本文へ移動

シナプスでの伝達(でんたつ)と記憶(きおく)

カエル先生伝達(でんたつ)は必(かなら)ずシナプス小(しょう)胞(ほう)がある側(がわ)から受容体(じゅようたい)がある側(がわ)への一方向(いちほうこう)だよ。

30秒でつかむ

  1. ニューロンの接続(せつぞく)部(ぶ)である**シナプス**では、**神経伝達物質(しんけいでんたつぶっしつ)**が放出(ほうしゅつ)されて次(つぎ)のニューロンの受容体(じゅようたい)(新しいタブで開きます)に結合(けつごう)する。
  2. 神経伝達物質(しんけいでんたつぶっしつ)には興奮(こうふん)を伝(つた)える**興奮性(こうふんせい)シナプス**と、興奮(こうふん)を抑(おさ)える**抑制性(よくせいせい)シナプス**があり、伝達(でんたつ)は一方向(いちほうこう)である。
  3. シナプスの伝(つた)わりやすさが変化(へんか)する**シナプスの可塑性(かそせい)**は、記憶(きおく)の仕組(しく)みに関(かか)わると考(かんが)えられている。

ChatGPT に解説してもらう(新しいタブで開きます)

詳しく

シナプスの構造(こうぞう)と神経伝達物質(しんけいでんたつぶっしつ)による伝達(でんたつ)

ニューロンとニューロンのすき間(ま)でつながる接続(せつぞく)部(ぶ)をシナプスという。興奮(こうふん)が軸(じく)索(さく)の末端(まったん)に達(たっ)すると、シナプス小(しょう)胞(ほう)から神経伝達物質(しんけいでんたつぶっしつ)が放出(ほうしゅつ)される。

放出(ほうしゅつ)された神経伝達物質(しんけいでんたつぶっしつ)は、シナプスのすき間(ま)を越(こ)えて次(つぎ)のニューロンの細胞(さいぼう)膜(まく)にある受容体(じゅようたい)に結合(けつごう)する。代表(だいひょう)的(てき)な神経伝達物質(しんけいでんたつぶっしつ)にアセチルコリンがある。

神経伝達物質(しんけいでんたつぶっしつ)が受容体(じゅようたい)に結合(けつごう)すると、次(つぎ)のニューロンの膜(まく)電位(でんい)が変化(へんか)し、興奮(こうふん)が別(べつ)のニューロンへ伝(つた)わっていく。

シナプスでの神経伝達物質による伝達Asatte Studio(Manazoo)/オリジナル(コードで作図)

興奮性(こうふんせい)シナプスと抑制性(よくせいせい)シナプス・伝達(でんたつ)の一方向性(いっぽうこうせい)

神経伝達物質(しんけいでんたつぶっしつ)が次(つぎ)のニューロンを興奮(こうふん)させやすくするシナプスを興奮性(こうふんせい)シナプスという。

反対(はんたい)に、神経伝達物質(しんけいでんたつぶっしつ)が次(つぎ)のニューロンを興奮(こうふん)させにくくするシナプスを抑制性(よくせいせい)シナプスという。1つのニューロンには興奮性(こうふんせい)と抑制性(よくせいせい)のシナプスが同時(どうじ)につながることもある。

神経伝達物質(しんけいでんたつぶっしつ)は、シナプス小(しょう)胞(ほう)をもつ側(がわ)(シナプス前細胞(ぜんさいぼう))から放出(ほうしゅつ)され、受容体(じゅようたい)をもつ側(がわ)(シナプス後(ご)細胞(さいぼう))に結合(けつごう)する。この仕組(しく)みのため、興奮(こうふん)はシナプスを一方向(いちほうこう)にしか伝(つた)わらない。

シナプスを伝わる興奮の一方向性Asatte Studio(Manazoo)/オリジナル(コードで作図)

シナプスの可塑性(かそせい)と記憶(きおく)

シナプスでの伝(つた)わりやすさは一定(いってい)ではなく、使(つか)われ方(かた)によって強(つよ)まったり弱(よわ)まったりする。この性質(せいしつ)をシナプスの可塑性(かそせい)という。

同(おな)じ経路(けいろ)を繰(く)り返(かえ)し使(つか)うとシナプスでの伝達(でんたつ)が強(つよ)まりやすくなることが知(し)られており、神経系(しんけいけい)が経験(けいけん)に応(おう)じて変化(へんか)していく仕組(しく)みの一(ひと)つになっている。

こうしたシナプスの可塑性(かそせい)は、学習(がくしゅう)や記憶(きおく)が神経系(しんけいけい)に保(たも)たれる仕組(しく)みに関(かか)わると考(かんが)えられている。

確認問題

問題 1 / 4シナプスで興奮(こうふん)が次(つぎ)のニューロンに伝(つた)わるとき、まず起(お)こることはどれか。

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/synaptic-transmission-and-memory/?from=print#quiz

  1. シナプスで興奮(こうふん)が次(つぎ)のニューロンに伝(つた)わるとき、まず起(お)こることはどれか。

    • ◯ シナプス小(しょう)胞(ほう)から神経伝達物質(しんけいでんたつぶっしつ)が放出(ほうしゅつ)される
    • ◯ シナプスのすき間(ま)が消(き)える
    • ◯ 次(つぎ)のニューロンの核(かく)に信号(しんごう)が届(とど)く
    • ◯ 受容体(じゅようたい)が神経伝達物質(しんけいでんたつぶっしつ)を作(つく)り出(だ)す

    正解:シナプス小胞から神経伝達物質が放出される
    興奮(こうふん)が軸(じく)索(さく)の末端(まったん)に達(たっ)すると、シナプス小(しょう)胞(ほう)から神経伝達物質(しんけいでんたつぶっしつ)が放出(ほうしゅつ)される。

  2. 代表(だいひょう)的(てき)な神経伝達物質(しんけいでんたつぶっしつ)として本文(ほんぶん)で挙(あ)げられているものはどれか。

    • ◯ DNAポリメラーゼ
    • ◯ トロポニン
    • ◯ アセチルコリン
    • ◯ ロドプシン

    正解:アセチルコリン
    放出(ほうしゅつ)された神経伝達物質(しんけいでんたつぶっしつ)は次(つぎ)のニューロンの受容体(じゅようたい)(新しいタブで開きます)に結合(けつごう)する。代表(だいひょう)的(てき)な神経伝達物質(しんけいでんたつぶっしつ)にアセチルコリンがある。

  3. シナプスでの伝達(でんたつ)が一方向(いちほうこう)にしか伝(つた)わらないのはなぜか。

    • ◯ 興奮性(こうふんせい)シナプスにしか神経伝達物質(しんけいでんたつぶっしつ)が存在(そんざい)しないため
    • ◯ シナプスには受容体(じゅようたい)が存在(そんざい)しないため
    • ◯ 神経伝達物質(しんけいでんたつぶっしつ)を放出(ほうしゅつ)する側(がわ)と受(う)け取(と)る側(がわ)が決(き)まっているため
    • ◯ 軸(じく)索(さく)には伝達(でんたつ)物質(ぶっしつ)が存在(そんざい)しないため

    正解:神経伝達物質を放出する側と受け取る側が決まっているため
    神経伝達物質(しんけいでんたつぶっしつ)はシナプス前細胞(ぜんさいぼう)から放出(ほうしゅつ)され、シナプス後(ご)細胞(さいぼう)の受容体(じゅようたい)に結合(けつごう)する仕組(しく)みのため、興奮(こうふん)は一方向(いちほうこう)にしか伝(つた)わらない。

  4. シナプスの可塑性(かそせい)とはどのような性質(せいしつ)か。

    • ◯ シナプスの数(かず)が生涯(しょうがい)変化(へんか)しない性質(せいしつ)
    • ◯ 神経伝達物質(しんけいでんたつぶっしつ)が常(つね)に一定(いってい)量(りょう)だけ放出(ほうしゅつ)される性質(せいしつ)
    • ◯ 使(つか)われ方(かた)によってシナプスの伝(つた)わりやすさが変化(へんか)する性質(せいしつ)
    • ◯ 興奮性(こうふんせい)シナプスが必(かなら)ず抑制性(よくせいせい)シナプスに変(か)わる性質(せいしつ)

    正解:使われ方によってシナプスの伝わりやすさが変化する性質
    シナプスの可塑性(かそせい)は、使(つか)われ方(かた)によってシナプスでの伝(つた)わりやすさが変化(へんか)する性質(せいしつ)で、記憶(きおく)の仕組(しく)みに関(かか)わると考(かんが)えられている。

単元のポイント

  • シナプスと神経伝達物質(しんけいでんたつぶっしつ) ニューロンどうしの接続(せつぞく)部(ぶ)(シナプス)で放出(ほうしゅつ)される化学(かがく)物質(ぶっしつ)(アセチルコリンなど)
  • 興奮性(こうふんせい)シナプスと抑制性(よくせいせい)シナプス 次(つぎ)のニューロンを興奮(こうふん)させる興奮性(こうふんせい)シナプスと、興奮(こうふん)を抑(おさ)える抑制性(よくせいせい)シナプス
  • 伝達(でんたつ)の一方向性(いっぽうこうせい) 神経伝達物質(しんけいでんたつぶっしつ)はシナプス前細胞(ぜんさいぼう)から放出(ほうしゅつ)されシナプス後(ご)細胞(さいぼう)の受容体(じゅようたい)に結合(けつごう)するため、伝達(でんたつ)は一方向(いちほうこう)に限(かぎ)られる
  • シナプスの可塑性(かそせい)と記憶(きおく) 使(つか)われ方(かた)に応(おう)じてシナプスの伝(つた)わりやすさが変化(へんか)する性質(せいしつ)で、記憶(きおく)の仕組(しく)みに関(かか)わるとされる

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 Q187181(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(軸索末端のシナプス小胞から神経伝達物質が放出され、次のニューロンの受容体に結合して興奮が伝わる様子を示した図):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(シナプスを挟む前後の細胞の間で一方向にだけ興奮が伝わり逆方向には伝わらないことを示した図):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)
  • 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。

間違いを知らせる
問題を解く
単元のポイント
  • シナプスと神経伝達物質(しんけいでんたつぶっしつ) ニューロンどうしの接続(せつぞく)部(ぶ)(シナプス)で放出(ほうしゅつ)される化学(かがく)物質(ぶっしつ)(アセチルコリンなど)
  • 興奮性(こうふんせい)シナプスと抑制性(よくせいせい)シナプス 次(つぎ)のニューロンを興奮(こうふん)させる興奮性(こうふんせい)シナプスと、興奮(こうふん)を抑(おさ)える抑制性(よくせいせい)シナプス
  • 伝達(でんたつ)の一方向性(いっぽうこうせい) 神経伝達物質(しんけいでんたつぶっしつ)はシナプス前細胞(ぜんさいぼう)から放出(ほうしゅつ)されシナプス後(ご)細胞(さいぼう)の受容体(じゅようたい)に結合(けつごう)するため、伝達(でんたつ)は一方向(いちほうこう)に限(かぎ)られる
  • シナプスの可塑性(かそせい)と記憶(きおく) 使(つか)われ方(かた)に応(おう)じてシナプスの伝(つた)わりやすさが変化(へんか)する性質(せいしつ)で、記憶(きおく)の仕組(しく)みに関(かか)わるとされる