【中2理科】刺激と反応の要点まとめ｜反射の経路と意識的な反応との違い

中2理科「刺激と反応」を、図と例題で1つずつ確かめるページです。この単元は「受け取る → 伝える → 命令する → 動く」という一本の流れでつながっています。飛んできたボールを見てつかむまでに、体の中で何が起きているかを、器官と神経の名前で言えるようになるのがゴールです。どの見出しも「答え → 図 → 理由 → 解き方」の順に書いています。紙に書いて練習したい人は、下の無料プリントを使ってください。

刺激は、感覚器官で受け取り、脳で感じる

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理由：1つの感覚器官は、決まった種類の刺激だけを受け取ります（目は光、耳は音）。目で音は受け取れず、耳で光は受け取れません。刺激が「感じる」になるまでの流れは、刺激 → 感覚細胞が受け取る → 信号に変わる → 神経を通る → 脳で感覚が生じるです。目・耳・鼻・舌・皮膚で感じる5つの感覚をまとめて五感ということがあります。覚え方は「刺激は感覚器官で受け取り、脳で感じる」です。

目は、どうやって光を受け取る？

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理由：網膜にうつる像は、凸レンズの実像と同じく上下左右が逆です。脳が正しい向きの物として感じとります。ひとみの大きさは、虹彩がのびたりちぢんだりして変わり、意識しなくても起こります。覚え方は「光はレンズで曲がり、網膜で受け取る」です。

耳は、どうやって音を受け取る？ 鼻・舌・皮膚が受け取るもの

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理由：どの感覚器官も、感覚細胞が受け取った刺激を信号に変え、神経を通して脳へ送ります。鼓膜が破れると聞こえにくくなるのは、音の振動がおくへ伝わりにくくなるからです。

刺激の信号は、神経のどこを通る？ 中枢神経と末しょう神経

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理由：脊髄は、脳から背骨の中を通って下にのびる、太い神経の束です。脳とつながっていて、背骨が守っています。命令の信号を受けて動く、筋肉などの器官を運動器官といいます。視神経と聴神経は、目と耳の刺激の信号を脳へ伝える感覚神経です。覚え方は「脳と脊髄が中枢神経、そこから全身へ末しょう神経」です。

意識して起こす反応の道すじ

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理由：刺激の信号は感覚神経、命令の信号は運動神経を通ります。例：右手をにぎられて、左手でとなりの人の手をにぎる時の道すじは、右手の皮膚 → 感覚神経 → 脊髄 → 脳 → 脊髄 → 運動神経 → 左手の筋肉です。肩にふれられて意識して振り向く時も、肩の皮膚の信号は脊髄を通って脳へ、命令も脳から脊髄を通って筋肉へ伝わります。覚え方は「判断して命令するのは脳」です。

反応には、どれくらい時間がかかる？ 反応時間の求め方

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• 10人が輪になって手をつなぎ、全員が目を閉じる（皮膚の刺激だけで反応させるため）。
• スタートの人は、ストップウォッチをスタートさせ、同時にとなりの人の手をにぎる。
• にぎられた人は、すぐ反対の手でとなりの人の手をにぎり、次々に続ける。
• 最後の人は、スタートの人の手首をにぎり、スタートの人はすぐストップウォッチを止める。
• これを3回くり返す（ばらつきの影響を小さくするため）。

解き方（プリントの例）：3回の記録は2.90秒・2.70秒・2.80秒でした。

スタートの人が止めるのも1回の反応なので、反応の回数は人数と同じ10回です。

理由：信号が神経を伝わり、脳で判断するので、反応には少し時間がかかります。ものさしの実験は、Aさんがものさしを合図なしにはなし、Bさんは落ちはじめるのを見たらすぐにつかみます。5回の平均が20 cmなら、表から反応時間は約0.20秒です。覚え方は「1人あたりの反応時間＝全体の時間÷人数」です。

反射は、なぜ速い？ 意識して起こす反応とのちがい

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反射の道すじ（熱い物にふれて手を引っこめる時）：

• 皮膚が刺激を受け取り、感覚神経が信号を脊髄へ伝える。
• 脊髄から、命令の信号が運動神経へ出される（脳で判断する前）。
• 運動神経が命令を筋肉へ伝え、手を引っこめる。
• 信号は脊髄から脳にも伝わり、脳に伝わってから「熱い」と感じる。

反射の例：熱い物にふれて思わず手を引っこめる／ひざの下を軽くたたくと足が思わずはね上がる／明るい所に出るとひとみが小さくなる／食物を口に入れるとだ液が出る／目の前に物が急に近づくと思わず目を閉じる。

反射ではない例（意識して起こす反応）：名前を呼ばれて返事をする／ボールが飛んできたのを見てよける／信号が青になったのを見て歩き出す／地震のゆれを感じて机の下にかくれる。

反射は、生まれつき備わっていて、危険から体をすばやく守ったり、体のはたらきを調節したりします（ひとみで光の量、だ液で消化）。覚え方は「反射は、脳で判断する前に脊髄などが命令する」です。

骨格には、どんなはたらきがある？

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関節とけん：関節は、骨と骨のつなぎ目で、曲げることができる所です（肩・ひじ・手首・ひざ・指など）。けんは、筋肉の両はしにあるじょうぶなつくりで、筋肉はけんで骨につきます。ヒトの骨格は体の内側にあり、筋肉は骨格の外側についています。

理由：骨と骨は関節でつながり、筋肉はけんで骨につくので、筋肉が引くと骨が関節で動きます。覚え方は「骨と骨は関節でつながり、筋肉はけんで骨につく」です。

うでは、どうやって曲げたりのばしたりする？

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理由：筋肉の両はしのけんは、関節をまたいで、別々の骨についています。だから筋肉が縮むと、骨が関節のところで曲がります。同じ1本の骨の両はしについていたら、縮んでも関節は曲がりません。うでには、ひじの関節をはさんで、内側の筋肉（力こぶができる方）と外側の筋肉が組になってついています。縮んでいた筋肉は、ゆるんで、反対側の筋肉に引きのばされます。

運動器官のまとめ：脳や脊髄からの命令の信号 → 運動神経 → 筋肉が縮む → けんで引かれた骨が関節で動く。覚え方は「筋肉は縮むだけ。一方が縮むと、もう一方はゆるむ」です。

まとめ

刺激は感覚器官の感覚細胞で受け取られ、信号に変わって、感覚神経を通り、脳で感覚になります。脳と脊髄は中枢神経で、命令の信号は運動神経を通って運動器官へ伝わります。意識して起こす反応は、脳が判断して命令を出すので、道すじが長くなります。反射は、脳で判断する前に脊髄などが命令を出すので、道すじが短く、反応時間が短くなります。体を動かすときは、筋肉が縮み、けんで引かれた骨が関節で動きます。プリントの確認問題で、道すじと計算を手を動かして練習してみてください。