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眼(め)の構造(こうぞう)と光(ひかり)の受容(じゅよう)

カエル先生錐体(すいたい)は色(いろ)・桿体(かんたい)は暗(くら)がりが得意(とくい)。盲斑(もうはん)は視神経(ししんけい)の出口(でぐち)で視(し)細胞(さいぼう)が無(な)いだけだよ。

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  1. 眼(め)は**角膜(かくまく)**と**水晶体(すいしょうたい)**で光(ひかり)を屈折(くっせつ)(新しいタブで開きます)させ、**網膜(もうまく)**に像(ぞう)を結(むす)ぶ。網膜(もうまく)の情報(じょうほう)は**視神経(ししんけい)**を通(とお)って脳(のう)に伝(つた)わる。
  2. 網膜(もうまく)には色(いろ)を感(かん)じる**錐体細胞(すいたいさいぼう)**と弱(よわ)い光(ひかり)に反応(はんのう)する**桿体細胞(かんたいさいぼう)**があり、視神経(ししんけい)の出口(でぐち)は視(し)細胞(さいぼう)が無(な)い**盲斑(もうはん)**になる。
  3. 暗所(あんしょ)での**暗順応(あんじゅんのう)**は**ロドプシン**が増(ふ)えて起(お)こり、**毛様体(もうようたい)**の収縮(しゅうしゅく)・弛緩(しかん)は水晶体(すいしょうたい)の厚(あつ)さを変(か)えて遠近調節(えんきんちょうせつ)する。

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詳しく

眼(め)の構造(こうぞう)(角膜(かくまく)・水晶体(すいしょうたい)・網膜(もうまく)・視神経(ししんけい))

眼(め)は光(ひかり)を受(う)け取(と)る受容(じゅよう)器(き)で、外側(そとがわ)の角膜(かくまく)と内側(うちがわ)の水晶体(すいしょうたい)が光(ひかり)を屈折(くっせつ)させ、眼(め)の奥(おく)に広(ひろ)がる網膜(もうまく)に像(ぞう)を結(むす)ぶ。

網膜(もうまく)に結(むす)ばれた像(ぞう)の情報(じょうほう)は、網膜(もうまく)に分布(ぶんぷ)する視(し)細胞(さいぼう)が電気(でんき)的(てき)な信号(しんごう)に変(か)え、視神経(ししんけい)を通(とお)って脳(のう)に伝(つた)えられる。

視神経(ししんけい)が眼球(がんきゅう)から出(で)ていく部分(ぶぶん)には視(し)細胞(さいぼう)が存在(そんざい)しないため、ここに像(ぞう)が結(むす)ばれても光(ひかり)として感(かん)じない。この部分(ぶぶん)を盲斑(もうはん)という。

眼の構造と光が伝わる経路Asatte Studio(Manazoo)/オリジナル(コードで作図)

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)・黄斑(おうはん)と盲斑(もうはん)

網膜(もうまく)の視(し)細胞(さいぼう)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)の2種類(しゅるい)があり、どちらも光(ひかり)を受(う)け取(と)って信号(しんごう)に変(か)える。

錐体細胞(すいたいさいぼう)は色(いろ)の違(ちが)いを感(かん)じ取(と)れるが弱(よわ)い光(ひかり)には反応(はんのう)しにくく、網膜(もうまく)の中心(ちゅうしん)にある黄斑(おうはん)に集(あつ)まって分布(ぶんぷ)している。

桿体細胞(かんたいさいぼう)は色(いろ)の区別(くべつ)はできないが、弱(よわ)い光(ひかり)にもよく反応(はんのう)し、黄斑(おうはん)の周囲(しゅうい)に広(ひろ)く分布(ぶんぷ)している。

明順応(めいじゅんのう)・暗順応(あんじゅんのう)(ロドプシン)と遠近調節(えんきんちょうせつ)

暗(くら)い場所(ばしょ)に入(はい)った直後(ちょくご)は何(なに)も見(み)えないが、時間(じかん)がたつと見(み)えるようになる。これは桿体細胞(かんたいさいぼう)に含(ふく)まれるロドプシンという物質(ぶっしつ)が暗所(あんしょ)で増(ふ)え、弱(よわ)い光(ひかり)にも反応(はんのう)しやすくなるために起(お)こる現象(げんしょう)で、暗順応(あんじゅんのう)という。

逆(ぎゃく)に明(あか)るい場所(ばしょ)に出(で)た直後(ちょくご)はまぶしく感(かん)じ、しばらくすると慣(な)れ(新しいタブで開きます)る。これはロドプシンなどの感度(かんど)が明(あか)るさに合(あ)わせて下(さ)がるために起(お)こる現象(げんしょう)で、明順応(めいじゅんのう)という。

近(ちか)くの物(もの)を見(み)るときは毛様体(もうようたい)が収縮(しゅうしゅく)してチン小(しょう)帯(たい)がゆるみ、水晶体(すいしょうたい)が厚(あつ)くなる。遠(とお)くの物(もの)を見(み)るときは毛様体(もうようたい)が弛緩(しかん)してチン小(しょう)帯(たい)が緊張(きんちょう)し、水晶体(すいしょうたい)が薄(うす)くなる。こうした厚(あつ)さの変化(へんか)によって、遠近調節(えんきんちょうせつ)が行(おこな)われる。

暗順応と毛様体による遠近調節Asatte Studio(Manazoo)/オリジナル(コードで作図)

確認問題

問題 1 / 4眼(め)に入(はい)った光(ひかり)が像(ぞう)を結(むす)ぶまでの屈折(くっせつ)の順序(じゅんじょ)として正(ただ)しいものはどれか。

確認問題(解答用紙)

この問題を端末で解くための QR コード

スマホやタブレットで読み取ると、この問題をその場で解けます。

https://manazoo.com/science/eye-structure-and-photoreception/?from=print#quiz

  1. 眼(め)に入(はい)った光(ひかり)が像(ぞう)を結(むす)ぶまでの屈折(くっせつ)の順序(じゅんじょ)として正(ただ)しいものはどれか。

    • ◯ 水晶体(すいしょうたい)→角膜(かくまく)→網膜(もうまく)の順(じゅん)に屈折(くっせつ)し像(ぞう)を結(むす)ぶ
    • ◯ 角膜(かくまく)だけで屈折(くっせつ)し水晶体(すいしょうたい)は関係(かんけい)しない
    • ◯ 網膜(もうまく)→角膜(かくまく)→水晶体(すいしょうたい)の順(じゅん)に屈折(くっせつ)し像(ぞう)を結(むす)ぶ
    • ◯ 角膜(かくまく)→水晶体(すいしょうたい)→網膜(もうまく)の順(じゅん)に屈折(くっせつ)し像(ぞう)を結(むす)ぶ

    正解:角膜→水晶体→網膜の順に屈折し像を結ぶ
    眼(め)に入(はい)った光(ひかり)は、外側(そとがわ)の角膜(かくまく)、内側(うちがわ)の水晶体(すいしょうたい)の順(じゅん)に屈折(くっせつ)(新しいタブで開きます)し、網膜(もうまく)に像(ぞう)を結(むす)ぶ。

  2. 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)の違(ちが)いとして正(ただ)しいものはどれか。

    • ◯ 錐体細胞(すいたいさいぼう)は色(いろ)を感(かん)じ黄斑(おうはん)に集(あつ)まるが弱光(じゃっこう)に弱(よわ)く、桿体細胞(かんたいさいぼう)は色(いろ)を区別(くべつ)できないが弱光(じゃっこう)に強(つよ)い
    • ◯ 桿体細胞(かんたいさいぼう)は色(いろ)を感(かん)じ黄斑(おうはん)に集(あつ)まるが弱光(じゃっこう)に弱(よわ)く、錐体細胞(すいたいさいぼう)は色(いろ)を区別(くべつ)できないが弱光(じゃっこう)に強(つよ)い
    • ◯ 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)はどちらも色(いろ)を区別(くべつ)できず、働(はたら)きに違(ちが)いはない
    • ◯ 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)はどちらも色(いろ)を感(かん)じ、分布(ぶんぷ)する場所(ばしょ)も同(おな)じである

    正解:錐体細胞は色を感じ黄斑に集まるが弱光に弱く、桿体細胞は色を区別できないが弱光に強い
    錐体細胞(すいたいさいぼう)は色(いろ)の違(ちが)いを感(かん)じ取(と)れるが弱(よわ)い光(ひかり)には反応(はんのう)しにくく、黄斑(おうはん)に集(あつ)まる。桿体細胞(かんたいさいぼう)は色(いろ)の区別(くべつ)はできないが弱(よわ)い光(ひかり)にもよく反応(はんのう)し、黄斑(おうはん)の周囲(しゅうい)に広(ひろ)く分布(ぶんぷ)する。

  3. 暗(くら)い場所(ばしょ)に入(はい)った直後(ちょくご)は見(み)えにくく、時間(じかん)がたつと見(み)えるようになる暗順応(あんじゅんのう)はなぜ起(お)こるか。

    • ◯ 瞳孔(どうこう)が閉(と)じて光(ひかり)の量(りょう)を減(へ)らすようになるため
    • ◯ 水晶体(すいしょうたい)が厚(あつ)くなり、光(ひかり)をより多(おお)く集(あつ)めるようになるため
    • ◯ 錐体細胞(すいたいさいぼう)のロドプシンが減(へ)り強(つよ)い光(ひかり)にしか反応(はんのう)しなくなるため
    • ◯ 桿体細胞(かんたいさいぼう)のロドプシンが増(ふ)え弱(よわ)い光(ひかり)にも反応(はんのう)しやすくなるため

    正解:桿体細胞のロドプシンが増え弱い光にも反応しやすくなるため
    桿体細胞(かんたいさいぼう)に含(ふく)まれるロドプシンが暗所(あんしょ)で増(ふ)え、弱(よわ)い光(ひかり)にも反応(はんのう)しやすくなるために起(お)こる。

  4. 近(ちか)くの物(もの)を見(み)るとき、毛様体(もうようたい)・チン小(しょう)帯(たい)・水晶体(すいしょうたい)はどう変化(へんか)するか。

    • ◯ 毛様体(もうようたい)が収縮(しゅうしゅく)しチン小(しょう)帯(たい)がゆるみ、水晶体(すいしょうたい)が厚(あつ)くなる
    • ◯ 毛様体(もうようたい)が収縮(しゅうしゅく)しチン小(しょう)帯(たい)が緊張(きんちょう)し、水晶体(すいしょうたい)が薄(うす)くなる
    • ◯ 毛様体(もうようたい)が弛緩(しかん)しチン小(しょう)帯(たい)が緊張(きんちょう)し、水晶体(すいしょうたい)が厚(あつ)くなる
    • ◯ 毛様体(もうようたい)の動(うご)きに関係(かんけい)なく水晶体(すいしょうたい)の厚(あつ)さは変(か)わらない

    正解:毛様体が収縮しチン小帯がゆるみ、水晶体が厚くなる
    近(ちか)くを見(み)るときは毛様体(もうようたい)が収縮(しゅうしゅく)してチン小(しょう)帯(たい)がゆるみ、水晶体(すいしょうたい)は厚(あつ)くなる。

単元のポイント

  • 角膜(かくまく)・水晶体(すいしょうたい)・網膜(もうまく)・視神経(ししんけい) 光(ひかり)を屈折(くっせつ)させる角膜(かくまく)と水晶体(すいしょうたい)、像(ぞう)が結(むす)ばれる網膜(もうまく)、情報(じょうほう)を脳(のう)へ運(はこ)ぶ視神経(ししんけい)
  • 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) 色(いろ)を感(かん)じるが弱光(じゃっこう)に弱(よわ)い錐体細胞(すいたいさいぼう)と、色(いろ)は区別(くべつ)できないが弱光(じゃっこう)でも働(はたら)く桿体細胞(かんたいさいぼう)
  • 黄斑(おうはん)と盲斑(もうはん) 錐体細胞(すいたいさいぼう)が集(あつ)まる網膜(もうまく)の中心(ちゅうしん)(黄斑(おうはん))と、視(し)細胞(さいぼう)が無(な)く光(ひかり)を感(かん)じない盲斑(もうはん)(視神経(ししんけい)の出口(でぐち))
  • 明順応(めいじゅんのう)・暗順応(あんじゅんのう)と遠近調節(えんきんちょうせつ) ロドプシンの増減(ぞうげん)による明暗(めいあん)への慣(な)れと、毛様体(もうようたい)・チン小(しょう)帯(たい)による水晶体(すいしょうたい)の厚(あつ)さの調節(ちょうせつ)

出典・クレジット

  • 単元の構成:文部科学省「高等学校学習指導要領(平成30年告示)」(新しいタブで開きます)(政府標準利用規約 2.0)
  • 学習指導要領の該当箇所:高等学校学習指導要領(平成30年告示)解説 理科編 理数編 生物 (4)生物の環境応答 ア(ア)動物の反応・(イ)植物の環境応答(新しいタブで開きます)(解説p.140〜143。(4)生物の環境応答は(ア)動物の反応(㋐刺激の受容と反応:眼などの受容器、ニューロンの興奮とその伝導・伝達、効果器としての筋肉の収縮を明記。本単元では受容器としての眼を1ページ、ニューロンでの興奮の伝導を1ページ、シナプスでの伝達を1ページ、筋肉の収縮のしくみを1ページに分けて扱う。㋑動物の行動:生得的行動と学習による行動に触れることを明記。本単元では1ページで扱う)、(イ)植物の環境応答(㋐植物の環境応答:被子植物の配偶子形成と重複受精、器官の分化、植物ホルモンの働き、光受容体の働きを明記。本単元では被子植物の生殖と発生を1ページ、植物ホルモンと光受容体による光周性を1ページに分けて扱う)で、7ページの構成はこの項目分けに対応する。刺激と反応の基本的な仕組み(感覚器官・中枢神経・反射・筋肉の基本的な働き)や自律神経系・内分泌系による調節は、中学理科「刺激と反応」(stimulus-and-response)や高校「生物基礎」の「神経系による情報の伝達」(nervous-system-information-transfer)・「自律神経系の働き」(autonomic-nervous-system-function)・「内分泌系とホルモン」(endocrine-system-and-hormones)で既に扱っているため、本単元では静止電位・活動電位・跳躍伝導・シナプスの伝達機構・筋収縮の分子機構・動物の行動の分類・被子植物の重複受精・植物ホルモンと光周性など、生物基礎より1段深い仕組みに絞って扱う。花のつくり(flower-structure)とも重複させず、被子植物の生殖と発生では配偶子形成・重複受精・胚発生・ABCモデルに絞った。)
  • 事実データ:Wikidata の項目 Q7364(新しいタブで開きます)(CC0)
  • 文部科学省「高等学校学習指導要領(平成30年告示)解説 理科編 理数編」p.140〜143(新しいタブで開きます)
  • 本文:Manazoo 編集部
  • 図(眼の断面で角膜と水晶体が光を屈折させ、網膜に像が結ばれ視神経を通って脳へ情報が伝わる経路を示した図):Asatte Studio(Manazoo)/オリジナル(コードで作図) / 出典(新しいタブで開きます)
  • 図(暗所でロドプシンが増える暗順応の変化と、毛様体の収縮・弛緩で水晶体の厚さが変わる遠近調節を並べた図):Asatte Studio(Manazoo)/オリジナル(コードで作図) / 出典(新しいタブで開きます)
  • 最終確認日:

単元の並びは学習指導要領に沿って作り、年号や人物などの事実は公開データと照らし合わせています。誤りに気づいたら意見箱からお知らせください。確かめて直します。テストや受験の前には、教科書や先生の説明もあわせて確認してください。

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問題を解く
単元のポイント
  • 角膜(かくまく)・水晶体(すいしょうたい)・網膜(もうまく)・視神経(ししんけい) 光(ひかり)を屈折(くっせつ)させる角膜(かくまく)と水晶体(すいしょうたい)、像(ぞう)が結(むす)ばれる網膜(もうまく)、情報(じょうほう)を脳(のう)へ運(はこ)ぶ視神経(ししんけい)
  • 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) 色(いろ)を感(かん)じるが弱光(じゃっこう)に弱(よわ)い錐体細胞(すいたいさいぼう)と、色(いろ)は区別(くべつ)できないが弱光(じゃっこう)でも働(はたら)く桿体細胞(かんたいさいぼう)
  • 黄斑(おうはん)と盲斑(もうはん) 錐体細胞(すいたいさいぼう)が集(あつ)まる網膜(もうまく)の中心(ちゅうしん)(黄斑(おうはん))と、視(し)細胞(さいぼう)が無(な)く光(ひかり)を感(かん)じない盲斑(もうはん)(視神経(ししんけい)の出口(でぐち))
  • 明順応(めいじゅんのう)・暗順応(あんじゅんのう)と遠近調節(えんきんちょうせつ) ロドプシンの増減(ぞうげん)による明暗(めいあん)への慣(な)れと、毛様体(もうようたい)・チン小(しょう)帯(たい)による水晶体(すいしょうたい)の厚(あつ)さの調節(ちょうせつ)