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中学理科2分野「動物のからだのしくみ:呼吸」のポイント

中学理科2分野では「動物のからだのしくみ:呼吸」について学習します。

普段何気なくしている呼吸について、ポイントを押さえながら詳しく見ていきましょう。

呼吸の意味

動物は、常に呼吸をしています。

呼吸は、酸素を取り込み、二酸化炭素を吐き出すためにしているのです。酸素はからだの中にある栄養素と共にエネルギーになり、その結果二酸化炭素が生成されます。

エネルギーを作るためには酸素が必要であり、呼吸とは酸素を取り込み、いらなくなった二酸化炭素を吐き出す行為なのです。

細胞の呼吸

細胞で行われる呼吸のことを、内呼吸といいます。

細胞でエネルギーを取り出すしくみ

ヒトのからだは、60兆個という数の細胞が集まって出来ています。その細胞のひとつひとつが、エネルギーを作ることで活動することが出来ます。

細胞周りには、組織液というものがあります。その中から必要な栄養分と酸素を細胞の中に取り込んで、化学変化によってエネルギーを得ています。

エネルギーを得るときには、不要なアンモニアや水、二酸化炭素も生成されるので、これらはまた組織液の中に捨てられ、呼吸や尿などから、からだの外に排出されます。

酸素や栄養素、また不要な二酸化炭素などを運ぶのは血液です。
どこでどのようにエネルギーが作られているのかを理解しましょう。

呼吸の反応式

酸素+栄養素(ブドウ糖)=二酸化炭素+水+エネルギー

酸素と栄養素(ブドウ糖)は血液によって細胞まで運ばれます。

細胞の中で酸素と栄養素が化学反応(酸化)を起こして、エネルギーとその他の不要物になります。

エネルギーはからだを動かすために使われ、水や二酸化炭素はからだの外に排出されます。

エネルギーが作られる過程と、エネルギーを作るのに必要なもの、排出されるものを覚えておきましょう。

外呼吸

口や鼻から呼吸をすることを、外呼吸といいます。

ヒトの呼吸器官

口や鼻から入った空気は、器官を通り、枝分かれした気管支を通って肺に送られます。気管支はさらに枝分かれし、肺胞へつながっています。肺は、無数の肺胞が集まってできています。

肺に多くの細胞が集まっているのは、表面積を広くして酸素と二酸化炭素の交換の効率をよくするためです。

ヒトの呼吸運動

肺には筋肉がないのですが、肋骨と肋骨を繋ぐ筋肉によって呼吸運動をしています。

息を吸うときには、横隔膜が下がり肋骨が上がります。これによって肺に空気が送られ、肺が膨らみます。

息を吐くときには、横隔膜が上がり、肋骨が下がります。これで肺から空気が押し出されます。

これを繰り返すことが呼吸運動です。

ヒトの呼気の成分

呼気とは、吐き出す空気のことです。

空気中の成分の多くは窒素で、そこに酸素や二酸化炭素などが含まれています。

窒素は、呼吸をしてもからだに吸収されないので、呼気の中の窒素の割合は変わりません。また、酸素は吸収されて少し割合が減り、二酸化炭素が少し増えます。

なので、ヒトの呼気の成分は、窒素・酸素・二酸化炭素など、空気中の成分とほとんど変わりません。

ポイント

呼吸のしくみについて十分に理解しましょう。

外呼吸よりも内呼吸のほうが複雑だと思いますが、簡単な反応式を覚えてしまえば分かりやすいと思います。

さいごに

身近なことなので、自分のからだなどを使いながら学習すると楽しく学べると思います。

(image by amanaimages)

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