【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 佐藤先生
ミライくん 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 佐藤先生
ミライくん 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 佐藤先生
ミライくん 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 佐藤先生
ミライくん ミライくん
佐藤先生 佐藤先生
ミライくん ミライくん
佐藤先生 佐藤先生
ミライくん ミライくん
表面積を広げる?
佐藤先生 佐藤先生
ミライくん ミライくん
それは、粉のほうですよね。
佐藤先生 佐藤先生
ミライくん 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 佐藤先生
ミライくん 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 佐藤先生
ミライくん 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 佐藤先生
ミライくん 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 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?
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