミ、イネ）」
＊長日植物の語呂「何故あぶない小麦色の長い大根足放り出す！？（ナズナ、アブラナ、コムギ、長日植物、ダイコン、ホウレンソウ）」
中性植物の覚え方「おいしいのが中性植物（トウモロコシ、トマト、エンドウ、ナス）」これは意味ない覚え方ですね。すみません。
＊テスト中、短日植物の定義を「短日植物＝日が短いと花芽形成＝暗期が長いと花芽形成＝限界暗期より暗期が長ければ花芽形成」と面倒でも書いておくと、ケアレスミスが防げます。

●　連続した暗期（自然界では「夜」）の長短によって、花芽の形成などが左右されることが知られている。このような性質を光周性（こうしゅうせい）という。
＊光周性：１日の明期・暗期の長さ（光周期）に対する生物の応答あるいは応答性。
＊花芽（かが、はなめ）：展開して花になる芽。
●　厳密には短日植物ではなく長夜植物とすべきだが、ふつう光周期は24時間サイクルであり、我々は夜寝てしまうので、夜の長さは何となくイメージしにくいのもあって、短日、長日と呼んでいる。
●　ちなみに、厳密に短日植物、長日植物、中性植物を分けることなど当然できない。中性植物と呼ばれるものでも、長日か短日のどちらかによって開花が促進される傾向があるものもある。また、短ー長日植物や長ー短日植物など、正しい順番で日長条件が必要な植物もいる。
●　なお、高校生は全く気にしなくてよいが（テストでは無視する）、ほぼすべての植物は、一定以下の日長では開花しない（そのような日長を「下位の限界日長」と言う）。したがって、一定限界以下の日長で開花しないのは長日植物だけではない。ただし、短日植物の「下位の限界日長」は非常に短く、ふつうは５時間以下である。そのような状況は、植物が生活するような自然界にはない日長である。短日植物のグラフは、本当はU字型になる（日が長すぎても花芽形成しないし、日が短すぎても、すなわち下位の限界日長を下回っても、花芽形成しない）。今回のようなグラフでは、本当のグラフが部分的に切り取られたものが描かれている。




0:00 短日植物
1:58 長日植物
2:34 中性植物
2:51 問題





#高校生物 
#花芽形成
#光周性

花芽形成に関するグラフ　高校生物

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】
ジベレリンの発芽制御について講義します。

語呂「網タイツで興奮（"アミ"ラーゼを分泌するのは"糊粉"層）」

問題：デンプンとジベレリンを含む培地に、胚を含まない半種子（胚を含まないように半分に切った種子）をのせた。その場合、種子を置いたところでヨウ素デンプン反応（デンプンがあると青色を呈する反応）は起きるか。
答え：起きない。種子に胚はないが、培地にジベレリンがあるので、糊粉層はジベレリンを受け取り、アミラーゼを分泌する。アミラーゼは培地のデンプンを分解する。デンプンがないので、ヨウ素デンプン反応は起きない。

＊すみません。動画中の問題文は雑に書いています。動画の問題では、「ヨウ素デンプン反応が起きた（青色を呈した）のは（１）を置いた培地である」と解説していますが、当然、（２）を置いた培地でも、種子をのせていない部分ではヨウ素デンプン反応は起きます。青く染まった培地の中で、（２）の種子を置いたところだけが（培地のデンプンが分解されているので）白くなります。

●　シベレリンは、もともとは、イネの馬鹿苗病（草丈が異常に高くなる病気）を引き起こすカビ（ジベレラ）が分泌する物質から発見された。しかし、その後、ジベレリンは植物に広く存在することが明らかとなった（植物自身もジベレリンを産生していた）。
●　ジベレリンは、黒沢栄一によってイネの馬鹿苗病菌の培養液中からイネを徒長させる物質として発見され、薮田貞治郎、住木諭介によって結晶化・命名された。一時期、オーキシンのみによって植物の生長と分化を説明しようとする流れがあったが、ジベレリンが発見され、オーキシンの他にも植物ホルモンが存在することが知られるようになった。その後相次いでサイトカイニン、アブシシン酸、エチレンが植物ホルモンとして働いていることが明らかになった。
●　ジベレリンのはたらき
①細胞の伸長成長を促進。
②種子の発芽を促進（休眠打破[きゅうみんだは]）。
③単為結実（たんいけつじつ。受粉をしなくても果実が形成される現象）を促進。→種なしブドウの生産に利用されている。
●　アメリカのウィーバーは、ジベレリンがブドウ果実の成長を促進することを発見した。その後、日本の岸光夫は、ブドウ果実の成長促進実験の中で、種無しの果実が生じることを発見した。これが種なしブドウの生産につながった。なお、ブドウの品種により、種なし化のしやすさは異なることが知られている。
●　種子の中で休眠中の胚は、適当な条件（水分と酸素と温度）がそろうと活動を始め、発芽が起こる。
●　発芽の制御には植物ホルモンであるジベレリンが関係している。
●　ジベレリンによる発芽制御は、イネなどで研究が進んでいる。
●　発芽の際、胚乳細胞内のデンプンは、アミラーゼによって消化される。アミラーゼは、糊粉層細胞から分泌される。胚が分泌するジベレリンは、糊粉層におけるアミラーゼの合成を誘導する。
●　穀類では、胚乳の外側の層が特殊化し、『糊粉層（こふんそう）』を形成する。糊粉層はアリューロン層とも呼ばれ、糊粉粒（タンパク質を主体とする小粒）を多量に含んだ細胞層である（１～５層の細胞層からなる）。デンプンは蓄積されていない。糊粉層がアミラーゼやその他の酵素を分泌することで、胚乳内の貯蔵物質が、可溶性成分として胚に供給される。
●　発芽までの流れ
①胚が植物ホルモンであるジベレリンを分泌する。
＊胚（赤ちゃん）が「グルコースほしいよー！」と声をあげるイメージ。
②ジベレリンを受け取った糊粉層の細胞がアミラーゼを分泌する。
＊実際は、糊粉層からはアミラーゼやプロテアーゼなどの加水分解酵素が分泌される。
③胚乳のデンプンが分解され、生じたグルコースが胚に吸収される。
＊実際は、グルコースやマルトース、アミノ酸などが胚に吸収される。
●　胚と胚乳の間には胚盤（子葉に相当するとされる）という器官がある（胚盤はイネ科特有の胚的器官である）。ジベレリンは胚で合成され、胚盤を経て胚乳に放出される。ジベレリンは拡散し、糊粉層に達する。糊粉層の細胞は、アミラーゼなどの加水分解酵素を合成し、胚乳に分泌する。デンプンや他の貯蔵物質は分解されて低分子化合物になる。それらは胚盤に吸収され、成長する胚へ輸送される。
●　最終的に種子の中に胚乳が多量に含まれるのはイネ科などの種子（有胚乳種子）であり、マメ科などの種子（無胚乳種子）では、種子の内容物はほとんど胚（子葉が肥厚して栄養を蓄える）だけである。
●　発芽が光によって誘導される種子もある。そのような種子を光発芽種子という（レタスの種子が有名である）。光によってジベレリンの合成が盛んになることで発芽が促進されると考えられている。なお、種子を洗ってアブシシン酸（休眠を促進する植物ホルモン）を除去したり、多量のジベレリンを投与することによって、光とは関係なく発芽が誘導されることも知られている。


0:00 ジベレリンによる発芽制御
1:48 問題


#高校生物 
#植物ホルモン
#発芽

ジベレリンによる発芽制御【植物ホルモン】　高校生物

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
神経細胞の膜電位の測定について解説します。

膜電位の測定（基本）
   • 膜電位の測定【神経細胞②】　高校生物  
活動電位
   • 活動電位【神経細胞④】　高校生物  
静止電位
   • 静止電位【神経細胞③】　高校生物  

●動物細胞では、ふつう、細胞膜内外の電位差に最も大きく寄与するのは、チャネルによるイオンの受動輸送である。
●動画中で「＋ーは高さの概念に似ている」と言っているが、厳密には、当然、電荷と電位は異なる。本質は、「重力もクーロン力も保存力であり、位置エネルギー（ポテンシャルエネルギー）は常に基準点を決めた上で定められる」ということである。なお、電界のある１点の電位は、基準点から単位電気量をもつ正の点電荷をその点までもってくるのに要する仕事として定義される。
●静止時も興奮時も、常にナトリウムポンプが働き、細胞の外側にナトリウムイオンが、細胞の内側にカリウムイオンが能動輸送されている。その結果、細胞外にはナトリウムイオンが、細胞内にはカリウムイオンが多くなっている（ナトリウムポンプが働くために、ものすごい量のATPが使われている。それは、静止電位を発生させるためにカリウムイオンを外に漏洩させるため、そして、活動電位発生時に、ナトリウムイオンを流入させるためである）。ナトリウムポンプは、静止時も、興奮時も、常に働いている。
●よく「ナトリウムポンプがナトリウムイオンをカリウムイオンより多く細胞外に能動輸送するから、細胞外が＋になっている」と説明する人がいるが、不正確である。ナトリウムポンプは静止電位の発生にほとんど寄与していない。下で述べるように、カリウムイオンの漏洩が静止電位発生の主な原因である。
●カリウムイオンはカリウム漏洩チャネルを通って外に出る（漏洩する）。そのために細胞外は細胞内より＋に偏り、静止電位が生じる（ちなみに、カリウムイオンの移動はすぐに終わる。カリウムイオンが細胞内の陰イオンにひきつけられたり、細胞外の＋に反発したりするからである）。カリウム漏洩チャネル（カリウムリークチャネルともいう）は、静止時も、興奮時も、常に開いている。
●興奮時、電位依存性ナトリウムチャネルが一瞬開き、そこを通ってナトリウムイオンが細胞内に流入する。
●電位とは、実際は、「基準点から単位電気量をもつ正の電荷をその点まで運ぶために必要な仕事」として定義されるが、今回は厳密に考えなくてよろしい。
●よく入試問題等で「伝導は両方向に興奮が伝わる」「伝達は一方向に興奮が伝わる」とされることがあるが、自然界では、神経細胞の片方の末端から興奮が伝わることが普通なので、伝導でも一方向に興奮が伝わることになる。我々が人為的に軸索の途中を刺激したときに、両方向に興奮が進むのである。
●ネルンストの式を用いれば、膜電位を定量的に議論できるが、詳しくは大学で学んでほしい。たまーーーーーに入試に出るが、丁寧な計算式の誘導が付いているので、それに従えばよい。
noteに詳しく解説してある。
https://note.com/yaguchihappy/n/n23b91e346394


●高校では、静止電位の大きさは、おおよそカリウムイオンの濃度勾配のみに左右され（カリウムイオンが細胞外に漏洩する勢いに左右され）、活動電位の大きさはおおよそナトリウムイオンの濃度勾配のみに左右される（ナトリウムイオンが流入する時の勢いに左右される）としてよい。これを知っておくと問題を解くときに便利（繰り返すが、実際はこれほど単純ではない。細胞内外の様々なイオンや電場に影響される）。


補強問題：細胞外にあるNa＋イオンの半分をK＋イオンに置き換えた。
①静止電位はどうなる？②活動電位はどうなる？

答え：①静止電位は、K＋イオンの濃度勾配の大きさに起因するとしてよい。K＋の濃度勾配が小さくなったので、（細胞外にK＋が多くなったので、K＋が外へ漏洩しようとする勢いが小さくなり）静止電位は０ｍVに近づく（細胞内があまり外に比べて－にならなくなる）。
②活動電位はNa＋イオンの濃度勾配の大きさに起因するとしてよい。Na＋の濃度勾配が小さくなったので、（Na＋が細胞外に少なくなったので、興奮時にNa＋が細胞内に流入する勢いが減って）活動電位は小さくなる。
＊ちなみに、静止電位は静止時の細胞内外の電位差、活動電位は興奮時の電位変化なので、上記の答えは細胞内外のどちらを基準としても成り立つ。

●何も断りがなければ、細胞外を基準にして細胞内の電位を測定したものが膜電位であると判断してよい。高校教科書の中には膜電位をそう定義しているものもある（実際はそのように実験することがほとんどなのだが、厳密には正しくない。理論上は細胞内外のどちらを基準にとってもよい。動画の初めに紹介した膜電位の定義は、岩波生物学辞典、南山堂医学大辞典の定義に従った）。

0:00 基準電極と記録電極
03:34 基準（外側）・記録（内側）
08:18 基準（外側）・記録（外側）

#高校生物
#ニューロン
#神経

膜電位の測定（発展）【神経細胞⑤】　高校生物

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
オーキシン（及び光屈性、極性移動）について講義します。オーキシンの動きを鉛筆で追いましょう。

問題：オーキシンが先端部から基部へ、一方向的に移動することを何というか。
答え：極性移動


●オーキシンの性質
①茎の先端でつくられて、光の当たらない側に分布する。
②基部（植物体の中心部）方向へ移動する。逆方向には移動しない（極性移動という）。
＊オーキシンの極性移動は、重力に依存せず、エネルギーを用いて行われる。決してオーキシンは重力で落ちていくわけではない。幼葉鞘を切断し、逆さまにして置いても、先端部から基部へ移動する（重力逆らっても移動する）。
③下方に（基部方向に）移動したオーキシンは、細胞の成長を促進させる。
＊オーキシンは細胞壁の主成分であるセルロース繊維の結びつきを弱める→細胞は吸水して成長する。
＊オーキシンは、光の当たらない側で高濃度になっている。高濃度のオーキシンは茎を大きく成長させる。光の当たる側と、その反対側で、成長の大きさが異なる（光の当たらない方がよく成長する）ので、光のくる方向に屈曲する（茎が正の光屈性を示す）。
●オーキシンに対する感受性は茎と根で異なり、茎の成長は比較的高濃度で促進されるが、根の成長は比較的低濃度で促進される。そして、いずれの器官でもさらに濃度が高くなると成長が抑制される。
●オーキシンは形成層や柔細胞を通ると考えられている。
●どの組織でもオーキシン合成は可能だと考えられているが、主な供給源は茎頂分裂組織と若い葉などである。
●根冠まで降りたオーキシンは再び上に折り返すようである。（上に折り返したオーキシンは、その後、再びUターンしてループするようである。詳細は未解明である）。
●ジベレリンはセルロース繊維を水平方向に配置させる。結果、ジベレリンとオーキシンが共同すると細胞は縦方向に伸張する。
エチレンはセルロース繊維を縦方向に配置させる。結果、細胞は肥大する。
＊つまりセルロース繊維はベルトのような役割を持っている。
●伸長部位でオーキシンはプロトンポンプを刺激する。→エクスパンシン（セルロースとその他の細胞壁構成物質の架橋[水素結合]を切断し細胞壁を緩める）の最適ｐＨは酸性側にあるので細胞壁が緩む。→細胞は吸水し伸長する。
●オーキシンに似た作用をもつ植物ホルモンとして、ブラシノステロイドがある。オーキシンと作用が似ているので、植物学者達がブラシノステロイドがオーキシンの一種ではないことに気付くのに何年もかかった。ブラシノステロイドはその名の通り、ステロイド系のホルモンである。アブラナ(『Brassi』ca napa L.)の花粉から成長促進活性をもつ物質として抽出された。茎葉の成長を促進する。ブラシノステロイドはコケ植物から維管束植物にわたるすべての陸上植物に存在すると言われている。
●ブラシノステロイドはすべての組織に存在。オーキシンは表層のみ伸長させるが、ブラシノステロイドは表層と内部どちらも伸長させる。
● 19世紀後半、進化論で有名なダーウィンとその息子は、光に向かう植物の屈曲、光屈性phototropismについて研究していた。ダーウィン父子はカナリーグラス(イネ科の一種、牧草)の芽ばえを材料に用いたが、その芽ばえは他の単子葉植物のように 、いちばん若い葉は幼葉鞘 とよばれる保護器官に包まれている 。幼葉鞘は光、特に青色光に非常に敏感である。幼葉鞘は片側を弱い青色光で短時間照射されると、光源の方向に1時間以内に曲がる (成長する)。ダーウィン父子は、幼葉鞘の先端が光を感じることを見つけた（先端を薄い金属箔で覆うと幼葉鞘は曲がらないからである）。 しかし、 幼葉鞘の光に向かって屈曲する領域は成長領域(growth zone) とよばれる部分で、先端から数ミリメートル下にある。このようにして、なんらかの信号（オーキシン）が先端で作られ、 成長領域にまで移動し、陰側が照射側より早く成長するようにさせたのだと彼らは結論した。
●幼葉鞘は、単子葉類のイネ科などに独特の器官で、発芽時に最初に地上へ抽出する部分である。第一葉以下の幼芽を包んでいる。幼葉鞘の器官学的解釈については諸説あるが、胚盤と幼葉鞘を合わせたものが単子葉類の子葉にあたるとする説が有力である。
●オーキシンは植物の成長を促進する物質である。実は、オーキシンとはただ一つの化学物質を指すわけではなく、インドール酢酸など、植物体内から発見される天然の植物成長ホルモンと同じ作用を示す合成品を含めた総称である。いずれも低濃度で細胞の伸長を促すほか、発根、子房の成長促進、側芽の成長抑制（頂芽で作られ、側芽の成長を抑制する。この現象を頂芽優勢という。サイトカイニンが側芽の成長を促進するが、オーキシンはこのサイトカイニンの作用と拮抗的に働く）、落果・落葉の抑制など種々の作用を示す。人工的に合成品されたオーキシンは植物を枯死させるので除草剤として利用されている。 
●たとえば、温度上昇によるチュ－リップの開花のように、屈性とは異なり、刺激の方向に『無関係に』反応する性質ことを傾性という。


#極性移動
#高校生物
#オーキシン

光屈性・オーキシン【植物ホルモン①】　高校生物

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】
中枢パターン発生器について講義します。
※たまに超難問のテーマになりますが、あまり気にする必要はないです。解説を見て納得しておけば良いです。試験本番でも、解ける問題で点をとっていきましょう。

問題：動画の神経回路において、⑥のニューロンが興奮している時、⑤のニューロンは興奮しているか、していないか。
答え：していない（⑥が興奮している時、④が興奮しており、⑧を介して③の興奮は抑制されている。よって⑤は興奮していないと考えられる）

●　外部からのリズミカルな入力が無くても、リズミカルな運動出力を形成することができる神経回路を、中枢パターン発生器（ちゅうすうぱたーんはっせいき）という。
●　中枢パターン発生器は、様々な動物の様々な運動（歩行、泳動、食事、呼吸、飛翔など）に関わっていることが明らかになっている。たとえば動画で示したような神経回路が中枢パターン発生器のモデルの一つとして知られている。
●　動画中の神経回路（中枢パターン発生器）について
①～⑧はニューロンを表している。⑦と⑧は抑制性の介在ニューロンである（⑦は④の、⑧は③の興奮を抑制する）。この神経回路では、⑤と⑥が交互に興奮する。
＊はじめ（図に書かれていない別の細胞から）①や②に興奮が伝わる。ただし、③と④は入力に対して興奮が生じるまでの時間がわずかに異なり（例えば活動電位発生の閾値が異なる）、一定時間しか活動が持続しないニューロンであるとする。今回は、③のほうが早く興奮するとする。
興奮した③は、⑤に「興奮しろ」という命令を送る。と同時に、⑦に「興奮しろ」という命令を送る。⑦は抑制性の介在ニューロンであり、④を抑制する。④の興奮が抑制されれば、⑥は興奮しない。結果として、⑤が興奮する時、⑥の興奮が抑制されることになる。
やがて③の活動が止むと、④が活動を始め、その間は⑤の活動が抑制される（④は⑧を興奮させ、⑧は③の興奮を抑制する。③が興奮しないので、⑤が興奮しない）。このような神経回路があると、⑤や⑥では、興奮が交互に（リズミカルに）生じる（ただし、動画で示したモデルはかなり単純なモデルであり、実際はもっと複雑な神経回路が存在していると考えられる）。
●　哺乳類の中枢パターン発生器は非常に複雑なため、まだわかっていないことが多い。無脊椎動物などで中枢パターン発生器の研究が進んでいる。
●　このような神経回路についての難問を解く際は、その問題が伝達にかかる時間等を考慮しているのかいないのか、どのシナプスが興奮性で、どのシナプスが抑制性か（興奮を抑制するニューロンがある場合、どのくらいの時間、相手側の興奮を抑制し続けるのか）、活動電位の発生後しばらく活動を休止するニューロンはあるか等に気を付けると良い。
●　かつては、リズミカルな運動の実現には以下のようなしくみが働いていると考えられていた。
①筋肉Aが収縮する。②筋肉Aの収縮がきっかけとなって感覚神経Bが興奮する。③感覚神経Bは筋肉Bを収縮させる。④筋肉Bの収縮がきっかけとなって感覚神経Aが興奮する。⑤感覚神経Aは筋肉Aを収縮させる。→①へ戻る。
しかし、③と⑤のような感覚入力のフィードバックがなくても、リズミカルな運動が形成されることが発見され、中枢パターン発生器の存在が明らかになった（ただし、感覚フィードバックという仕組みが存在しないわけではない。感覚フィードバックは多くの運動で重要な働きをしている）。

＊動画の図はかなり大雑把に描いています。正確なモデルについては大学生になったら神経科学の教科書で学んでください。

#高校生物
#神経

中枢パターン発生器【神経】　高校生物発展

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
活動電位について講義します。
語呂「カツ丼に納豆流入（活動電位、ナトリウムイオンの流入）」
静止電位について
   • 静止電位【神経細胞③】　高校生物  

●ナトリウムポンプは、ATPを分解して得たエネルギーを用いて、細胞外にNa＋を、細胞内にK＋を能動輸送する（ATPのエネルギーを用いて３つのＮａ＋を細胞外へ排出し、２つのＫ＋を細胞内に入れる）。
＊特に問題文で指定が無ければナトリウムポンプとナトリウム-カリウムATPアーゼは同義としてよい。
●常時、カリウムチャネル（カリウム漏洩[リーク]チャネルとよばれる種類のカリウムチャネル）がK＋（正に帯電している）を細胞外に漏らしている。
よって、静止時、細胞外は正（＋）に、細胞内は（細胞外に比べて相対的に）負（－）に帯電している。
このときの膜内外の電位差を静止電位という。
＊静止電位：静止状態にある神経細胞の膜電位（膜をはさんだ電位『差』）。細胞の種類によって異なるが、一般的にー４０～ー８０ｍV（ミリボルト）の範囲にある（アホらしいが、数値が問われることもある。今使っている教科書の静止電位の値を一応チェックしておこう）。
＜Ｑ．どうして陽イオンしかないのに「負」なんて言葉が登場するの？…まず、細胞には陰イオン（Cl－）もある。しかし、静止電位に対する陰イオンの挙動の寄与は小さいため無視している。「静止時、細胞内が細胞外に比べて負になる」というのは、静止時、カリウムイオン流出の分だけ細胞内の陽イオンが少なくなり（細胞外の陽イオンが多くなり）、「細胞外と比べれば」細胞内が負になるということである。実際、静止時においては、膜の外側で陽イオンが過剰になり、膜の内側で陰イオン（Cl−）が過剰になっていると考えられている。＞

●細胞内の電位が正の値側に変化する現象を脱分極という。逆に、細胞内の電位が負の値側に変化する現象を過分極という。
●ニューロンが刺激を受けると電位依存性（でんいいぞんせい）ナトリウムチャネルが開いてNa＋が細胞内に流入し、細胞内の電位が、一時的に、マイナスの静止電位から＋４０mVに上昇する。
この電位『変化』を活動電位という。
●電位依存性ナトリウムチャネルはすぐに閉じ、不応期と呼ばれる時期に入り、しばらく反応しない。
●続いて、遅れて開く電位依存性カリウムチャネルが開いてK＋が細胞外へ流出し、電位がもとにもどる（どうして電位依存性カリウムチャネル遅れて開くかはよくわかっていない）。
そして電位依存性カリウムチャネルが閉じて、元の状態（静止状態）に戻る。
＊ナトリウムポンプはずっと働いている（ATPのエネルギーを用いて３つのＮａ＋を細胞外へ排出し、２つのＫ＋を細胞内に入れ続ける）。
＊カリウム漏洩チャネルはずっと開きっぱなしである（実際はランダムに開閉を繰り返している）。このカリウム漏洩チャネルからのK＋の流出が静止電位を実現している。
＊すべてのチャネルは受動輸送しか行わないことに注意。たとえば、興奮時、電位依存性ナトリウムチャネルを通って細胞内にNa＋が流入するのは、細胞外より細胞内の方がNa＋の濃度が低いからである（濃度勾配に従ってNa＋が移動する）。
●ナトリウムポンプが輸送する＋イオンの数の差（Na＋が３個、K＋
＋が2個）が静止電位をつくる原因であると勘違いしている人もいるが、誤りである。ポンプによって輸送される＋イオンの数の差は静止電位の形成にはほぼ寄与しないことが知られている（ナトリウムポンプは３Na＋に対して２K＋を輸送する。よって、確かに、このポンプが働くと電流が流れることになる。しかし、ナトリウムポンプを流れる電流はイオンチャネルを流れる電流に比べるとわずかであり、静止膜電位をたかだか数ｍVほど変化させる程度の大きさである）。K＋漏洩チャネルによるK＋の細胞外への流出こそが静止電位形成の主な原因である（細胞膜のもつ、K＋チャネルの選択的透過性が、静止電位を作り出すカギとなる決定的な要素であることが明らかになっている）。


●ナトリウムイオンの細胞内への流入が活動電位が発生する原因である。
●何らかの刺激により、「一定の値」まで膜内外の電位差が小さくなると、一気に活動電位が発生する（電位差が小さくなることを脱分極と言う）。この「一定の値」を閾値という。閾値にまで達しないと活動電位は発生しない。
●１つの細胞の活動電位の大きさは、刺激がいくら強くても変わらない。これを「全か無かの法則」という。我々は刺激の大きさを、活動電位の大きさではなく、『活動電位の発生頻度』と『興奮が生じている神経細胞の数（神経細胞１つ１つの閾値が多少異なる。刺激が強いほど多くの神経細胞に興奮が生じる）』で判断している。
●静止電位の大きさは、おおよそカリウムイオンの濃度勾配のみに左右され（カリウムイオンが細胞外に漏洩する勢いに左右され）、活動電位の大きさはおおよそナトリウムイオンの濃度勾配のみに左右される（ナトリウムイオンが流入する時の勢いに左右される）としてよい。これを知っておくと問題を解くときに便利（実際はこれほど単純ではない。細胞内外の様々なイオンや電場に影響される）。
●静止時にカリウムイオンを通しているカリウムチャネルは、大学ではカリウムリークチャネル（カリウム漏洩チャネル）とよぶ。実際は静止時には、いつまでもカリウムイオンが漏れ続けるということはなく、カリウムイオンが濃度勾配に従って漏れ出ようとする勢い（細胞内の方が濃いので、薄い細胞外へ移動しようとする）と、細胞外のプラスイオンに押し戻される勢い（カリウムイオンはプラスに帯電しているので、プラス同士反発する）が釣り合って変化が止まる。これを、電気化学的平衡に達したと表現する。詳しくはnoteで解説している。
https://note.com/yaguchihappy/n/n23b91e346394



問題：活動電位の発生にかかわりの深い現象はどちらか。
①ナトリウムイオンの流入②カリウムイオンの流出
答え：①（主にナトリウムイオンの流入により活動電位が発生し、カリウムイオンの流出により静止状態に戻ると考えられている）

問題（発展）：細胞外にあるNa＋イオンの半分をK＋イオンに置き換えた。①静止電位はどうなる？②活動電位はどうなる？
答え：①静止電位は、K＋イオンの濃度勾配の大きさに起因するとしてよい。K＋の濃度勾配が小さくなったので、（細胞外にK＋が多くなったので、K＋が外へ漏洩しようとする勢いが小さくなり）静止電位は上昇する（０ｍVのほうに少し近づく）。
②活動電位はNa＋イオンの濃度勾配の大きさに起因するとしてよい。Na＋の濃度勾配が小さくなったので、（Na＋が細胞外に少なくなったので、興奮時にNa＋が細胞内に流入する勢いが減って）活動電位は小さくなる。
 
#生物
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活動電位【神経細胞④】　高校生物

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
サルコメア（筋節）の長さと張力のグラフについて講義します。

＊筋収縮についての講義はこちら↓
   • 筋収縮　高校生物  

●サルコメアは隣りあうZ膜の間を指す。中間的なサルコメアの長さの時、張力は最大になる。両フィラメントが重ならなくなるくらいサルコメアが引き伸ばされると、張力を発揮できない。
一方、サルコメアが短くなりすぎると、アクチンフィラメントがお互いに極端に重なりあうようになり、ミオシン頭部への結合部位が塞がれ、張力が減少すると考えられている。
※自然状態では、多くの筋肉のサルコメアの長さは、最適な長さに近い、狭い範囲で作動している。

#サルコメア
#高校生物
#筋肉

サルコメア（筋節）の長さと張力のグラフ【筋収縮】　高校生物

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
フロリゲン（花成ホルモン）について講義します。
＊今回は大学受験用にかなり大雑把に説明したが、フロリゲンの実体・輸送・作用機序については、わかっていないことが多い。
＊スライドに葉で「日長の情報」を感知するイラストがある（一般にそのように表現される）が、日長の情報を植物は「暗期の長さ」で測定していると考えられているので注意せよ。
＊スライドの接木実験でイメージした植物は短日植物のオナモミであるが、最後に登場したシロイヌナズナは長日植物であることに注意せよ。
●　花芽形成の促進にはたらく物質であるフロリゲン（花成ホルモンとも呼ばれる）は、一定時間の暗期が条件となって葉でつくられ、師管を通って茎頂（や腋芽）に運ばれる（葉でつくられたたフロリゲンは全身に輸送される）。
＊ただし、まだわかっていないことも多い。
＊茎頂は、ざっくり茎の先端と考えればよい（厳密には、茎頂はシュートの最先端部分である。茎頂分裂組織と、これに付随する若い葉、および若い茎の組織からなる）。
●　植物は、一般に、葉で日長を感じ取る。
●　葉のついた短日植物の枝を短日処理（人工的に連続暗期を限界暗期よりも長くする処理）すると、花芽が形成される。しかし、葉を除いた枝を短日処理しても、花芽は形成されない（葉がなくては日長を感じ取れない）。
●　短日植物と長日植物を接木（たとえば短日性のタバコと長日性のタバコを接木）して長日条件に置くと、短日植物にも花芽ができることがある。このことから、短日植物と長日植物のフロリゲンは相互に置き換え可能であると考えられる。
＊接木：植物の二つ以上の部分を組織間の接着と癒合によって一体化させる方法。
●　環状除皮によって師部を除くと、そこでフロリゲンの移動は止まることから、フロリゲンは師管を移動すると考えられるようになった。
●　茎の形成層（師部と木部の間にある）より外側をはぎ取る操作を環状除皮という。環状除皮を行うと、道管（木部にある）は残るが師管（師部にある）は除かれる。環状除皮は師管を通した物質の輸送を妨げる目的で行われる。
●　チャイラヒャンは、葉で花成ホルモンが作られ、これが茎頂に輸送されることによって花成が始まると言う説を提唱した。この説は、「花成を誘導した個体を別の個体に接木すると、接木された個体は、非誘導的な光周条件下でも花成が誘導される」という事実によって支持された（異なる種の間の接木でも同じ結果が得られることから、フロリゲンは種に特異的ではないとされる）。フロリゲンの研究は困難を極め、その単離の難しさから、「幻のフロリゲン」とも呼ばれた。僕が高校生の頃、色々な本に「フロリゲンはまだ発見されていない」と書いてあったのを覚えている。
●　ある物質をフロリゲンとみなす条件には、以下のようなものがある（ただし議論は続いている）。
①花芽形成を誘導する日長依存的に葉で合成される。
②師管を通って茎頂に輸送される。
③茎頂で花芽形成を引き起こす。
④他の植物ホルモンのように植物種を超えて共通である。
⑤接木面を介して移動できる。
●　近年、短日植物であるイネではHd3a（Heading date 3a）とよばれるタンパク質が、長日植物であるシロイヌナズナではFT（FLOWERING LOCUS T）とよばれるタンパク質が、それぞれフロリゲンの実体であることが明らかになった（２００５年、シロイヌナズナのFT遺伝子の産物が、フロリゲンの実体であることが提唱され、２００７年には、イネにおけるFT相同タンパク質である Hd3aが葉から茎頂分裂組織へ輸送されることが示された）。
日長に応じて葉で作られたFTタンパク質は、茎頂分裂組織で待ち受けるFDタンパク質と複合体（FT-FD複合体）を形成し、花芽形成を開始すると考えられている。
＊FTやHd3aは、茎頂分裂組織に移動し、花芽形成を誘導すると考えられている。
＊シロイヌナズナは長日植物、イネは短日植物である。
●　シロイヌナズナの場合、長日条件におけるCO遺伝子という遺伝子の発現が、FTｍRNAの増大をもたらすことが明らかになっている。すなわち、FT遺伝子はCO遺伝子の下流の標的遺伝子である。


0:00 フロリゲン
0:26 短日処理
1:02 接木と環状除皮




#高校生物 
#フロリゲン
#花芽形成




受験生へ
君の人生にもいずれ花が咲く。花が咲く時期は人それぞれである。どの時期に花が咲くかで人生の優劣が決まることはない。冬にサクラの花が咲かないからといって、それで誰かから文句を言われる筋合いはない。
心身の健康に気を付けて、無理せず、しかし油断せず、最後まで徹底的に頑張りなさい。応援しています。

フロリゲン（花成ホルモン）　高校生物

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
神経細胞の膜電位の測定や静止電位・活動電位についてわかりやすく講義します。
語呂「セイウチが減ってる（静止電位、内側がマイナス）」
語呂「逆転が一番興奮する（興奮時は電位が逆転する）」

静止電子
   • 静止電位【神経細胞③】　高校生物  
活動電位
   • 活動電位【神経細胞④】　高校生物  
膜電位の測定（発展：電極の位置を変えたらどうなるか）
   • 膜電位の測定（発展）【神経細胞⑤】　高校生物  

●我々は海という、高濃度ナトリウム溶液から生まれたとされる。そのナトリウムを利用した進化が行われてきた。
リン脂質の二重層というイオンを通さない障壁と、ナトリウムポンプを用いて、細胞内外にナトリウムの濃度勾配を作り出した。このナトリウムの濃度勾配は、他のイオン、糖、アミノ酸など、他の物質を細胞膜を隔てて輸送するための駆動力として活用されている。水を高いところへ貯めておいて、その水を落とすと同時に歯車を回す駆動力を得るのと同じである。我々はこのナトリウム濃度勾配の維持（ナトリウムポンプの駆動）のために毎日、莫大な量のATPを使用している。
●一般に、興奮の伝導は、温度が高い（原子の動きが激しい）方が、軸索の太さが太い（原子の通り道が広い）方が速く伝わる（金属内を自由電子が移動する電気回路とは、温度の効果が異なることに注意。固体金属内では、熱振動している陽イオンに電子がすぐぶつかる。実際、金属においては、陽イオンの熱振動が激しいほど電気抵抗も大きくなる。一方、液体は個体より原子の密度が小さく、温度が高くなっても、細胞内のイオンの動きは上記の電子ほど妨げられないと考えられる）。
低温下では興奮はゆっくり伝わるので、局所冷却には麻酔効果がある。
●有髄神経では、細胞膜の外側に絶縁性を持つミエリンが何重にも巻き付くことで（これを『髄鞘』という）膜電位が減衰しにくくなり、速い伝導が可能になっている（絶縁体を挟んで、ランビエ絞輪[髄鞘と髄鞘の隙間]とランビエ絞輪の間に活動電流[実体はイオン電流]が流れる。そしてランビエ絞輪にある次のナトリウムチャネルが開く。これを、『跳躍伝導』という）。


問題：（①）とは、細胞の膜の内外で非興奮時に生じている電位差のことであり、（②）とは、細胞膜で起こる電位変化、すなわち、一過的に膜電位が脱分極（＝細胞膜を境に、外部に対して生じている負の分極が減少すること。大雑把に言えば、細胞内の電位が外に対して『負ではなくなる方向に変化する』こと）する現象をいう。空欄を埋めよ。
答え：①静止電位②活動電位

問題：基準電極と、そこから少し離れたところに測定電極を置いた。どちらも細胞の外側に電極を置いた。静止時はどんな電位が測定されるか？
①＋　②−   ③電位差なし
答え：③（基準も測定点も＋に偏っている。したがって＋から見た＋は電位差なし）

膜電位の測定に関する発展講義
   • 膜電位の測定（発展）【神経細胞⑤】　高校生物  

問題：有髄神経の伝導速度が大きい理由を答えよ。
答え：髄鞘が絶縁体なので、興奮がランビエ絞輪を飛び飛びに伝わる跳躍伝導が起こるから。
＊この問題はよ～～～～くテストに出る。
＊ランビエ絞輪（らんびえこうりん）：髄鞘には１～３mmくらいの感覚で切れ目があり、その切れ目の部分をランビエ絞輪という。末梢神経ではシュワン細胞が、中枢神経ではオリゴデンドロサイト（希突起膠細胞）が髄鞘を形成している。ランビエ絞輪の軸索は他の部分よりも太く、豊富なNa＋チャネルがある。ランビエ絞輪で脱分極が生じると、電流はランビエ絞輪間の軸索に沿ってすばやく流れ、次のランビエ絞輪に至る（絶縁体である髄鞘によって漏電が抑えられている）。このように、活動電位はランビエ絞輪の間を跳躍するかのように飛び飛びに伝わっていく（跳躍伝導）ため、有髄神経の伝導速度は無髄神経に比べて速い。


 
#生物
#高校生物
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膜電位の測定【神経細胞②】　高校生物

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】
古典的条件づけとオペラント条件づけについて講義します。ここの分野は用語の定義が揺れている（高校教科書と動物行動学と心理学で少しずつ用語の定義のニュアンスが異なる）ので、ざっくりしたイメージをつかめればOKです。それで十分大学には合格できます。

●　動物の行動や反応を、ある刺激と結びつける手法・あるいはその過程を、条件づけと呼ぶ。条件づけには、古典的条件づけとオペラント条件づけがある。
●　生体がすでに生得的にもっている反射反応（たとえば唾液反射）に先行して、中立的な新しい刺激（たとえばベルの音）を反復して提示するとする。すると、その生得的な反射反応が、新しい刺激（ベルの音）だけによって誘発されるようになる。このような学習の型を、古典的条件づけという。
例）パブロフの実験・・・犬に肉片を与える時、その直前に特定の音を聞かせた（これを繰り返した）。やがて犬は、その音だけで唾液を分泌するようになった。
●　パブロフの犬が獲得した「反射」のように、後天的に獲得される「反射」のことを「条件反射（じょうけんはんしゃ）」という（条件反射：生得的ではなく、一定の条件下で形成された反射）。条件反射は、自然環境においても数多く形成されている（たとえば、レモンの写真を見ると唾液が出てくる）。
＊詳細＊
肉片（無条件刺激）を犬に与えると、唾液反射が起きる（無条件反射[これは生得の反射である]）。肉片を与える際に、ベル（中立刺激＝本来唾液の分泌とは全く関係ない刺激）を鳴らすという一連の手続きを繰り返すと、ベルの音だけで唾液を分泌するようになる（条件反射）。ベルのように、条件づけの中で機能を獲得した中性刺激を条件刺激という。条件刺激と無条件刺激の対になった刺激による学習を、古典的条件づけという。
＜Q.条件反射は何で学習なの？…経験によって行動が変化しているからである。実験前の犬は、ベルの音を聞いても唾液を分泌しない。繰り返し「ベルの音を聞くと同時に肉片を与えられる」という経験をした、からベルの音だけで唾液を分泌するようになった。＞
●　「条件刺激によって喚起される反応」を「条件反応」と呼び、「条件刺激が条件反応を喚起する関係」を条件反射と呼ぶ。
●　「条件反射」の形成と同じ手続きで、「反射以外の行動」も変容する。例えば、ヒトデに、照明を消してから餌を与えるという操作を繰り返すと、ヒトデは、照明を消しただけで活発に活動するようになる。このように、習得される行動は「反射」に限定されないので、刺激の対呈示（２種の刺激を交互に提示すること）と、それによる行動の変容は「条件づけ」と呼ばれるようになった。その後、刺激の対呈示以外の方法でも条件づけが生じることが発見された（オペラント条件づけ）。よって、それ以前から知られている「条件刺激ー無条件刺激」対呈示による条件づけは、「古典的条件づけ」と呼ばれるようになった。
●　「古典的条件づけ」だけでは、ヒトや他の動物が行う「自発的な」行動を説明できない。
スキナーは、スキナー箱と呼ばれる実験装置を開発した。この装置では、動物がレバーを押すと、報酬として餌が出るようになっている。空腹にさせたラットを箱内に入れると、はじめラットは偶然レバーに触れ、餌を得る。これを何度も繰り返していると、やがて自発的にレバーを押すようになる（ラットは満腹になるまでレバーを押し続ける）。レバーを押すという行動と餌が結びついて、レバーを押す頻度が上がる。このように、ある『自発的』な行動（レバーを押す）の後に刺激（餌）が加わることで、その行動が生じる頻度が変化することをオペラント条件づけと言う
●　オペラントはスキナーの造語である（操作[英語でオペレートoperate]を意味するオペランドに由来する）。
●　例えば、「幼児が偶然ある行動（例：勉強する）をしたときには親が賞賛し、勉強しないときは賞賛しないことを繰り返すと、その幼児の勉強をする頻度が増す」という行動原理がオペラント条件づけである。これは学習理論の考え方である。知らなくてよいが、操作（英語でoperate）しようとする自発的な行動（先ほどの例では勉強）のことをオペラント行動という（オペラント行動は『制御可能な』行動であり、反射とは区別される。当たり前だが、[パブロフの犬が唾液を分泌するように]幼児の体が何かの合図で勝手に勉強を始めるわけではない）。
●　古典的条件づけでは、行動や反応に「先行する」刺激による制御（ベルを鳴らし肉を与えるという操作は唾液分泌の「前」に行われる）が行われており、オペラント条件づけでは、行動や反応に「後続する」刺激による制御（餌による刺激はレバーを押すという行動の「後」に与えられる）が行われている。
●　動物行動学においては、古典的条件づけを刺激と刺激の連合学習、オペラント条件づけを反応と結果の連合学習とすることが一般的である。高校生は知らなくて良い。
●　何回も試行を繰り返して成功効率を高めていく学習を試行錯誤（しこうさくご）という（試行錯誤学習ともいう）。たとえば、ゴールに餌を置いた迷路を用いた実験などにおいて、初回のゴール達成までには長い時間を要するが、２回目以降ではゴール達成にかかる時間が減っていく。
●　学習による行動変化を数量化し、グラフにしたものを学習曲線という。学習曲線は、一般に、ある行動の頻度や速度などの指標をとり、この変化量を縦軸に、経験量（日数や試行数）を横軸にプロットして作成する。学習曲線には様々な形をとることが明らかになっている。


0:00 条件づけ
0:36 古典的条件づけ
2:17 オペラント条件づけ

#高校生物 
#行動
#学習

古典的条件づけ・オペラント条件づけ　高校生物

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
エチレンのはたらき（離層形成・果実の成熟促進）について解説します。
語呂「理想が散る（離層形成、エチレン。散る、というのが落葉のイメージ）

●エチレン：気体として放出される植物ホルモン。
＊19世紀、人々は、ガス灯の近くの街路樹の葉が次々と落ちることを不思議に思っていた。１９０１年、ネルジュボフは、室内の照明用ガス灯から漏れ出る『気体』が、微量でエンドウ芽生えの成長に影響を与えることを発見した。１９３４年、ゲインは、数十個のリンゴから放出される気体を何日もかけて集め、エチレンを単離・同定した。
●エチレンのはたらき
①離層（りそう）を形成して落葉・落果を促進。
②植物体の伸長成長を抑制し、肥大成長を促進。
③バナナ・ミカンなどの果実の成熟を促進。
＊成熟した果実から多量のエチレンが生成される。エチレンが成熟の引き金になり、成熟はさらなるエチレン産生の引き金になる。これは一種の連鎖反応である。
＊エチレンは気体であるため、エチレンを放出している果実は、周辺にある他の果実にも作用を及ぼす。たとえば、密閉された容器の中にたくさんの果実があるとする。１つの果実が成熟し、エチレンを放出すると、エチレンは同じ容器に入っている他の果実にも作用する。その結果、他の果実も次々と成熟を始める。
●古代、エジプトでは、果実に傷をつけることで、果実を肥大・成熟して食べていた。
●テレビドラマ『3年B組金八先生』（TBS）において、金八先生は「腐ったミカンを箱から放り出すような指導をするのか！我々はミカンをつくっているわけではない！」という主張したが、人が果実を熟させるようなエチレンガスを出すことはない。
●ジベレリンはセルロース繊維を水平方向に配置させる。結果、ジベレリンとオーキシンが共同すると細胞は縦方向に伸張する。
エチレンはセルロース繊維を縦方向に配置させる。結果、細胞は肥大する。
つまりセルロース繊維はベルトのような役割を持っている。
●エチレンは高等植物のほとんどの部位で生産される。植物体の一部をエチレン処理してもその効果が迅速に植物体全体に及ぶことから、エチレンは細胞間空隙を拡散により移動すると考えられている。

＜Ｑ．植物ホルモン多すぎて覚えられない！どこがテストに出そう？…まずは、『ジベレリン＝休眠打破・種なしブドウ。サイトカイニン＝細胞分裂促進・老化抑制。アブシシン酸＝休眠維持・気孔閉じる。エチレン＝離層形性』をチェック。後は問題に出てきたらその都度調べていけばよい。＞


動画で紹介したものの他にも、植物ホルモンは存在する。noteで解説している。
https://note.com/yaguchihappy/n/na21be0dba6a9


#高校生物
#植物ホルモン
#エチレン

エチレン【植物ホルモン⑤】　高校生物

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
サイトカイニンのはたらき（細胞分裂促進・老化抑制・側芽成長促進）について解説します。
語呂「サイトカイニンのサイは細胞分裂促進のサイ！」
語呂「サイトカイニン！限界突破！リミッター解除！（リミッター解除で分裂促進、老化抑制のイメージ。すごい能力を暴走させるイメージ）」語呂になってませんね。すみません。
語呂「葉　と　茎分化、サイ　ト　カイニン（と、という文字が共通しているのでそれで覚える。未分化な細胞塊であるカルスをサイトカイニン濃度高めで培養すると、葉と茎が分化してくる。逆に、オーキシン濃度高めで培養すると根が分化する。案外知識問題で問われる）」



●　サイトカイニンのはたらき
①細胞分裂を促進　（分裂＝サイトカイネシス）。
②老化を抑制。
●スクーグらは、実験室に放置されていた古いDNAが、カルスの増殖を引き起こす（強力な細胞分裂促進効果をもつ）ことを発見した。彼等は、人工的に古いDNAをつくり、その中に含まれる（アデニンの誘導体である）カイネチンを抽出した（また、ミラーらは、カイネチンの構造を決定した）。その後、カイネチンと同様の作用をもつ物質を総称してサイトカイニンと呼ぶようになった。カイネチンは合成サイトカイニンとして利用されている。天然のサイトカイニンとしては、ゼアチン（やイソペンテニルアデニン）が広く植物界で見つかっている。
●サイトカイ二ンは植物ホルモン。サイトカインは、細胞が自分の周囲の細胞とコミュニケーションをとるために分泌する物質の総称（白血球の分泌するサイトカインをインターロイキンという。インターが相互作用、ロイキンがロイコサイト、つまり白血球を表す）。違う用語なので気を付ける。
●細胞分裂を誘導し、分裂を維持させる物質を見い出すため、非常に多くの物質が試された。 酵母抽出物から トマトジュースに至るさまざまなものがさいわいそのような作用を示した。中でも、ココヤシの果汁(ココナツッミルク)は劇的な作用を示した。
オーキシンとココナツツミルクを加えた栄養培地は多くの植物細胞の分裂を誘導しカルスを形成させる。この発見は、ココナッツミルクには、持続した細胞分裂周期を誘導する物質が含まれていることを示している。
後に、ココナツツミルクは、サイ トカイニンの一種であるゼアチンを含んでいることが見い出されることになる。
サイトカイニンはほとんどの組織に含まれている。サイトカイニンは根でつくられ、道管を通って輸送されると考えられている。
●サイトカイニンは主に根（や茎、葉）で合成され道管によって葉や茎へ供給される。気孔を開くとされることもある。
●サイトカイニン、ブラシノステロイド、ペプチドホルモンの受容体は細胞膜にある。




#高校生物
#植物ホルモン
#サイトカイニン

サイトカイニン【植物ホルモン③】　高校生物

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
耳について講義します。
語呂「硬い卵は高い（硬いところ、卵円窓に近いところの基底膜は高い音によく共鳴する）」
noteには簡単な図があります。
https://note.com/yaguchihappy/n/n4e5dd145afbc

耳④の講義はこちら
   • 【耳④】前庭・半規管  

●音波の伝わり方について
・耳小骨（ツチ骨・キヌタ骨・アブミ骨）は（覚えなくてよいが、てこの原理によって）鼓膜の振動を増幅して内耳に伝える。
・まず、アブミ骨が卵円窓（らんえんそう）を押し込む。
・圧力波は前庭階を伝わり、基底膜を下方に押す。
・波はうずまき管の頂部まで達し、折り返す。そして圧力波は鼓室階を伝わる。
・基底膜の特定の場所がよく振動する（その上にあるコルチ器を振動させる→興奮の発生）。
・薄膜の正円窓（せいえんそう）が圧力波の最終的な到達地点である。
・（知らなくてよいが、正円窓の膜は、アブミ骨の動きによって形作られる圧力波とは逆位相で前後に振動する。それにより）正円窓で音は消失する。これは、次に来る音波のための装置のリセットに相当する。
・このように、音波はうずまき細管へ直接入らないのにもかかわらず（ウォーターベッドを強く押し下げた時の反応のように）、うずまき細管全体が振動する。コルチ器が感受するのは、まさにこの振動である。
＊卵円窓と正円窓が紛らわしいかもしれない。「はじめは卵」と覚えておこう。
＊入試では上の説明のように書かれることが多いが、現実には、波は、基底膜の最大振幅の位置でほぼ消失していると考えられている（完全に消失するとは考えにくいので、上の解釈は誤りではない。ただし、前庭階→鼓室階→基底膜のように、順番に移動していくわけではない）。
波のエネルギーは、基底膜の大きな振動に使われると考えられている。
入試問題の中には、振動が伝わる順序を①前庭階②鼓室階③基底膜と説明しているものもある。非現実的な解釈だが、一応高校生は、そのような解釈もあると知っておこう。大学に入ったら生理学の教科書で自分で学べばよい。
●うずまき管の中で基底膜が振動する場所は、音の高さによって異なり、低い音ではうずまき管の頂上部に近い部位が振動し、高い音では逆にうずまき管の底部に近い部位が振動する。このように音の高さによりうずまき管内の異なる場所の聴細胞が興奮するため、ヒトは音の高低を識別できる。
＊基底膜は、うずまき管の頂部で「幅が広く・柔軟性がある」。そして、基部で「幅がせまく・かたい」。
●エネルギー保存則を見出したことで有名な生理学者・物理学者のヘルムホルツは、基底膜が、「ピアノと逆のはたらきをしてる」ことに気付いた。ピアノは、多数の振動する弦によって生じた音を組み合わせることで複雑な音を作り出す。うずまき管は、基底膜上で複雑な音を（波長ごとに）分解する。
●聴細胞（有毛細胞）の先端は、ゼラチン質のおおい膜の中に埋め込まれており、その様子は、さながら毛布が細胞を覆うようである。基底膜が振動すると、聴細胞の感覚毛が屈曲する→興奮が生じる。
＊前庭階を進行する波は、うずまき細管の内リンパに圧波を発生させる。内リンパの圧波が基底膜を振動させると、聴細胞の感覚毛がおおい膜に押しつけられる（興奮が発生する）。
●動画中で、「正円窓が波を逃がす」と言っているが、実際は、正円窓の膜は、アブミ骨の動きによって形作られる圧力波とは逆位相で前後に振動すると考えられている。これにより正円窓で音は消失する。これは、次に来る音波のための装置のリセットに相当する。
●うずまき管は、幅広い高低音を聞き分けるために、あのうずまき形になったと言われています。
●基底膜は特殊化した細胞外構造（細胞外マトリックスという）であり、極めて薄いのに強く、柔軟性がある。カドヘリンと同様、多細胞動物すべてに共通の特徴であり、動物進化のごく初期に出現したと考えられている。
●音波の周波数と同じ共鳴周波数をもつ基底膜の部位に達すると、基底膜が、大きく振動する。このとき波のエネルギーを消費する。この結果、波は殆どがこの部位で消失する。これより先の基底膜へ進行することはない。我々が歳をとるほど高音（モスキート音）が聞こえなくなるのは、次のような理由によると考えられる。基底膜の前半は、ほとんどの波が通過する。後半になるほど、そこまで進行する波が少なくなる。つまり、前半のほうがより波が通る回数が多くなるので、聴細胞が障害を受ける頻度も上がる（あくまで説です。難聴の原因は一つではありません）。
●コルチ器は基底膜上の聴覚を感受する装置である。覚えなくて良いが、コルチ器には、有毛細胞（聴細胞）のほか、それを支えるなどする支持細胞もある。支持細胞には、柱細胞や、ベンゼン細胞など、さまざまな種類がある。
おおい膜はゼラチン上の塊で、コルチ器の有毛細胞にある不動毛に接している。
●視野だけでなく、聴野もある。人が聴き得る音の周波数の下限は20ヘルツ、上限は20000ヘルツとされている。この範囲を聴野という。また、加齢により、高い音が聞き取れなくなっていくことも知られている。 



問題：卵円窓からうずまき管の前庭階のリンパ液に振動が伝わり、（　①　）膜が振動する。すると、うずまき細管にある（　②　）器にある聴細胞の感覚毛が（　③　）膜に押され、これによって聴細胞が興奮し、聴神経を通じて興奮が伝わる。振動は鼓室階のリンパ液を伝わり、正円窓を揺らすことで、消失する。語群から適切な語を選び、空欄を埋めよ。ただし、同じものを２回選んではならない。
語群[コルチ・おおい・基底膜]

答え：①基底　②コルチ　③おおい



#高校生物
#うずまき管
#耳

【耳③】うずまき管・基底膜・コルチ器　高校生物

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
 オーキシンの極性移動について講義します。
●オーキシン極性移動は細胞膜に存在するオーキシン取込み輸送体と排出輸送体により行われる。
●根冠は、根端分裂組織をキャップ状に覆って保護する柔組織である。
●重力センサーとして機能するアミロプラストを平衡石といい、それらが存在する細胞を平衡細胞という。根では、根冠の中央に位置するコルメラ細胞と言う細胞が平衡細胞として働いている。
＊動画中には示していないが、垂直に根を置いた場合は、PIN（正確にはPIN３）は細胞表面に均一に分布している。根を水平に置いた場合、PINは下側に優先的に配置されるようになる。
●茎でも重力を感知している。茎では重力屈性の刺激の受容は皮層の内側に存在する内皮細胞層で行われると考えられている。内皮細胞には、根のコルメラ細胞と同様にアミロプラストが含まれている。内皮細胞欠失変異体では、根では重力屈性を示すが茎では重力屈性を全く示さない。
根冠を切除すると、根冠が再生されるまで根はランダムな方向に伸長する。
●動画では、オーキシンが偶然入り口（AUX）から入り、偶然出口（PIN）から出ているかのように説明したが、AUXはH＋の輸送と共役させ、オーキシンを（二次的）能動輸送している。また、PINによるオーキシンの排出は、細胞内部の負の膜電位によって駆動される（オーキシンは細胞内で負の電荷をもつ）。つまり、単なる入り口、出口ではない。力強いオーキシンの取り込み・排出の輸送が駆動されている。
●天然のオーキシンにはIAA（インドール酢酸）がある。人工的に合成されたオーキシンには、ナフタレン酢酸や２，４―Dなどがある。
●オーキシンは根や茎の細胞を通る。これは、動物のホルモンが血液中を流れるのとは大きく異なる。
●決してオーキシンは重力で落ちていくわけではない。幼葉鞘を切断し、逆さまにして置いても、先端部から基部へ移動する（重力逆らって移動する）。
●オーキシンもそうだが、植物ホルモンは、どこでつくられ、どこを通り、どこに作用するのかについて、わかっていないことが多い。だから勉強しにくい。しかし、それだけ未来のある分野であるということでもある。
●オーキシンは、中心柱（内皮より内側の組織）から根端に、原生師部細胞という細胞を通って移動する（ただし、厳密には維管束の中を流れるものもあるとされる）。
●インドール酢酸（IAA）は、細胞外では電荷を持たず、脂溶性であり、取り込み輸送体によらずとも、細胞膜を拡散により通過することができる。（IAAは、
①プロトン化したIAAHの形でリン脂質二重層を横断するか、
②IAAのままで、取り込み共輸送体による二次的能動輸送により細胞内に入る
[細胞壁はH＋ーATPaseによって酸性に保たれている。そして、オーキシン取り込み輸送体は、H＋が細胞内に流れ込む勢いを使ってオーキシンを細胞内に輸送する。]）
しかし、細胞内ではイオン化し、電荷を持つようになるので、細胞膜を通過することができなくなる（極性分子の水分子に引っ張られて、細胞膜を通過できない）。
つまり、細胞内には自由に入れるが、入ってイオン化したら、もう細胞から出ることができない。
そこで、細胞膜上にはオーキシン排出輸送体が設置されている。その排出輸送体が、細胞膜の特定の方向の面にしかないので、極性移動が可能となる。
●どの組織でもオーキシン合成は可能だと考えられているが、主な供給源は茎頂分裂組織と若い葉などである。
●根冠には平衡細胞があり、ここにはアミラプラストという細胞小器官がある。他の細胞より１０倍以上大きい。
●どうのようにしてオーキシンは細胞の成長を促進するのか？オーキシンが細胞膜H +ATPアーゼを活性化し、細胞壁中に水素イオンを放出し、細胞壁を弱酸性化させる。その結果、エクスパンシンというセルロース微繊維とその他の細胞壁構成物質の間の架橋（水素結合）を切断し、細胞壁をゆるめ、膨圧が低下し、吸水が起こり、細胞が伸長すると考えられているが、まだ反論もあり、確定した説はない。
●根の先端まで移動したオーキシンは、折り返す。そして、少し根の先端から基部方向へ移動したあと、ふたたびUターンすると考えられている（つまりぐるぐる循環していることになる）。このオーキシンの移動は、PIN1から７といった、複数のオーキシン排出輸送体が、決まった側の細胞膜へ設置されていることによって起こっている。（右の壁に排出輸送体があれば、右の壁からしか出ていけないので、そちらにオーキシンが移動することになる。我々がドアの空いている壁からしか出て行けないのと同じである。）このような説をオーキシン還流ループモデルという。
＊輸送体を「ブロック」にたとえているが、輸送体はタンパク質であり、実際はアミノ酸の「鎖」である。念のため。
●オーキシンの語源は成長物質である。

#高校生物
#極性移動
#オーキシン

オーキシンの極性移動（発展編）　高校生物

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
眼の遠近調節について講義します。毛様体とチン小帯は連動します。

●遠くを見る時、毛様体の筋肉が弛緩し、チン小帯（ちんしょうたい：帯の字に注意。チンはドイツの解剖学者の名前）が引っ張られ水晶体がうすくなる。

遠くを見るとき、水晶体がうすくなる。（これだけ知っておく。あとは、そのために何が必要か考えれば、暗記する必要はなくなる。）
↑
水晶体をうすくするためには、チン小帯で引っ張ればよい（チン小帯が緊張する[緊張する、とは、ピンと張る、みたいなイメージ]）。
↑
チン小帯をひっぱるには、毛様体は弛緩すればよい。
と考える。

近くを見る時は、毛様体の筋肉が収縮し、チン小帯がゆるみ、水晶体が厚くなる（近くを見る時の変化は、遠くを見る時を覚えれば、基本的に遠くを見る時と逆なので、推察できる）。


問題：遠くのものを見る時、
毛様体は（　①　）。
チン小帯は（　②　）。
水晶体は（　③　）。
空欄を埋めよ。
答え：①弛緩する　②緊張する　③うすくなる


●　毛様体とは、脊椎動物の水晶体の周辺を囲む器官である（筋繊維の束を含む）。チン小帯によって水晶体につながり、水晶体の曲率の調節を行う。毛様体の筋肉が収縮すると、毛様体全体の内径が小さくなり、それと水晶体を連結する細い繊維であるチン小帯は弛緩する。その結果、水晶体が自らの弾性により曲率を増し、近い対象物に焦点が調節される（曲率とは、曲がりの程度を示す値）。

●　ヒトのように、レンズの曲率を変えて調節をする動物の大部分は陸上生活をし、その眼は調節なしの状態では無限遠に焦点が合っている。近距離に調節する場合は、毛様体が収縮してチン小帯を弛緩させ、水晶体は自己の弾力により曲率(特にその前面の)を増す。 最大限の調節を行ったときに焦点が合う点が近点である。 対象物が遠点（調節を休止させたときに明視できる一点。正視眼では無限遠）と近点の中間にあれば、毛様体の調節によって対象物の像を網膜上に結ぶことができる。

＊脊椎動物の遠近調節は面白いですね。我々の眼はカメラに似ているので「カメラ眼」などと言われますが、カメラと違うところもあるのですね。

#生物
#高校生物
#眼

【眼③】遠近調節　高校生物

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
長日植物や短日植物の花芽形成について解説します。
＊短日植物の語呂「朝にキックしてくれる気の短いタバコ女がいーね（アサガオ、キク、短日植物、タバコ、オナモミ、イネ）」
＊長日植物の語呂「何故あぶない小麦色の長い大根足放り出す！？（ナズナ、アブラナ、コムギ、長日植物、ダイコン、ホウレンソウ）」
中性植物の覚え方「おいしいのが中性植物（トウモロコシ、トマト、エンドウ、ナス）」これは意味ない覚え方ですね。すみません。
＊テスト中、短日植物の定義を「短日植物＝日が短いと花芽形成＝暗期が長いと花芽形成＝限界暗期より暗期が長ければ花芽形成」と面倒でも書いておくと、ケアレスミスが防げます。
＊花芽形成のグラフに関する講義はこちら↓
   • 花芽形成に関するグラフ　高校生物  

●連続した暗期（自然界では「夜」）の長短によって、花芽（かが）の形成などが左右されることが知られている。このような性質を光周性（こうしゅうせい）という。
＊光周性：１日の明期・暗期の長さ（光周期）に対する生物の応答あるいは応答性。
＊花芽（かが、はなめ）：展開して花になる芽。
●光中断を行うときの光は、赤色光が有効である。なお、その効果は、遠赤色光によって打ち消すことができる。光中断の時、光を感知するのは、フィトクロムである。
●花芽形成では、頂端分裂組織が花序分裂組織へと転換し、花序分裂組織から花芽分裂組織が分化してくる。花芽分裂組織では、がく、花弁、雄しべ、雌しべなどの花器官原基が分化する。その後、成熟した花芽になり、最終的に花芽が開いて開花に至る。
●今からおよそ１００年前、アメリカの農務省に努めるGarnerとAllardは、タバコやダイズが、アメリカ北部では開花しない原因を研究し、これらの品種が日長が一定以下になると花芽を形成し開花することを見出した。これが光周性の発見となった。
●花芽形成と日長との関係から、種子植物は、短日植物・長日植物・中性植物に分けられる。
（１）短日（たんじつ）植物・・・暗期が限界暗期以上で花芽形成。
短日植物の例）アサガオ、キク、コスモス、オナモミ、イネ、ダイズ
注意：短日植物とは、「限界暗期の短い植物」ではない！限界暗期の長さは植物ごとに決まっており、「その時間より暗期が長くなると花芽形成する」のが短日植物である。
（２）長日（ちょうじつ）植物・・・暗期が限界暗期以下で花芽形成。
長日植物の例）アヤメ、コムギ、アブラナ、ダイコン、ホウレンソウ、シロイヌナズナ
（３）中性植物・・・日長と無関係に花芽形成が起こる。
中性植物の例）トマト・ヒマワリ・セイヨウタンポポ・エンドウ・ソバ・トウモロコシ・ナス・キュウリ・メロン
●短日植物では、短日処理中の暗期をごく短時間の光照射で中断（光中断）すると、花芽形成が起こらなくなる。このことから、花芽形成には一定時間以上の連続した『暗期』が必要であることがわかる（光中断の前後で、明期の長さは変えていないことに注意）。
この時の反応には光受容体であるフィトクロムが関わる。暗期中に赤色光を当てると光中断の効果が現れるが、すぐに遠赤色光を当てるとその効果は打ち消される。
●なお、高校生は全く気にしなくてよいが（テストでは無視する）、ほぼすべての植物は、一定以下の日長では開花しない（そのような日長を「下位の限界日長」と言う）。したがって、一定限界以下の日長で開花しないのは長日植物だけではない。ただし、短日植物の「下位の限界日長」は非常に短く、ふつうは５時間以下である。そのような状況は、植物が生活するような自然界にはない日長である。
●昔は、植物は、栄養を貯め続け、そして栄養が貯まり切ったところで、花を咲かせると考えられてきた。
しかし、花芽形成と『光周性（１日の明期・暗期の長さに対して生物が反応する性質）』を学んだ我々からすれば当たり前だが、人工的に日長を調整すると、「どんどん成長する（伸びる）が、花は咲かない」ということがあり得ることがわかった。
我々が今回学んだように、栄養が貯まりきったところで自動的に花が咲くのではなく、日長によって花芽形成が調節されていたのである。
その後、短日植物は夜が長い時に、長日植物は夜が短い時に開花が促進されることが確認された。
●厳密には短日植物ではなく長夜植物とすべきだが、ふつう光周期は24時間サイクルであり、我々は夜寝てしまうので、夜の長さは何となくイメージしにくいのもあって、短日、長日と呼んでいる。
●花芽形成を誘導するために、低温を経験することが必要な場合もある（冬を越したことを確実に認識し、誤って冬前に開花してしまうことを防ぐため。日長変化だけの情報では開花時期を誤る危険がある）。
人為的に、花芽形成を誘導するために低温処理をすることを『春化処理（しゅんかしょり）』という。
●花芽形成とは少し話が違うが、上記と似た話として、低温を経験しないと発芽しない種子がある。これも、冬前に誤って発芽し、死んでしまうことを避けるためだと考えられる。
●ちなみに、厳密に短日植物、長日植物、中性植物を分けることなど当然できない。中性植物と呼ばれるものでも、長日か短日のどちらかによって開花が促進される傾向があるものもある。また、短ー長日植物や長ー短日植物など、正しい順番で日長条件が必要な植物もいる。
●動画では、「開花」と言っているが、当然、正確には、開花までのステップには、
①催花（栄養成長からの転換）②花芽創始③花芽分化④花芽発達⑤花芽成熟⑥開花
がある。②～④を花芽形成と呼ぶことが多い。そして、植物によって、それぞれの段階で、どのような日長条件のシグナルをどの程度キャッチするかは異なる。しかし、開花に特別な条件が必要な場合を除き、花芽が形成されれば開花が起こると考えてよい。
●光周性を示す植物は、日長を葉で感知している。葉で『フロリゲン（花成ホルモン）』がつくられ、フロリゲンは師管を通って茎頂へ輸送されることがわかっている。
●フロリゲンは当初、以下のような条件をもつホルモンとして仮想されたが、なかなか実体がわからなかった。
（１）花芽形成を誘導する日長依存的に葉で合成される。
（２）師管を通って茎頂に輸送される。
（３）他の植物ホルモンのように植物種を超えて共通である。
２００５年、シロイヌナズナのFT遺伝子の産物がフロリゲンの実体であることが提唱された。
２００７年、イネにおけるFT相同タンパク質である『Hd3a』が葉からシュート頂へ輸送されることが示された。
FTタンパク質はフロリゲンの実体であると考えられている。
●フロリゲンは葉で合成され、師管を通って茎頂まで輸送され、茎頂分裂組織の細胞で転写因子と結合し、花芽形成に関わる遺伝子の発現を調節すると考えられている。
●チャイラヒャンは、葉で花成ホルモンが作られ、これが茎頂に輸送されることによって花成が始まると言う説を提唱した。この説は、「花成を誘導した個体を別の個体に接ぎ木すると、接ぎ木された個体は、非誘導的な光周条件下でも花成が誘導される」という事実によって支持された（異なる種の間の接ぎ木でも同じ結果が得られることから、フロリゲンは種に特異的ではないとされる）。フロリゲンの研究は困難を極め、その単離の難しさから、「幻のフロリゲン」とも呼ばれた。僕が高校生の頃、色々な本に「フロリゲンはまだ発見されていない」と書いてあったのを覚えている。



問題：アサガオ、キク、タバコ、オナモミ、イネのように、限界暗期より長い暗期で花芽形成する植物を何というか。①短日植物②長日植物
答え：① 

#生物
#高校生物
#花芽形成

花芽形成（短日植物・長日植物・光中断について）　高校生物

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】
ヒトの脳の機能・脳幹・脳死について講義します。
＊音質が悪くて申し訳ありません。字幕を作ってあるので、ご利用ください。
●　脳には、だいたい上から、大脳、間脳、中脳、小脳、延髄がある。
語呂「悪代官熱中症、え～ん（だい、かん、ちゅう、しょう、えん）」
語呂「え～ん、涙だ、深呼吸しよう（”延”髄は”涙、だ”液の分泌の中枢。”心”臓拍動、”呼吸”運動の調節にも深く関わる）」
語呂「姿勢だめでちゅ（”姿勢”保持、”眼”の運動の中枢は”中”脳）」
語呂「しょうへい運動超切ない（”小”脳は”平”衡を保つ中枢、”運動“の”調節”にも深く関わる）」
＊小脳は、習得した技能のプログラムが適切に実行されるように無意識に取り計らい、その結果が計画と合わない時には、いつでも調整するようにしている。小脳が複雑な一連の連続的運動を可能にする。「習うより慣れろ」を実現しているのは小脳である。
語呂「え～ん、今日のチューはノーカンだ（"延"髄、"橋"、"中"脳は"脳幹"）」
●ヒトの脳
（１）大脳
外側の層（皮質）は細胞体の集まった灰白質で、内部（髄質）は軸索が集まった白質である。
★大脳の皮質ー灰白質
★大脳の髄質ー白質
（脊髄と逆になっている[脊髄では皮質が白質、髄質が灰白質]。非常によく問われる）
＊アガサ・クリスティーの作品、名探偵ポワロの口癖は「あなたも灰色の脳細胞を働かせなくてはいけませんよ。」（大脳の皮質は灰白質）
・大脳の皮質には新皮質（しんひしつ）・古皮質（こひしつ）・原皮質（げんひしつ）という領域がある。
＊大脳皮質は、大きく、６層のニューロンの構造をもつ新皮質と、層がもっと少ない古皮質と原皮質に分けられる。
＊海馬と原皮質を同義とすることもある。
①新皮質
感覚の認知（視覚・聴覚など）、随意運動、精神活動（記憶・思考・理解など）の中枢。ヒトの大脳では、新皮質が非常に大きく発達している（ヒトでは皮質の９０％を新皮質が占める）。
②古皮質と原皮質
本能や基本的な感情の中枢。原皮質には海馬が含まれる。
③大脳辺縁系（だいのうへんえんけい）
古皮質・原皮質およびそれらと関係する部位などを含めた名称（領域は完全には確定していない）。情動、欲求、本能を統合する。原皮質に海馬（記憶に関係）を含む。
＊古皮質と原皮質をあわせて辺縁皮質（へんえんひしつ）といい、さらに辺縁皮質と密接に関係する扁桃体（へんとうたい。欲求や感情などに関係する）などを含めて大脳辺縁系と一括し、その機能が論じられることが多い。
＊大脳辺縁系（limbic system）は、大脳半球の内側壁の「辺縁（ラテン語でlimbus）」が語源。大脳辺縁系には、さまざまな皮質領域（特に側頭葉と前頭葉の内側領域）と、これらに結合する扁桃体や視床下部などの領域が含まれる。
＊扁桃体は、大脳の底部近くに存在するアーモンドの形をした神経細胞の集まりである。生得的行動、情動行動、自律神経機能の発現に関与する。特に、恐怖条件づけ情動反応に関して統合的な役割を果たすと考えられている。
＊大脳皮質の大きな特徴は、機能局在である。大脳皮質は領域ごとに異なる機能を担っている。その各領域は「野（や）」と呼ばれている。
＊大脳皮質において、運動野および感覚野以外の領域を連合野（れんごうや）という。連合野はヒトで特異的に発達した部位である。連合野は、高度な精神作用の統合機能を持つとされる。前頭連合野（前頭葉にある連合野で、ヒトで特に発達している。より高次な機能を司る）は思考・意志・創造・人格などの、前側頭連合野は記憶の、頭頂-側頭-後頭前連合野（これらの連合野は連続している）は知覚・認知・判断の中枢と考えられている。
（２） 間脳
視床と視床下部がある。視床下部は自律神経系と内分泌系の中枢。
＊視床は、嗅覚以外のあらゆる受容器から大脳皮質に伝わる感覚のインパルスを中継している。
（３） 中脳
姿勢保持、眼球運動、瞳孔反射の中枢。
＊中脳は眼の動きや、視覚・聴覚反射の協調などに働く。中脳の複数の部位から、眼球運動を制御する外眼筋につながる神経路が生じている。
（４）小脳
随意運動の調節、からだの平衡を保つ中枢。
＊小脳に損傷がある場合、運動失調性歩行がみられる。これは、酒に酔って酩酊している時のような歩行に似ている。
（５） 延髄
呼吸運動、血液循環（心臓拍動）の調節・だ液・涙の分泌などの中枢。
＊延髄は生命維持上きわめて重要な役割を演じている。延髄は脊髄から直接伸びており、組織的にも機能的にも脊髄に酷似している（ただし、延髄は脳の一部であることに注意）。
＊自律神経による血圧調節の中枢は延髄にある。下図はイメージ。副交感神経から分泌されるアセチルコリンは、心筋収縮力・心拍数を抑制することにより血圧を低下させる。交感神経からはノルアドレナリンが分泌される（また、交感神経は副腎髄質からアドレナリンを放出させる[図示していない]）。ノルアドレナリン（やアドレナリン）は、心筋収縮力・心拍数を増加させることによって血圧を上げる。
●中脳・橋・延髄をあわせて脳幹という。
＊橋＝中脳と延髄の間に位置する脳の部分。
＊橋の腹側には、橋核がある。橋核は大脳皮質から小脳へ、運動情報・感覚情報を伝える役割を持つ。背側には呼吸や味覚、睡眠に関わる構造がある。
＊脳幹には間脳を含めることもある。しかし、間脳は機能的には大脳に近いため、現在は独立させることが多い。今回は、『南山堂医学大辞典』、『カンデル神経科学』（MEDSi）、『スタンフォード神経科学』（MEDSi）の解釈に従った。
＊脳幹は、脳全体を樹木に例えた際、大脳を支える幹のように見えることからその名で呼ばれている。
●軸索は神経繊維とほぼ同義であるが、軸索とそれを包む支持細胞（シュワン細胞など）も含めた構造を指す場合に特に用いられることが多い。
●脊髄では、髄質が灰白質、皮質が白質であるので注意せよ（大脳とは逆！！！）。
●「不可逆」とは、元通りにすることができない、という意味である。
●脳幹は、神経の伝導路となっている。また、様々な脳の機能に関与している。脳幹は生命維持に不可欠の部分である。
●海馬は短期記憶の形成に関わる（伝統的には、海馬は短期記憶のみに関わるとされてきた）が、現在では、長期記憶の形成にも関係していることが知られている。海馬の機能を失った患者は、最近の出来事を記憶できないが、ずっと昔のことは思い出すことができた。このことから、海馬は、新しい記憶をつくるのに必要な場所で、短期記憶を長期記憶に変えることに関係しているのではないかと考えられている（海馬は、記憶を関連付け、形成することに関わると考えられている。また、情報は、大脳皮質の別の領域に移って長期的に保持されると考えられている[短期記憶では、情報へのアクセスは海馬へのリンクによって行われる。ただしこれは一時的なものである。長期記憶が形成されるときは、海馬へのリンクが大脳皮質内の別の部位への恒常的な接続に置き換わる]。海馬から大脳皮質へ記憶が転送されるしくみについては、完全には解明されていない）。一般に、アルツハイマー型認知症になると、海馬などから病変がはじまる。そのため、今日あったことを明日には忘れてしまうといったような、短期記憶の障害が起こる場合がある。
短期記憶、長期記憶の定義も、完全には統一されていない。高校生はあまり気にしなくて良い。一般に、ダイヤルする前にさっき調べた電話番号を思い出す、食料を買いに行ったときに必要なものを思い出すことなどが短期記憶として扱われることが多い。対して、長期記憶には、過去の大切な出来事や、家族の名前、自分の名前などが含まれる。
＊海馬の2/3を含む領域を切除したH.M.（患者のイニシャル）として知られる患者の症例は有名である（側頭葉てんかん治療のためにこの治療が行われた。この症例によって、海馬が記憶の形成において重要であることがはっきりしてきた）。手術の後、彼はひどい前向健忘症（手術後の出来事の一部を記憶できない）に見舞われた。彼の短期記憶は失われていた（ただし、短期記憶の定義によって、この患者の症例の解釈は異なる。患者の短期記憶は正常であったとすることもある）。本動画における海馬についての解説については、渡辺雅幸著『よくわかる神経内科学』（中山書店）、高校教科書『生物』（実教出版）、『チャレンジ！生物学オリンピック３動物解剖学・生理学』（朝倉書店）の記述等を参考にした。詳しくは大学で学んでほしい。
●　海馬を損傷すると、新しいことを覚えることができなくなるが、昔のことは思い出せる。このことから、海馬は、新しい記憶の形成や、長期記憶への移行などに関係すると考えられている。
●　最近では、脳死は、臓器の移植に関する法律（臓器移植法）に関連して議論されることが多い。かつては、心臓・肺・脳の全機能が不可逆的に停止することをヒトの死と見なしてきたが、近年になって、人工呼吸器により、脳死の状態が長時間持続するようになった。脳死は、人工呼吸器の進歩がもたらした新しい死の概念といえる。日本では、「脳死は個体死か」という議論を経て、臓器の移植に関する法律が施行され、一定の条件のもと、脳死体からの臓器摘出が可能となった（臓器提供が承諾され、厳密な手続きを経て法的に脳死と認められれば、脳死は個体死として、臓器が摘出される）。
●　骨格筋の運動など、体性神経が司る機能を動物機能、自律神経が司る内臓機能を植物機能と呼ぶことがある。動物機能が失われ植物機能が残っている状態を「植物状態」という場合があり、意識はないが、脳幹の機能はほぼ正常であり、自発呼吸は維持される（「脳卒中や頭部外傷などにより昏睡状態に陥り、死線をさまよったのち開眼できる状態にまで回復したものの、周囲との意思疎通を完全に喪失した患者の示す症候群」を遷延性意識障害といい、一般に、大脳が障害されているが、脳幹機能はほぼ正常である。この状態がしばしば植物状態・植物人間と俗称される。しかし、植物状態・植物人間という呼び方は、患者の人権を考えると、適切ではない）。
＊「植物状態」「植物人間」が、「患者の人権を考えると適切な言葉ではない」という意見は、個人的な意見でもあるが、『南山堂医学大辞典　２０版』（南山堂）に従った表現である。
●　狭義では、脳幹のみの機能停止を脳死と定義することもある。

●　大脳の機能の分業・語呂合わせなどについての動画はこちら↓
   • 脳の部位・機能の語呂合わせ　高校生物・生物基礎  

●　脳についての詳しい資料はこちら↓
https://note.com/yaguchihappy/n/n40bd955f4c12

0:00 脳の機能
2:40 大脳の構造
3:54 脳幹
4:20 脳死



#高校生物 
#脳
#脳幹

ヒトの脳・脳幹・脳死　高校生物基礎発展

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
耳の、主に聴覚に関わる構造について講義します。
耳の講義②はこちら
   • 【耳②】耳殻・耳小骨・耳管　高校生物  

＊本講義では耳にある「聴覚に関係する構造」のみを扱っている。耳にある半規管（体の回転を感知）や前庭（体の傾きを感知）は板書していない（半規管や前庭は平衡覚をつかさどっている）。
これらの構造については耳④の講義で扱う。


問題：鼓膜は（　①　）耳と（　②　）耳を仕切る。空欄を埋めよ。
答え：①外　②中


●外耳（がいじ）：耳殻（じかく）と外耳道（がいじどう）がある。
＊ヒトの外耳で最もわかりやすい部位は耳殻（じかく。耳介[じかい]ともいう）である。耳殻は、色々な方向からくる音を集める役割（集音機能）を持つ。
＊鼓膜（こまく）は外耳と中耳の境界にある。鼓膜を外耳に含めることもあるし、中耳に含めることもある。
●中耳（ちゅうじ）：鼓室（こしつ。中に耳小骨[じしょうこつ]がある）がある。３つの耳小骨には、鼓膜に近い方から、ツチ骨、キヌタ骨、アブミ骨と名前が付いている。
●内耳（ないじ）：耳の最内部。うずまき管、半規管（はんきかん）、前庭（ぜんてい）がある（聴覚および平衡覚の受容器がある）。
うずまき細管の中には内リンパが入っており、内リンパはナトリウムイオンが多くカリウムイオンが少ない。これは細胞内液とよく似た組成である。
●耳小骨は鼓膜の振動を内耳へ伝える3つの骨で、人体中最小の独立骨である。鼓膜の内側は空気の入った空間となっており鼓室と呼ばれる。ツチ・キヌタ関節、アブミ・キヌタ関節があって鼓膜の振動は1.3倍のテコ比で拡大され、アブミ骨のピストン運動となり内耳へ伝えられる。アブミ骨底は卵円窓という孔にはまっている。鼓膜の面積の方がアブミ骨底の面積より大きく、鼓膜が受けた音のエネルギーは約17倍になって内耳へ伝わる。
●耳小骨は鼓膜の振動を内耳へ伝える3つの骨で、人体中最小の独立骨である。鼓膜の内側は空気の入った空間となっており鼓室と呼ばれる。ツチ・キヌタ関節、アブミ・キヌタ関節があって鼓膜の振動は1.3倍のテコ比で拡大され、アブミ骨のピストン運動となり内耳へ伝えられる。アブミ骨底は卵円窓という孔にはまっている。鼓膜の面積の方がアブミ骨底の面積より大きく、鼓膜が受けた音のエネルギーは約17倍になって内耳へ伝わる。 

#聴覚
#高校生物
#耳

【耳①】聴覚に関わる構造など　高校生物

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
眼の、黄斑や盲点（盲斑）について講義します。
語呂「ガラスの恋、もう、脈はないと知って強くなる（光が入る方から順番にある構造。ガラス体、網膜、脈絡膜、強膜）」
語呂「王の中心は衰退（黄斑の中心は中心窩といい、錐体細胞が集中）」

●錐体細胞（色覚に関与）は黄斑に集中して分布する。
●桿体細胞（薄暗い所でも働くことができる）は黄斑と盲斑（盲点）以外に分布する。
＊黄斑は眼球後極のやや耳寄りにある、径２ｍｍほどの領域である。その中心に中心窩（ちゅうしんか）というくぼみがある。中心窩は血管を欠き視細胞が密に分布しているため視力が最も大きく、視軸はここを通る。黄斑と中心窩を同義とすることもある。
●視神経が眼の外へ出ていく部分を盲点（もうてん。盲斑[もうはん]ともいう）という。盲点には、視細胞は存在しない（視神経が貫いている）ので、ここでは光を受容することができない。
盲点の存在が日常の中で自覚できない原因の一つは、両眼視では、盲点が左右の視野の重複している領域に含まれるので、欠損が補われるからである。


問題：2種類の視細胞を答えよ。また、色覚に関わるのはどちらか。
答え：錐体細胞、かん体細胞　
色覚に関わるのは錐体細胞

視細胞のグラフ（視細胞の分布）    • 視細胞の分布を表すグラフ【眼】　高校生物  
暗順応（ロドプシンなど）   • 暗順応のグラフとロドプシン【眼】　高校生物  

●暗い星を見るときは、その方向をまっすぐ見てはいけない。なぜなら、その星をまっすぐ見ると、その星からくる光は、黄斑に当たってしまうからである。黄斑には、ほぼ錐体細胞のみが存在している。錐体細胞は色を見分けるエキスパートですが、暗いところではよくはたらかない。だから、暗い星を見るときは、まっすぐその星のほうを見ず、少し視線をはずすとよい。網膜の桿体細胞のあるところ（黄斑以外の場所）なら、薄暗い中で感度よく光をキャッチすることができる。
視神経の通路、盲点は、黄斑より鼻側にある（視神経は顔の中央にある脳へ情報を送るから）。
●黄斑＝中心窩とすることもある。
●錐体細胞は、青，緑，赤に極大感度をもつ3種類がある。錐体細胞は明所視で色覚を司る。網膜全体で600万～700万個ある。鳥類で発達している。
●かん体細胞は暗所視で光覚を司る。漢字で桿体細胞と書き、桿状、つまり細い棒状であるのでこの名称がある。網膜全体で約1億個ある。夜行性のネコで発達している。

#生物
#黄斑
#盲点

【眼②】視細胞・黄斑・盲点（盲斑）　高校生物

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】
PSP（シナプス後電位）と加重について講義します。
＊音質が悪くて申し訳ありません。字幕を作ってあるので、ご利用ください。
●膜電位が、ある特定の値（閾値という）を超えるほど脱分極すると、活動電位が誘発される。
●シナプスにおける伝達の結果、神経伝達物質を受け取った側のニューロンに発生する電位変化を、シナプス後電位（しなぷすこうでんい。PSP）という。シナプス後電位には、①EPSP（興奮性シナプス後電位）と②IPSP（抑制性シナプス後電位）がある。。
●PSPは「 postsynaptic potential 」の略。
●EPSPは「 excitatory postsynaptic potential 」の略。「excitatory」が興奮性を表す。「post～」は、「～の後」という意味。
●IPSPは「 inhibitory postsynaptic potential 」の略。「inhibitory」が抑制性を表す。
●EPSPが起こる場合は、神経伝達物質を受け取ったシナプス後ニューロンにNa＋が流入する（＋イオンが流入するので、細胞内の電位は＋の方向に変化する）。
●IPSPが起こる場合は、神経伝達物質を受け取ったシナプス後ニューロンにClーが流入する（ーイオンが流入するので、細胞内の電位はーの方向に変化する）。
●動画中の膜電位のグラフは、細胞外を基準（０ｍV）として、細胞内の電位を測定している。
●シナプス前ニューロン、シナプス後ニューロンは、それぞれシナプス前細胞、シナプス後細胞ともいう。
●中枢のニューロンはたくさんのシナプスを形成する。中枢にある個々のニューロンは、何百ものシナプス入力を受ける。複数の入力の情報はそのニューロンによって１つに統合される。そのニューロンはまるで、たくさんの人の話を聞いて、１つの判断を下しているようである。
●正確には、樹状突起上で脱分極が起こっても、その場で活動電位が発火するわけではない。活動電位は、スパイク発火帯という場所で起こる。すなわち、細かいことを言えば、活動電位を発生させるための興奮性シナプスの効果は、シナプスからスパイク発火帯までの距離と樹状突起の膜の特性依存している。
●抑制性神経伝達物質には、GABAの他にグリシンがある（ただし、グリシンをはじめ、セロトニン、ドーパミン、ノルアドレナリン、アセチルコリンなどの神経伝達物質は、結合する受容体の種類によって発現する効果は異なる[興奮性あるいは抑制性となる]）。
●一般に、閾値を超えて発生した活動電位はシナプス後電位に含まれない。
２個以上の刺激により、単独の刺激の効果よりも大きな効果が現れる現象を、加重（かじゅう）という。
●通常、単一のシナプス入力で発生するEPSPは小さく、閾値には達しないので、活動電位の発生には、多数の興奮性入力を加算する必要がある。
複数の興奮性シナプス後電位が加重されて興奮が生じるとき、加算の様式を①空間的加重（くうかんてきかじゅう）と②時間的加重（じかんてきかじゅう）に分けて考えることができる。複数の入力が同期して入力がなされる場合、このような加重様式を空間的加重という。一方、短い時間に連続して入力が到達するときがある。そのような時も、電位変化が加重される。このような加重様式を時間的加重という。
①空間的加重（くうかんてきかじゅう）：シナプス後細胞の異なる部位に作用する多くのシナプス前細胞からの入力を加算する過程（樹状突起上のいくつかの異なるシナプスで同時に発生したEPSPが加重する）。　
例）異なるシナプスによってほぼ同時に発生したEPSPは、重なって大きくなる。
②時間的加重（じかんてきかじゅう）：シナプス後細胞において、連続した電位変化を加算する過程（１～１５ミリ秒以内で連続してEPSPが起こる場合に、これらが加重する）。　
例）短い時間間隔で連続してEPSPが生じた場合、EPSPは重なって大きくなる。




0:00 PSP（EPSPとIPSP）
6:36 加重（時間的加重と空間的加重）

#高校生物
#PSP
#ニューロン

PSP（シナプス後電位）と加重【神経】　高校生物発展

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
平衡覚に関わる、前庭と半規管について講義します。
耳の講義③はこちら
   • 【耳③】うずまき管・基底膜・コルチ器　高校生物  

＊noteに簡単な図があります。
https://note.com/yaguchihappy/n/n4e5dd145afbc

語呂「前提が傾く（前庭は体の傾きを感じる）」

問題：（１）体の回転を感知する場所および（２）体の傾きを冠とする場所は、以下の内どこか。１つずつ選べ。同じものを選んではならない。
①半規管　　②うずまき管　　③前庭
（１）①（２）③


●傾きや回転などの感覚を平衡覚（へいこうかく）という。
●耳は、音受容器であると同時に、平衡受容器でもある。
●前庭（ぜんてい）は、耳石（じせき。平衡石ともいう。小さな炭酸カルシウムの結晶）で体の傾きを受容する。
＊耳石は重い（知らなくてよいが、周囲の液体や組織に比べて２～３倍の比重がある）。この耳石の重みは、有毛細胞の感覚毛を重力の方向に曲げる。前庭はこのような仕組みで体の傾き（重力の方向）を検出している。
●耳石は、耳石膜（糖タンパク質[有毛細胞の周りにある支持細胞が分泌したもの]からなる）というゼラチン状の物質の上にある。耳石膜の下部は、有毛細胞の感覚毛を覆っている。
＊前庭について、正確には、板書で示したような構造物（有毛細胞と支持細胞からなる感覚上皮）を平衡斑（へいこうはん）といい、体の傾きだけでなく、直線方向の加速、減速も感知している（たとえばエレベーターや乗り物が加速・減速をする時の感覚）。前庭の中にある球形嚢（きゅうけいのう）と卵形嚢（らんけいのう）という２つの場所に、それぞれ平衡斑がある（２つの平衡斑はほぼ直交している[球形嚢は垂直、卵形嚢は水平]）。卵形嚢、球形嚢と半規管をあわせて前庭器といい、前庭神経を通じて脳へ平衡覚を伝えている。
●耳石の成分は、生物種によって異なる。脊椎動物では耳石は炭酸カルシウムからできており、細胞が分泌して出来上がるが、エビ・カニなどでは水底の砂粒を取り込んで、それを耳石とする。
●半規管（はんきかん）は、リンパ液の流れで体の回転を受容する。板書は適当に描いているが、半規管は、ｘｙｚ平面に配置されている（したがって「三半規管」とも呼ばれるが、教科書に合わせて、大学入試では書かないほうが良い）。よって、回転運動を三次元で検出することができる。
●３つの半規管のそれぞれには膨大部というふくらみ（少し広い部屋のような部分）があり、そこに有毛細胞がある。有毛細胞の感覚毛はクプラと呼ばれるゼラチン状の物質に埋まっている（クプラは板書していない）。
＊クプラも、前庭の耳石膜のように支持細胞によってつくられると考えられているが、よくわかっていない。
＊頭部が回転を始めると、リンパ液は慣性のために取り残され、頭部の回転方向とは逆方向に移動し、クプラが押されて感覚毛が倒れる（自転車に乗っているとき、自転車の進む方向とは逆方向に風を受ける。クプラも、回転方向とは逆向きの力を受ける。そんなイメージでとらえておこう）。
＊回転の終了時には、リンパ液は慣性のためにしばらく流れ続けるため、感覚毛は回転開始時とは逆方向に倒れる。
①回転開始時：回転方向とリンパ液の動きは逆向き。感覚毛は、回転方向とは逆向きに倒れる。
（リンパ液は、体の回転方向と同じ方向に加速されていく。やがて同じ体の回転と同じように回転するようになる→②へ）
②回転中：回転方向とリンパ液の動きは同じ向き。からだの回転と同じようにリンパ液も回転するので、感覚毛は傾かない（等速で動くバスではよろめかずに立っていられることを思い出そう）。
③回転停止時：体が回転を停止しても、リンパ液は回転していた方向と同じ向き（①と逆向き）に動き続ける（感覚毛は①と逆向きに倒れる）・・・目が回っている感覚が生じている状態。
（動画中のバスに乗っている時のたとえ話は、覚え方の参考として話している。実際は、感覚毛は、慣性により取り残されたリンパ液がクプラを押すことにより曲がると考えられている[体が加速され回転し出しても、リンパ液はもとの位置に留まろうとするから、体に対してリンパ液の相対的な動きが生じる。やがてリンパ液も体の運動方向と同じ方向に加速され、体と同じ速度で回転するようになる。その後、体が停止しても、リンパ液は慣性により同じ方向に運動を続ける。バスの中の高校生の挙動は、リンパ液に似ている]。また、観測者がどこにいるかによって見える運動は異なるので、厳密には動画の説明は正確ではないが、高校生物では気にしなくてよい。）
●前庭、半規管がキャッチした情報は、前庭神経（ぜんていしんけい）によって脳へ伝えられる。
●有有毛細胞は静止状態の時でも神経伝達物質（主にグルタミン酸と考えられている）を放出しており、感覚ニューロンの活動電位が一定の頻度で発生している。
①有毛細胞の感覚毛がある方向に傾くと、神経伝達物質の放出量が増え、感覚ニューロンにおける活動電位発生頻度が増加する。
②有毛細胞の感覚毛が①とは反対向きに傾くと、神経伝達物質の放出量が減り、感覚ニューロンにおける活動電位発生頻度が減少する。
●現実には、黒板に書いた構造物が内耳に存在するわけではない。よく問題に出てくる黒板に書いたような内耳は、実際は、骨迷路の鋳型である。内耳は、正確には、側頭骨の内部をうがつ骨迷路（緻密骨で囲まれた複雑な形の管腔。うずまき管、前庭、骨半規管よりなる）と、その内部にある膜性の膜迷路からなる（膜迷路は、軟らかい膜性の閉鎖管で、中に内リンパを満たす。膜迷路は、骨迷路中にほぼ同形をなしておさまっている[うずまき管の中にうずまき細管が、前庭の中に卵形嚢・球形嚢が、骨半規管の中に半規管がおさまっている]）。骨迷路と膜迷路の間には外リンパがある。


0:00  内耳
0:30 前庭
1:40 半規管
3:18 発展（感覚毛が倒れる向き）



#耳
#前庭
#半規管

【耳④】前庭・半規管

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
アブシシン酸のはたらき（気孔閉鎖・休眠維持）について解説します。
語呂「あぶない！閉じよう！休もう！（アブシシン酸、気孔閉鎖、休眠促進）」

●アブシシン酸のはたらき
①種子の発芽抑制（休眠の維持）。
②気孔を閉ざす。
＊アブシシン酸は、もともとワタの葉と果実の離脱abscissionを促進する物質として同定されたが、実際は器官脱離を起こす主役ではなかった（エチレンが器官脱離を制御する主役であった）。名前を変えるべきだが、アブシシン酸の語が定着してしまった。
＊アブシシン酸は大学ではアブジジン酸と呼ばれるが、高校生は教科書に合わせて「アブシシン酸」と書くこと。
●植物の葉には、2個の孔辺細胞（孔辺細胞は葉緑体をもつことがよく問われる）に囲まれたすき間である気孔が存在する。
●気孔を開く時には、孔辺細胞が吸水する。孔辺細胞では、気孔側の細胞壁が厚く伸びにくいため、吸水すると細胞が湾曲して気孔が開く。一方、水が不足するとアブシシン酸が合成され、そのはたらきによって孔辺細胞は水を排出し、気孔が閉じる。
●アブシシン酸は葉緑体やアミロプラストをもつほとんどすべての細胞で合成され、すべての主要な組織で見いだされている。維管束中を移動すると考えられている。
●ヒマワリが乾燥ストレスを受けると道管内のアブシシン酸が数十倍に増加する。これは根から供給される。道管内のアブシシン酸は蒸散流により孔辺細胞に達して、気孔閉鎖の信号として働く。
●アブシシン酸によって気孔は閉鎖するが、逆に、青色光シグナルを受け取ると、開口する。
（１）気孔が開く時
①孔辺細胞にあるフォトトロピンが青色光を受容する。
②プロトンポンプが活性化しH＋を孔辺細胞から排出する（細胞膜が過分極される）。
③（過分極に応答して）電位依存性のカリウムチャネル（知らなくていいが内向き整流性カリウムチャネルという）が開き、カリウムイオンが孔辺細胞に流入する。
⓸孔辺細胞内の浸透圧が上昇→水が流入→膨圧上昇（気孔が開く）。
（２）気孔が閉じる時
①植物が乾燥ストレス（水不足によるストレス）にさらされると、アブシシン酸が合成される。
②細胞膜の陰イオンチャネルが活性化され、孔辺細胞から陰イオン（主に塩化物イオン）が排出される（細胞膜が脱分極される）。
③（脱分極に応答して）電位依存性のカリウムチャネル（外向き整流性カリウムチャネル）が開き、孔辺細胞からカリウムイオンが排出される。
⓸孔辺細胞内の浸透圧が低下→水が流出→膨圧低下（気孔が閉じる）。
＊アブシシン酸は、気孔が開く時に働いたプロトンポンプや内向き整流性カリウムチャネルのはたらきも阻害することが知られている。
●アブシシン酸はほとんどすべての植物細胞が合成できる。木部や師部に輸送されるかもしれない。



#高校生物
#アブシシン酸
#植物ホルモン

アブシシン酸【植物ホルモン④】　高校生物

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
暗順応のグラフ（暗順応曲線）とロドプシン（オプシン・レチナール）について講義します。
語呂「俺たちのロード（オプシン、レチナール、ロドプシン）」

問題：明るい場所から暗い映画館に入ると、はじめは床の階段も見えないが、しばらくすると徐々に状況が見えてくる。このとき、階段を見るのに主に使われている視細胞は、錐体細胞と桿体細胞のどちらか。
答え：桿体細胞

問題：桿体細胞に含まれる視物質を何というか。
答え：ロドプシン

●動画の中で「錐体細胞と桿体細胞が網膜に並んでいる」と言っているが、その並び方は均一ではないことに注意。錐体細胞は黄斑に集中して分布しており、桿体細胞は黄斑（と盲斑）以外に分布している。
視細胞の分布に関する講義はこちら↓
   • 視細胞の分布を表すグラフ【眼】　高校生物  

●まるで黒板の上の方から光が差すような仕草をしているシーンがあるが、光は円板のある方（黒板上方）ではなく、核のある方（黒板下方）からやってくるので注意。教科書で桿体細胞が配置されている向きを確認しておくこと。

●暗いところから急に明るいところに出るとまぶしく感じるが、しばらくすると正常にもどる。これを明順応（めいじゅんのう）という。
●逆に、明るいところから暗い所に行くと、はじめは何も見えないが、しばらくすると正常に戻る。これを暗順応（あんじゅんのう）という。
●ロドプシンについて
・明順応、暗順応には、主に桿体細胞の中にあるロドプシンという視色素（視物質）が関係している。
・ロドプシンはオプシンというタンパク質と、ビタミンＡの還元型であるレチナールからなる。
・ロドプシンが多いと、弱い光を受容できる。つまり、光刺激に対する閾値が下がる（＝感度が上がる）。
・桿体細胞の中にあるロドプシンに光が当たると、レチナールの構造が変化（シス型からトランス型へ変化）して、オプシンからはずれる（ロドプシンは分解する）。この反応がきっかけとなり、視細胞に電位変化が生じる。
・レチナールは、血液中から供給されるビタミンＡからつくられる。ビタミンＡが不足すると、夜盲症（暗順応障害を引き起こす疾患）になる。
・いきなりまぶしい所に出ると、桿体細胞のロドプシンが急に反応し、細胞が過剰に興奮してよく見えなくなる。
・ロドプシンが減少することで、桿体細胞の感度は下がってくる（明順応）。
・逆に暗い所では、ロドプシンが足りず、よく見えない。しかし、徐々にロドプシンが合成・蓄積され、桿体細胞の感度が上がる（暗順応）。
・活性化したロドプシンはすぐに不活性になり、さらに、構造変化を起こしたレチナールを放出してしまう。
・構造変化前のレチナールは色素上皮細胞から補給される。
・明るい場所では、ほとんどのロドプシンは分解されてしまっている。暗い場所に移り時間が経つと、だんだん色素上皮細胞から構造変化前のレチナールが補給され、ロドプシンは再合成されて行く。
・ヒトには３種（赤・青・緑）の錐体細胞がある。錐体細胞は黄斑に集中して分布している。それぞれの錐体細胞のオプシンのアミノ酸配列の違いにより、よく反応する色が異なる（錐体細胞の視物質に含まれるレチナールは桿体細胞と同様である。ただ、オプシンに相当するタンパク質部分のアミノ酸配列は異なる。そのアミノ酸配列の違いが、それぞれの錐体細胞が反応する色の違いに繋がっている。）。
・暗順応の前半では錐体細胞の感度上昇が起こり、後半では桿体細胞の感度上昇が起こる（錐体細胞は、かん体細胞より、感度は低いが、応答が速いことが知られている）。
●桿体細胞で光が電気信号に変換されるまで
①光によって桿体細胞の円板膜上にあるロドプシンが活性化し、活性化したロドプシンはGタンパク質（トランスデューシン）を活性化させる。
＊トランスデューシンはGタンパク質であり、活性化されると、GDP結合型からGTP結合型に変化する（GDPと結合していたのが、GTPと結合するようになる）。
②トランスデューシンはホスホジエステラーゼ（ｃGMP分解酵素）を活性化させる。
③ホスホジエステラーゼによって、cGMPが分解され、細胞質のｃGMA濃度が下がる。すると、ナトリウムチャネルと結合しているｃGMPの量が低下して、ナトリウムチャネルが閉じる。このNa＋流入の阻害は、桿体細胞の過分極を引き起こす。
④すると、桿体細胞から放出されるグルタミン酸の量が減少する。この情報が脳へ伝わる。
このように、光のシグナルは細胞膜に迅速に伝わり、細胞膜の過分極を通じて電気的なシグナルに変換される（今回の場合、面白いことに、受容器電位[感覚刺激に応じて受容器に発生する電位変化]は、脱分極ではなく、過分極である）。

noteに簡単な図がある。
https://note.com/yaguchihappy/n/n4e5dd145afbc#309b0bd6-b3a8-4803-95d5-c7470025a8d0

●ロドプシンは赤い。ロドプシンの語源は「rhod=バラ、posing=視覚に関する」である。
●薄暗いところで色がわからないのは、主に桿体細胞が働いているからである（色覚に関与しているのは錐体細胞である）。
●当然（他の動物生理の授業も同様だが）、「我々は錐体細胞と桿体細胞をもつ」と言っても、そんなことにはいくらでも例外があり、さまざまな個性を持つ人がいることは言うまでもない。念のため。
●詩人ゲーテは、明暗調節について研究している。「網膜は、光あるいは闇がそれに作用するのに応じて二つの異なった状態にあり、これらの状態は相互にまったく対立している。」「われわれが強く証明された白い面に目を向けると、眼はくらんで、しばらくは適度に照らされた対象を識別することができない。」「白昼の明るい所から薄暗い場所へ移る人は誰でも、最初は何も識別することができない。」ゲーテ『色彩論』目に対する光と闇の関係より
●錐体細胞の視物質に含まれるレチナールは桿体細胞と同様である。ただ、オプシンに相当するタンパク質部分（フォトプシンと言う）のアミノ酸配列は異なる。
また、そのフォトプシンのアミノ酸配列の違いが、それぞれの錐体細胞が反応する色の違いに繋がっている。
●桿体細胞のロドプシンのオプシンと、錐体細胞のヒト緑などのオプシンを言い分ける時、前者をスコトプシン、後者をフォトプシンと言う。（この説明は岩波生物学辞典とガイトン生理学に基づくが、オプシンやフォトプシンの定義が完全に統一されていない。あまり高校生は気にしなくていい。）
●本来、桿体細胞の視物質をロドプシンと言うのであって、錐体細胞の視物質はロドプシンとは言わない。「錐体の視物質cone photopigments」などとよばれる。錐体細胞の視物質は、ヒト緑、ニワトリ青などと同定された動物名をつけて呼ぶ。
●オプシンについて、桿体細胞と錐体細胞で区別するときは、桿体細胞のオプシンをスコトプシンといい（桿体オプシン rod opsin＝スコトプシン scotopsin）、錐体細胞のオプシンをフォトプシン（赤オプシン、緑オプシン、青オプシンなどともよぶ）という。
●錐体細胞は、順応に限らず、視覚に関わる化学反応全般の速度が大きいことが知られている。
●錐体細胞のみの曲線は、桿体細胞機能不全を起こしている夜盲症の方に協力していただいたり、錐体細胞のみが分布する中心窩に光を当てたりした場合に得られる。桿体細胞のみの曲線は、桿体一色型色覚の方に協力していただいたりすることで得られる。
●錐体細胞を持たない方、と言っているのは、正確には、機能不全を起こしていない錐体細胞を持たない方、と言う意味である。そしてそれは、医学では疾患と扱うが、見方を変えれば個性の一つである。念のため。
●暗順応はロドプシンの再生速度のみでは議論できない。背景光およびテスト光の強さ、広がり、波長、時間、瞳孔の大きさ、網膜部位に影響される。
●古生代以前に、動物は色覚を獲得していたと考えられている。6億年前、赤と緑の混合オプシンと、青オプシンがつくられたらしい。
4000万年前、赤と緑の混合オプシンは、赤オプシンと緑オプシンに分かれ、人類を含む旧世界ザルは、赤、緑、青の三色系で世界を見ることになった。
（南米の新世界ザルは、混合オプシンのままで、二色系である）。
赤オプシンと緑オプシンの遺伝子はX染色体上にとなりあって存在しているのは、この２つが遺伝子重複によって生じたからである可能性が高い。
●視細胞の下にある色素細胞層は、広義の網膜に含める。ビタミンAが大量に含まれており、ロドプシンの再生に働く。 

#高校生物
#暗順応
#ロドプシン

暗順応のグラフとロドプシン【眼】　高校生物

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
ミツバチの８の字ダンスについての講義です。慣れないうちは試験中、問題用紙をくるくる回すこともあり得ます。
問題はこちら
   • ミツバチの8の字ダンス②（問題演習編）　高校生物  
●巣の中からは空が見えない。ミツバチどのように太陽の位置を推定するのか？実は、ミツバチには、人間には見えない、太陽からくる紫外線のパターン（偏光の振動方向）を感知する能力があり、直接空と太陽を見なくても、太陽のある方向を知ることができるのである。同じ理由で、曇りの日、太陽が見えない日でも、太陽のおおよその位置を知ることができる。
●ミツバチのダンスは、蜜あるいは花粉を発見したミツバチのワーカー(働き蜂)が帰巣後、巣板にいる同胞に情報を伝えるため、腹部をはげしく振動させながら歩きまわる行動である。フリッシュが詳しく研究した（フリッシュはノーベル賞を受賞した）。
●体表に残る花の香は蜜源植物の香を伝え、
また蜜源の距離が巣から約100 m未満の場合には円を描く円形ダンスとなり、
それより遠い場合には重力方向に対し一定の角度を保ってまず直線を描き、次に右または左に回転してもとの位置に戻る8の字ダンスを躍る。
直線部が重力の反対方向（鉛直上方）となす角は、巣から見て太陽の方向と餌の方向とのなす角に一致する(太陽コンパス)。
さらにダンスの速さは距離に反比例し、これによって距離情報を伝達している。
ダンスの継続時間が長いほど蜜源が豊富で出動する働き蜂が多数必要なことを示す。

#高校生物
#ミツバチ
#8の字ダンス

ミツバチの8の字ダンス①（基本編）　高校生物

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
筋繊維（筋細胞）と筋原繊維、筋収縮について講義します。
語呂「あんた、変わらないね（暗帯の長さは変化しない）」

●ミオシンフィラメントの存在する部分は、暗帯（あんたい）として観察される（資料集でサルコメアについて調べよ）。収縮の前後で暗帯の長さが変化しないことから、収縮の前後でミオシンフィラメントは縮んでいないと考えられる。現在では、アクチンフィラメントとミオシンフィラメントの間の"滑り"により、筋収縮が起きると考えられている（そのような説を滑り説という）。

＊滑り説の詳しい解説はこちら↓
   • 滑り説・アクチンフィラメント・ミオシンフィラメント【筋収縮】　高校生物  

＊サルコメアと張力のグラフの解説はこちら↓
   • サルコメア（筋節）の長さと張力のグラフ【筋収縮】　高校生物  

＊筋収縮についての詳しい講義はこちら↓
   • 筋収縮　高校生物  

問題：筋収縮の前後で長さが変化しないものを選べ。
①明帯　②暗帯　③サルコメアの長さ（隣り合うZ膜の間の距離）
答え：②
（サルコメアが短くなるので筋肉が収縮する。明帯は、アクチンフィラメントの、ミオシンフィラメントと重なっていない領域なので、収縮が起きると、フィラメント同士が重なり合い、明帯は短くなる。資料集で確認せよ。）


●胚発生の過程において、骨格筋の細胞は、100個あるいはそれ以上の筋芽細胞と呼ばれる細胞が融合して出来上がる。だから骨格筋の細胞は多核なのである。
●神経筋接合部では、たくさんのアセチルコリンが分泌され、ニューロンから筋肉へ「収縮しろ」という信号を伝えている。アセチルコリンは、アセチルコリンエステラーゼという酵素によって速やかに分解される。そうすることでオンになったスイッチを、オフに戻すのである。
●サリン （メチルホスホノフルオリド酸イソプロピル）は化学兵器用剤の神経ガスである。1930年代からドイツにおいて殺虫剤の開発の中で開発された。サリンは1994年の松本サリン事件、1995年の東京地下鉄サリン事件でテロに使用された。サリンなどの神経ガスはコリンエステラーゼ活性阻害作用を有し、極めて毒性が高い。
●筋収縮の測定について
◯1回の刺激による収縮を単収縮という。
◯１秒に5回程度の刺激を与えた時の収縮を不完全強縮という。
◯1秒間に30回程度の刺激を与えた時の収縮を強縮という。
◯ドラムを回転させて、筋肉の縮むようすを記録する装置には、ミオグラフとキモグラフがある。ミオが筋肉、キモが波という意味である。
◯キモグラフが低速回転、ミオグラフが高速回転である。
◯単収縮をミオグラフで記録すると、潜伏期、収縮期、弛緩期がよくわかる。

#滑り説
#高校生物
#筋肉

筋繊維（筋細胞）と筋原繊維【筋収縮】　高校生物

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
耳について講義します。
耳の講義③はこちら
   • 【耳③】うずまき管・基底膜・コルチ器　高校生物  
語呂「自称付き合ってるチューしよう（耳小骨、ツチ、キヌタ、アブミ、中耳。ツチとキヌタとアブミの初めの一文字でツキア、これを付き合ってと読む）」意味ない語呂ですね。すみません。

問題：耳小骨を３つ答えよ。
答え：ツチ骨、キヌタ骨、アブミ骨

問題：耳殻・外耳道が含まれる領域は（　　）耳とよばれる。
答え：外

●耳小骨ではてこの原理が使われている。
● 鼓膜は外耳道の奥に存在する半透明の薄い膜で、8×6mmの楕円形をしている。鼓膜の内側は中耳である。
●卵円窓は、鼓膜より２０倍も激しく振動する。
●うずまき細管の内部のリンパ液を内リンパといい、他のふつうの細胞外液とは異なり、カリウム濃度が細胞外液にしては異常に高い。カリウム濃度がナトリウム濃度より160倍くらい高い。
外リンパをはじめ、ナトリウム濃度が高いほとんどの細胞外液と逆になっている。
●耳管（じかん）：ユースタキー管（エウスタキオ管）とも呼ばれる。鼓室内に外気を流通させ、鼓室内の気圧を外気圧に一致させる。
＊耳管は鼓室と咽頭をつないでいるが、通常ほとんど閉じている。エレベーターや飛行機で、急激に高い所に昇ると、音が聞こえにくくなる。これは、鼓室と外気の気圧の差によって鼓膜がゆがむからである。ごくんとつばを飲み込むと、耳管が開き、鼓室内の気圧が外気圧と一致し、鼓膜が正しい位置に戻る（気圧変化のために音が聞こえにくくなった時に、つばを飲み込むと治るのはこのためである）。
●耳管が閉じているのには理由がある。耳管を通って細菌が咽頭から鼓室に侵入すると、鼓室、中耳で炎症が起こってしまう。つまり、中耳炎が生じてしまう。

#生理学
#高校生物
#耳

【耳②】耳殻・耳小骨・耳管　高校生物

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
反射弓についてわかりやすく講義します。
語呂「室外機は介在しない（膝蓋腱反射は介在神経なし）」
＊背根＝後根、腹根＝前根です。

●刺激に対して意識とは無関係に起こる反応を反射という。反射の中枢は脊髄・延髄・中脳などにある。（大脳ではない！）
●受容器によって受容された刺激の情報を、反射中枢（脊髄など）から、直接、効果器へ伝えるための経路を反射弓（はんしゃきゅう）という。
＊経路の形が弓みたいだから反射弓という。
●しつがい腱（ひざ関節のすぐ下のあたり）を軽くたたくと、足が上がる。これをしつがい腱反射（しつがいけんはんしゃ）という。しつがい腱反射では、筋紡錘（きんぼうすい）という受容器が筋肉の伸びすぎを感知し、強制的に筋肉を収縮させている。
●筋紡錘のように、自己の体の置かれている状態を受容する受容器を自己受容器という。
＊しつがい腱反射は、介在神経を経ない特殊な反射である。
＊しつがい腱（膝蓋腱）とは、大腿四頭筋の腱である。腱とは、筋肉の端を骨格につなぐ強靭な結合組織のことである。
●四肢の皮膚に傷害を引き起こすような強い刺激を与えると、その肢を引っ込める（体幹に近付ける）。これを屈筋反射（くっきんはんしゃ）という（脊椎動物で普遍的に見られる脊髄反射である。除脳した脊髄ガエルでも容易に観察できる）。屈筋反射では、しつがい腱反射と違い、介在神経が関わる。
●筋紡錘は、脊椎動物の骨格筋にあり、筋の伸張を受容する自己受容器である。具体的に葉、直径約１００μｍ、長さ３～１５mmの被膜の中に、数本～十数本の小さな筋繊維をもつ構造である。筋紡錘中の筋繊維には感覚神経終末がぐるぐると巻き付いており、筋の伸張を受容して活動していると考えられている（筋肉が引き伸ばされると、神経終末は脱分極されることが知られている）。特に筋が急速に引き伸ばされた時に興奮する。
●ひざ関節のすぐ下をハンマーでたたくと、ひざを伸ばす筋肉が収縮し足が跳ね上がる（これがしつがい腱反射である。筋紡錘が一瞬引き伸ばされ、筋が反射的に収縮する）。
「伸筋」が収縮して足が伸びるわけだが、少し詳しく見てみると、この時、「屈筋」の収縮は抑制されている。
＊「伸筋」は、その収縮によって骨格を伸展させる（伸びさせる）筋肉であり、屈曲を引き起こす「屈筋」と拮抗している（伸筋と屈筋のように、相反する運動ないし張力効果をもち、力学的に対抗しあう筋肉のセットを拮抗筋という）。
筋紡錘から伸びる感覚ニューロンから出た枝は、抑制性介在ニューロンを介して、屈筋の運動ニューロンを抑制することがわかっている（屈曲を引き起こす筋肉の収縮を抑制する）。すなわち、感覚ニューロンは、伸筋の運動ニューロンを興奮させると同時に、抑制性の介在ニューロンを介して、屈筋の運動ニューロンの興奮を抑制する。



#生物
#反射
#反射弓

反射　高校生物

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
視細胞（錐体細胞・桿体細胞）の分布を表すグラフについて解説します。
語呂に「おお！色々衰退してしまった！（黄斑、色覚に関与する錐体細胞）」

●目に関する基礎講義
眼①　    • 【眼①】全体構造　高校生物  
眼②　   • 【眼②】視細胞・黄斑・盲点（盲斑）　高校生物  
暗順応とロドプシン　   • 暗順応のグラフとロドプシン【眼】　高校生物  

●1個の眼球の網膜には約600万個の錐体細胞と、1億2000万個の桿体（かんたい）細胞が存在している。
桿体細胞は、光に対する閾値が、暗いところではものすごく小さくなる。つまり、薄明下で物を見るときに働く。かん体は基本的に色を識別できないので、薄明かりでは色の識別はできない。（暗順応において、暗所に入った直後はよく物が見えないが、桿体細胞でロドプシンが合成され、ロドプシンの増加が起こると、よく見えるようになる）
●錐体細胞には、青、緑、赤の3種類が存在し、明るいところで色覚に働いている。（ただし、暗所に入った瞬間に、多少閾値は落ちる、つまり多少の感度上昇は起きる）。
●黄斑の中心には、中心窩（ちゅうしんか）という小さな窪みがある。ここに錐体細胞が集中して存在する。
●視細胞がどういう向きで配置されているかもチェックしておこう。図で出題される。
●盲斑（盲点）は視神経の出口であり、視細胞が分布していない（盲斑に光が当たっても感知できない）。

#眼
#生理学
#高校生物

視細胞の分布を表すグラフ【眼】　高校生物

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
ABCモデルについて講義します。ABCモデルは、４つの領域と、そこに発現する３つのクラスの遺伝子（Aクラス遺伝子、Bクラス遺伝子、Cクラス遺伝子）によって、花の形態形成を発生遺伝学的に説明するモデルです。
＊クラスC遺伝子には、茎頂分裂組織での新たな細胞の形成を抑制する働きもあることが知られている（クラスC遺伝子であるAGAMOUS遺伝子は、無限の成長パターンを有限化する働きを持つ）。クラスC遺伝子の突然変異により、「がく片ー花弁ー花弁」の単位が繰り返されることがある（外側から内側に向かって、がく片ー花弁ー花弁ーがく片ー花弁ー花弁・・・となる）。八重咲の花（本来より多く花弁を持っている花）の中には、クラスC遺伝子の突然変異が原因と考えられるものもある。
＊A、B、Cそれぞれの活性が喪失した突然変異体について、変化をすべて暗記する必要はない。基本的には、各クラスの正常な（野生型の）発現領域と、各領域にできる構造は、問題文で示される（ただし、悪問だが、示されないこともある）。
＊音質が悪くて申し訳ありません。字幕を作ってあるので活用してください。

●　茎頂分裂組織の同心円状の各領域ではたらく３つのクラスの遺伝子（A、B、C）の組み合わせによって、分化する構造の種類（がく片・花弁・雄しべ・雌しべ）が決まってくる（同心円状の領域が想定され、外側から内側に向かい、がく片・花弁・雄しべ・雌しべが形成される）。
＊厳密には、「がく片」の集まりを「がく」という。
●　今では、胚珠形成に必要なクラスD遺伝子や、クラスA・B・C遺伝子の活性に必要なクラスE遺伝子が発見されている。クラスE遺伝子にはSEP1～SEP４の四つの遺伝子があり、これらの四重突然変異体は、すべての領域に葉が形成される（これは、A遺伝子、B遺伝子、C遺伝子のすべてが働かない突然変異体と同様の変化である）。
クラスA、B、C、D、E遺伝子が、下流の様々な遺伝子の発現を制御していると考えられているが、その詳細はほとんど明らかになっていない。、
●　シロイヌナズナの花芽分裂組織は、４種類の花器官（がく片、花弁、雄しべ、心皮）の形成を開始するが、これらの器官の発生は、「環域（ワール　whorl）」と呼ばれる環状領域で始まる（動画の初めの方に出てきた花を上から見た図のイメージはシロイヌナズナの例である）。シロイヌナズナでは、４つの環域は以下のように配置されている。
・第１環域（最も外側）：４枚のがく片。
・第２環域：４枚の花弁。
・第３環域：６本の雄しべ（その内２本は他の４本より短い）。
・第４環域（最も内側）：雌しべ（単一の複合器官[雌の生殖器官]）。雌しべは、多数の胚珠を含む２枚の心皮が融合してできた子房、花柱、その上の柱頭からなる。
●　シロイヌナズナでは、Aクラス遺伝子にAP1、AP2が、Bクラス遺伝子にはAP3、PIが、Cクラ ス遺伝子にはAGが同定されている。なお、AP2以外はMADSボックス（マッズボックス）と呼ばれる領域（ショウジョウバエのホメオティック遺伝子のもつホメオボックスとは異なる）を持つMADSボックス遺伝子である。
●　ABCモデルがどの程度普遍性をもっているかについては、今まさに研究が進んでいる所である。ただし、A、B、Cの各活性をもった遺伝子は、シロイヌナズナやペチュニアをはじめ、イネ科を含む単子葉植物からも見つかっている。そして、その発現領域はABCモデルから期待される通りの領域で発現している。また、チューリップのようにがく片が花弁化している花では、Bクラス遺伝子が一番外側の領域でも発現していることがわかっている。


0:00 花の構造
1:14 3つのクラス（A・B・C）
3:37 クラスB活性喪失突然変異体
4:27 クラスA活性喪失突然変異体
5:07 クラスC活性喪失突然変異体
5:50 ホメオティック遺伝子




#高校生物 
#ABCモデル
#花

サルコメア（筋節）の長さと張力のグラフ【筋収縮】　高校生物

シリーズ

刺激と反応　高校生物 #19

説明

タグ

サルコメア（筋節）の長さと張力のグラフ【筋収縮】 高校生物

シリーズ

刺激と反応 高校生物 #19

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刺激と反応　高校生物 #19