高校生物

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5分で解ける!受容器:聴覚器(2)に関する問題

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5分で解ける!受容器:聴覚器(2)に関する問題

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この動画の問題と解説

練習

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高校 生物 動物生理3 練習 すべて空ける

解説

これでわかる!
練習の解説授業

音の高低が認識されるメカニズムをおさえよう

高校 生物 動物生理3 練習 練習(1)
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次の2つの図を見てください。
左の図は、まっすぐに伸ばしたうずまき管を上から見た様子を表した模式図です。
右の図は、うずまき管が中央に描かれた聴覚器の様子です。

高校 生物 動物生理3 練習 練習・図
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2つの図には、蝸牛頂の位置が点で示されていますね。
蝸牛頂はうずまき管の折り返し地点で、外観では中心部に位置します。

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左の図では、うずまき管の中に基底膜が台形のつくりとして描かれています。
基底膜はうずまき管全体に広がり、卵円窓側では幅が狭く、蝸牛頂側では幅が広いことが特徴です。
うずまき管の中心部にあたる蝸牛頂側では、基底膜の幅は広いということです。

高校 生物 動物生理3 練習 練習(2)
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うずまき管の中心部とは、蝸牛頂側です。

高校 生物 動物生理3 練習 練習・図
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低い音の振動は幅の広い基底膜と、高い音の振動は幅の狭い基底膜と、それぞれ共鳴します。
高い音は振動数が高く、低い音は振動数が低いですね。

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よって、卵円窓側の基底膜は高振動数の音と共鳴します。
一方、蝸牛頂側の基底膜は低振動数の音と共鳴します。

高校 生物 動物生理3 練習 練習(3)
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うずまき管の周辺部とは、卵円窓側です。
卵円窓側の基底膜は幅が狭く、高振動数の高い音を認識します。

高校 生物 動物生理3 練習 練習・図
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基底膜の上側には感覚毛の生えた聴細胞があります。
聴細胞のさらに上側にはおおい膜がありました。
おおい膜は聴細胞の感覚毛がぎりぎり触れないところに位置しています。

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基底膜が振動すると、聴細胞が上下に振動し、感覚毛がおおい膜に触れることによって、感覚毛の変形が起こり、聴細胞に興奮が生じました。
この興奮が脳に伝えられることで、音が認識されるのです。

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このとき、卵円窓側の聴細胞は、1秒間に20000回程度振動します。
つまり1秒間に20000回、感覚毛はおおい膜に触れて変形してからもとに戻るという動作を繰り返すのです。
もし、この感覚毛の弾力が弱かったらどうなるでしょうか?
速い振動に感覚毛がついて行けず、20000回の振動を興奮に変換することができません。

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よって、卵円窓側の感覚毛は高い弾力性をもっている必要があります。
そのため、うずまき管の周辺部に位置する感覚毛は、太くて短いという特徴があります。

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一方、蝸牛頂側の感覚毛は細くて長く、弾力性が低いことが特徴です。
蝸牛頂側では基底膜があまり振動しないため、感覚毛にはあまり弾力性が必要ではないのですね。

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受容器:聴覚器(2)
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