【理科】呼吸の仕組みを徹底図解!肺胞の役割や外呼吸・内呼吸の違いを解説
授業スタート:酸素を取り込む肺の魔法と呼吸の正体
佐藤先生
ミライくん
うーん、鼻から吸った空気が肺に行って、また出てくる……くらいしか浮かばないです。そもそも、なんでずっと呼吸しなきゃいけないんでしょう。たまに止めたくなりますけど、すぐ苦しくなっちゃいます。
佐藤先生
ミライくん
酸素がないと、体の中のエネルギー工場が止まっちゃうんですね。
佐藤先生
ミライくん
ええっ! 自分で膨らんだり縮んだりしているんじゃないんですか?
佐藤先生
ミライくん
佐藤先生
ミライくん
佐藤先生
ミライくん
表面積を広げる?
佐藤先生
ミライくん
それは、粉のほうですよね。
佐藤先生
ミライくん
なるほど! 小さな工夫が大きな効率を生んでいるんですね。
佐藤先生
ミライくん
肺胞で酸素をゲットして、いらなくなった二酸化炭素を捨てる。これが呼吸の第一段階ですね。
佐藤先生
ミライくん
呼吸に「外」と「内」があるなんて驚きです。肺でするのが外呼吸で、全身の細胞でするのが内呼吸……。結局、肺は酸素の「仕入れ窓口」で、本当に酸素を使っているのは全身の細胞ってことですね。
佐藤先生
ミライくん
はい! 肺胞がブドウみたいになっているのも、横隔膜が頑張っているのも、全部エネルギーを作るためだと思うと、自分の呼吸をちょっと応援したくなりました。
佐藤先生
結論
呼吸の仕組みを理解するための重要ポイントは、以下の3つの要素にまとめられます。
1. 肺のつくりと肺胞の役割
肺は自ら動く筋肉を持たず、肋骨や横隔膜の動きによって空気を取り込みます。肺の内部には「肺胞」という小さな袋が無数に存在し、これにより空気と触れる表面積を最大化しています。この仕組みのおかげで、酸素と二酸化炭素の交換を効率よく行うことができます。
2. 外呼吸と内呼吸の違い
呼吸には2つの段階があります。
・外呼吸:肺(肺胞)と毛細血管の間で行われる、酸素の取り込みと二酸化炭素の排出。
・内呼吸(細胞の呼吸):血液によって運ばれた酸素を全身の細胞が受け取り、養分を燃やしてエネルギーを取り出す活動。この際、老廃物として二酸化炭素が発生します。
3. 呼吸の目的
呼吸の最大の目的は、肺で酸素を取り込むことそのものではなく、取り込んだ酸素を全身の細胞に届け、生命活動に必要な「エネルギー」を作り出すことにあります。
結論として、呼吸とは「肺という効率的な装置(肺胞)を使って酸素を仕入れ、全身の細胞でエネルギーを生み出し、不要な二酸化炭素を外へ捨てる一連のシステム」のことです。肺胞の表面積と、外呼吸・内呼吸の区別をしっかり押さえることで、呼吸の全容を環境理解することができます。
問1:肺に無数にあり、空気と触れ合う表面積を広げている小さな袋の名前は?
問2:肺(肺胞)と毛細血管の間で行われるガス交換を何と呼ぶ?
問3:肺そのものに筋肉はありません。では、肺を動かしているのは肋骨と何?
