자극과 반응: 신경계

Nervous System & Action Potential

뉴런은 전기 신호를 만들고 전달하는 신경세포예요. 자극이 역치 이상이면 활동 전위가 같은 크기로 발화하고, 미만이면 발화하지 않는 실무율이 성립해요. 한 뉴런 안에서는 전기적으로 전도되고, 시냅스에서는 신경전달물질로 화학적으로 전달돼요. 슬라이더로 자극 강도를 올려 역치를 넘을 때 활동 전위가 생기는지 확인해 봐요.

신경계의 기본: 뉴런

⚡ 뉴런 = 전기 신호의 전달자

①뉴런(신경세포)은 전기 신호를 만들고 전달하는 세포

②가지돌기 → 세포체 → 축삭 → 축삭 말단 순서로 신호 전달

③시냅스(틈)에서는 화학 물질(신경전달물질)로 다음 뉴런에 전달

활동 전위와 역치

자극 강도3

💡 실험을 관찰하세요

①자극 강도를 5 이상으로 올려보세요. 활동 전위 발생!

②역치(threshold) 이상이면 항상 같은 크기로 발화

③이것이 "실무율(All-or-None)": 발생하거나 안 하거나, 중간 없음

흥분의 전도와 전달

활동 전위 과정

안정(-70mV) → 탈분극(+30mV) → 재분극 → 과분극 → 안정

Na⁺ 유입 → K⁺ 유출 → Na⁺-K⁺ 펌프로 복원

전도 vs 전달

Chart흥분의 전도와 전달

구분	흥분의 전도	흥분의 전달
정의	한 뉴런 내에서 신호 이동	뉴런과 뉴런 사이 신호 전달
방식	전기적 (활동 전위)	화학적 (신경전달물질)
방향	양방향 가능 (주로 한 방향)	한 방향만 (시냅스 소포→수용체)
속도	빠름 (말이집 → 더 빠름)	상대적으로 느림

신경계 구조

신경계 분류

사람의 신경계

예제로 익히기

예제 1

역치가 -55mV인 뉴런에 자극을 주어 막전위가 -60mV까지 올라갔다. 활동 전위가 발생하는가?

활동 전위는 막전위가 역치 이상에 도달해야 발생한다(실무율).

-60mV는 역치 -55mV보다 낮으므로(더 음수) 역치에 도달하지 못했다.

▸ 발생하지 않는다

실무율: 역치 미달이면 활동 전위 0, 역치 이상이면 항상 같은 크기. 자극이 더 세도 활동 전위 크기는 안 커진다.

예제 2

같은 세기의 자극을 역치보다 강하게 두 번 주었다. 첫 번째와 두 번째 활동 전위의 크기를 비교하면?

실무율에 따라 역치 이상이면 활동 전위는 항상 동일한 최대 크기로 발생한다.

자극이 더 강해도 활동 전위 "크기"는 변하지 않고, 대신 발생 "빈도(횟수)"가 늘어난다.

▸ 두 활동 전위의 크기는 같다

자극 세기 정보는 활동 전위의 크기가 아니라 빈도(발생 횟수)로 전달된다. 실무율의 핵심.

총정리

실무율 (All-or-None)

자극 ≥ 역치 → 활동 전위 발생 (항상 동일 크기)

역치 미만이면 반응 없음, 이상이면 최대 반응

수능 유형 변형

뉴런의 활동 전위와 흥분 전달에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

①안정 상태의 막전위는 약 -70mV이다

②탈분극은 Na⁺이 세포 안으로 유입되며 일어난다

③자극이 역치 미만이면 활동 전위가 발생하지 않는다

④시냅스에서 흥분은 신경전달물질로 전달된다

⑤자극이 강할수록 활동 전위의 크기가 커진다

▸ ⑤ 자극이 강할수록 활동 전위의 크기가 커진다

실무율에 따라 역치 이상이면 활동 전위는 항상 같은 크기로 발생한다.

자극 세기는 크기가 아니라 빈도로 전달되므로 ⑤가 옳지 않다.

🎯 시험 포인트

①뉴런 구조: 가지돌기 → 세포체 → 축삭 → 축삭 말단

②안정 전위 -70mV, 역치 -55mV, 활동 전위 +30mV

③실무율: 역치 이상이면 항상 같은 크기로 발화

④전도(뉴런 내, 전기적) vs 전달(뉴런 간, 화학적)

⑤말이집(수초) 있으면 도약 전도 → 속도 빠름