アイデア数理塾 京の算数学問題
算数学コラム
中学2年生の理科「動物の行動のしくみ」では、神経系だけでなく、筋肉や骨のはたらきについても学習します。
この単元でよくあるのが、
「腕を曲げるとき、どの筋肉が縮むの？」
「屈筋と伸筋って何が違うの？」
「筋肉が縮むのに、どうして腕を伸ばせるの？」
「けんと関節の役割がよく分からない」
という混乱です。
特に定期テストでは、腕の筋肉を表した図を使って、どちらの筋肉が縮み、どちらの筋肉がゆるむのかを問われることがあります。
そのため、筋肉の名前だけを覚えるのではなく、骨が動くしくみまで理解しておくことが大切です。
今回は、屈筋と伸筋の違いを中心に、腕が曲がったり伸びたりするしくみを整理していきましょう。
筋肉は縮む力で骨を引っぱる
最初に結論からいうと、筋肉は、縮む力によって骨を引っぱり、体を動かしています。
ここで大切なのは、筋肉には自分から縮む力はあっても、骨を押して動かす力はないということです。
例えば、腕を曲げるとき、腕の前側にある筋肉が縮むことで骨が引っぱられ、ひじが曲がります。
では、反対に腕を伸ばすときはどうなるのでしょうか。
実は、今度は腕の後ろ側にある別の筋肉が縮みます。
つまり、腕を曲げるときと伸ばすときでは、主に縮む筋肉が違うということです。
屈筋とは？
屈筋（くっきん）とは、関節を曲げるときにはたらく筋肉のことです。
腕の場合、代表的なのが、上腕二頭筋（じょうわんにとうきん）です。
いわゆる「力こぶ」ができる筋肉ですね。
腕を曲げるときには、この上腕二頭筋が縮みます。
すると、筋肉につながっている骨が引っぱられ、ひじが曲がります。
屈筋のポイント
- 関節を曲げるときにはたらく
- 腕では上腕二頭筋が代表例
- 腕を曲げるときに縮む
定期テストでは、上腕二頭筋という名前と屈筋という役割をセットで覚えておきましょう。
伸筋とは？
伸筋（しんきん）とは、関節を伸ばすときにはたらく筋肉のことです。
腕の場合、代表的なのが、上腕三頭筋（じょうわんさんとうきん）です。
上腕三頭筋は、腕の後ろ側にあります。
腕を伸ばすときには、この上腕三頭筋が縮みます。
すると骨が引っぱられ、ひじが伸びていきます。
伸筋のポイント
- 関節を伸ばすときにはたらく
- 腕では上腕三頭筋が代表例
- 腕を伸ばすときに縮む
ここで間違えやすいのが、「伸筋という名前だから、筋肉が伸びている」と考えてしまうことです。
そうではありません。
伸筋は、関節を伸ばすときに縮む筋肉です。
この違いは必ず覚えておきましょう。
腕を曲げるとき、伸ばすときの筋肉の違い
ここが今回の単元で特に重要な部分です。
腕を曲げるときと伸ばすときでは、屈筋と伸筋のはたらきが逆になります。
腕を曲げるとき
腕を曲げるときは、屈筋が縮み、伸筋がゆるみます。
腕の場合なら、
- 上腕二頭筋 → 縮む
- 上腕三頭筋 → ゆるむ
という関係です。
腕を伸ばすとき
反対に、腕を伸ばすときは、
伸筋が縮み、屈筋がゆるみます。
腕の場合なら、
- 上腕二頭筋 → ゆるむ
- 上腕三頭筋 → 縮む
という関係です。
表で整理しておこう
| 動き | 屈筋（上腕二頭筋） | 伸筋（上腕三頭筋） |
|---|---|---|
| 腕を曲げる | 縮む | ゆるむ |
| 腕を伸ばす | ゆるむ | 縮む |
定期テストでは、この表の内容を図から判断させる問題がよく扱われます。
特に、「腕を伸ばすときに縮む筋肉はどちらか」という問題で間違えないようにしましょう。
なぜ2つの筋肉が必要なの？
ここまで読むと、「どうして1つの筋肉だけではダメなの？」と思うかもしれません。
理由は、筋肉のはたらきにあります。
筋肉は縮むことで骨を引っぱりますが、自分から骨を押すことはできません。
もし腕を曲げる筋肉しかなければ、その筋肉の収縮だけで腕を反対方向へ伸ばすことはできません。
そこで、反対の動きをする筋肉が必要になります。
これを、筋肉が対になってはたらくと考えます。
屈筋と伸筋は、反対の動きをする筋肉の組み合わせです。
片方が縮み、もう片方がゆるむことで、腕を曲げたり伸ばしたりすることができます。
このような反対のはたらきをする関係を、拮抗する関係ともいいます。
骨と筋肉をつなぐ「けん」とは？
筋肉のはたらきと合わせて覚えたいのが、けんという言葉です。
けんは、筋肉と骨をつないでいる丈夫なつくりです。
筋肉が縮むと、その力がけんを通して骨に伝わります。
そして骨が引っぱられることで、体が動きます。
つまり、
筋肉が縮む
↓
けんを通して骨が引っぱられる
↓
関節を中心に骨が動く
という流れになります。
ちなみに、骨と骨のつなぎ目は関節といいます。
ここも定期テストでは名称を答える問題として出題されることがあります。
神経と筋肉はどうつながっているの？
前回の「中枢神経と末しょう神経」でも学習しましたが、筋肉は勝手に縮んでいるわけではありません。
脳などから出された命令が、運動神経を通して筋肉へ伝わることで、筋肉が収縮します。
例えば、意識して腕を曲げる場合は、
脳から命令が出る
↓
運動神経を通して命令が伝わる
↓
筋肉が縮む
↓
骨が引っぱられる
↓
腕が曲がる
という流れです。
ここまで理解できると、神経系と筋肉の単元がつながります。
理科は、それぞれの用語をバラバラに覚えるよりも、しくみとしてつなげて理解した方が問題に対応しやすくなります。
定期テストでよくある間違い
この単元で特に注意してほしいのが、次の4つです。
①伸筋は伸びる筋肉だと思ってしまう
伸筋は、関節を伸ばすときにはたらく筋肉です。
腕を伸ばすときには、伸筋自身は縮みます。
名前だけで判断しないようにしましょう。
②腕を曲げるときに両方の筋肉が縮むと思ってしまう
中学校理科の基本問題では、
- 腕を曲げる → 屈筋が縮む
- 腕を伸ばす → 伸筋が縮む
という関係で考えます。
反対側の筋肉はゆるみます。
③筋肉が骨を押していると思ってしまう
筋肉は縮む力で骨を引っぱります。
筋肉は骨を押すのではなく、引っぱって動かす
ということを覚えておきましょう。
④けんと関節を混同する
けんは、筋肉と骨をつなぐつくりです。
関節は、骨と骨のつなぎ目です。
それぞれ役割が違います。
テスト前に最低限ここだけは確認しよう
今回の単元では、次の内容を何も見ずに説明できるようにしておきましょう。
重要ポイントまとめ
屈筋
関節を曲げるときにはたらく筋肉。腕では上腕二頭筋が代表例。
伸筋
関節を伸ばすときにはたらく筋肉。腕では上腕三頭筋が代表例。
腕を曲げるとき
屈筋が縮み、伸筋がゆるむ。
腕を伸ばすとき
伸筋が縮み、屈筋がゆるむ。
けん
筋肉と骨をつなぐつくり。
関節
骨と骨のつなぎ目。
筋肉の基本的なはたらき
縮む力で骨を引っぱる。
確認問題
最後に、今回学習した内容を確認してみましょう。
問1
筋肉は、縮む力と押す力のどちらを使って骨を動かしますか。
問2
関節を曲げるときにはたらく筋肉を何といいますか。
問3
関節を伸ばすときにはたらく筋肉を何といいますか。
問4
腕を曲げるとき、上腕二頭筋は縮みますか、ゆるみますか。
問5
腕を伸ばすとき、上腕三頭筋は縮みますか、ゆるみますか。
問6
筋肉と骨をつなぐつくりを何といいますか。
問7
骨と骨のつなぎ目を何といいますか。
確認問題の答え
| 問題 | 解答 |
|---|---|
| 問1 | 縮む力 |
| 問2 | 屈筋 |
| 問3 | 伸筋 |
| 問4 | 縮む |
| 問5 | 縮む |
| 問6 | けん |
| 問7 | 関節 |
中2理科「筋肉が腕を動かすしくみ」一問一答PDF
今回学習した内容を、定期テスト対策用の一問一答PDFにまとめています。
屈筋と伸筋の違い、上腕二頭筋・上腕三頭筋のはたらき、けん・関節の役割などを確認できます。
特に、腕を曲げるときと伸ばすときの筋肉の違いは、何も見ずに答えられるようにしておきましょう。
▶ 定期テスト直前対策用 中2理科「筋肉が腕を動かすしくみ」一問一答PDFを無料でダウンロード
まとめ｜筋肉は縮んで骨を引っぱる
今回は、筋肉が腕を動かすしくみについて整理しました。
特に重要なのは、
腕を曲げるときは屈筋が縮む。
腕を伸ばすときは伸筋が縮む。
という違いです。
そして筋肉は、骨を押しているのではなく、縮む力で骨を引っぱっています。
このようなしくみがあるため、反対の動きをする筋肉が対になってはたらいています。
定期テストでは、筋肉の名前だけでなく、腕の図を見て、どちらの筋肉が縮んでいるのかを判断できることが重要です。
図を見ながら確認したあとは、何も見ずに説明できるか、一問一答で復習しておきましょう。
京の算数学 解答#1551
