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呼吸器官とそのはたらき・血液の成分

1 細胞の呼吸

(1)養分の使われ方

 体内にとり入れた養分は運動したり,生きてくために必要なエネルギーを得たり,からだの成長に使われたりします。生きていくためのエネルギーを生活活動エネルギーといいます。

(2)細胞の呼吸

 細胞は,小腸で吸収した養分を,酸素を利用して分解し,エネルギーを得ています。このはたらきを細胞の呼吸といいます。このとき,二酸化炭素と水ができます。

細胞の呼吸を,細胞呼吸または細胞による呼吸ともいいます。

(呼吸の式)栄養分(ブドウ糖や脂肪)+酸素→二酸化炭素+水

細胞の呼吸

(3)エネルギーと呼吸数

 運動をすると,細胞で消費されるエネルギーが多くなり,細胞の呼吸がさかんになります。すると,養分を分解するための酸素が大量に必要になり呼吸数が増えます。運動すると心拍数が増加するのもこのためです。

2 呼吸器官

(1)ヒトの呼吸器官

 ヒトの呼吸器官は気管,気管支,肺からなります。

  • 気管

     のどと肺をつなぐ管のことをいいます。

  • 気管支

     気管が枝分れしたものです。気管支の先端は肺胞につながっています。

  •  枝分れした気管支と無数の肺胞からなります。

  • 肺胞

     気管支の先端にあるうすい膜でできた直径約0.2mmほどの小さな袋です。まわりを毛細血管(非常に細かい血管)が網目のようにとり囲んでいます。

  • はたらき
     肺胞内の空気中の酸素が血液中にとり入れられ,血液中の二酸化炭素が肺胞内に排出されます。無数の肺胞があるので表面積が大きくなり,酸素と二酸化炭素の交換が効率よく行われます。

    ヒトの肺胞は両方の肺で約3~7億個あります。

    肺胞を取りまく毛細血管内の血液において,肺胞に向かう血液は二酸化炭素が多く,肺胞から出ていく血液は酸素が多いです。

  • ヒトの肺のつくり

(2)呼吸運動

 肺には筋肉がないので肺自身は動けません。ろっ骨をつなぐ筋肉と横隔膜の筋肉のはたらきで,肺は空気を出し入れします。

  • 胸腔

     ろっ骨とそれをつなぐ筋肉,横隔膜とに囲まれた空間です。中に肺があります。この胸腔が広くなったり,せまくなったりすることで空気を肺の中に出し入れすることができます。

  • 息を吸うとき

     ろっ骨が上がり,横隔膜が下がると,胸腔が広がり,肺も広げられて,空気が吸い込まれます。

  • 息をはくとき

     ろっ骨が下がり,横隔膜が上がると,胸腔が狭くなり,肺も縮められて,中の空気がはき出されます。

  • ヒトの呼吸運動

  • 〈実験〉呼吸運動を調べる実験(ゴム膜を用いた実験)

(3)いろいろな動物の呼吸器官

 魚やカエルなどの両生類の幼生(オタマジャクシなど)などは,おもにえらで呼吸します。カエルやイモリの親などは,肺と皮膚で呼吸し,ヘビやハト,ネズミなどは,肺で呼吸します。

いろいろな動物の呼吸器官
 肺のつくりが複雑なほど,肺胞の表面積が広がり,外呼吸の効率が高まります。

いろいろな動物の呼吸器官

(4)外呼吸と内呼吸

 肺やえらでの酸素と二酸化炭素の交換を外呼吸,細胞での酸素と二酸化炭素の交換(細胞の呼吸)を内呼吸といいます。

外呼吸と内呼吸

3 血液の成分とはたらき

(1)血液の成分

 血液は,赤血球や白血球,血小板などの固形の成分と,血しょうという液体の成分からなります。

  • 赤血球

     酸素運搬作用があります。ヘモグロビン(赤い色素で,成分として鉄をふくむ)をふくみ,これが酸素を運搬します。ヘモグロビンは,酸素の多いところでは酸素と結びつき,酸素の少ないところでは酸素をはなす性質があります。

  • 赤血球にふくまれるヘモグロビンは,酸素と結びつくとあざやかな赤色になり(これを酸素ヘモグロビンといいます)酸素をはなすと暗い赤色になります。

  • 白血球

     からだの中に入ってきた細菌などをとりこむはたらき(食作用)があり,病気を防ぎます。

  • 血小板

     出血したとき,血液を固めるはたらきをします。(かさぶたを作ります)

  • 血しょう

     養分(ブドウ糖など)や二酸化炭素などの体の各部でできた不要物などをとかして運びます。

  • 血液の成分

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