中学理科中学2年生生物

呼吸と排出｜肺胞とは・細胞呼吸とは・腎臓と肝臓のはたらき【中2理科】

肺胞とは、肺の中にある小さな袋で、まわりを毛細血管が取り巻いています。中2理科の呼吸と排出を図解でやさしく。肺による呼吸と細胞による呼吸のちがい、横隔膜とろっ骨が動く呼吸運動のしくみ、アンモニアを肝臓が尿素に変え腎臓がこし取る排出の流れまで、記述対策つきで整理できます。

「呼吸って、息を吸ったりはいたりすることでしょ？」——半分は正解ですが、中2理科ではもう1つの呼吸が出てきます。 それが、細胞が酸素を使ってエネルギーを取り出す細胞による呼吸です。 この2つをはじめに分けてしまえば、肺胞・横隔膜・腎臓・尿素と続く用語も、1本の流れとしてつながります。 酸素や不要物を運ぶ役は血液なので、血液の循環（肺循環・体循環）を先に見ておくとスムーズです。

結論——「呼吸」ということばは2つの意味で使われる

まずここを分けます。 テストで問われる「呼吸」は、次の2つのどちらかです。

養分は消化と吸収で小腸から取り込まれたもの、細胞は細胞のつくりで学んだ体の最小の単位です。 食べたものと吸った空気が、細胞の中でようやく出あう——それが細胞による呼吸です。

セナ

じゃあ「息をしている＝エネルギーをつくっている」ってことじゃないの？ なんでわざわざ2つに分けるの？

ホクト先生

いい質問！ 肺がやっているのは、空気を出し入れすることだけなんだ。 肺の中でエネルギーがつくられているわけじゃない。 酸素はそこから血液に乗って全身に配られて、手や足や脳の細胞ひとつひとつが、養分といっしょに使ってエネルギーを取り出している。 だから「エネルギーを取り出しているのはどこ？」と聞かれたら、答えは肺ではなく細胞。ここが記述でよく問われるポイントだよ。

肺のつくり——気管から気管支、そして肺胞へ

吸いこんだ空気は、気管 → 気管支 → 肺胞の順に進みます。 肺胞とは、気管支が細かく枝分かれした先にある、ぶどうの房のような小さな袋です。

大人の肺には、この肺胞が数億個あるといわれます。 なぜ、わざわざこんな細かい袋に分かれているのでしょうか。

この「小さく分けて表面積をかせぐ」工夫は、じつは前の単元でも出てきました。 小腸の内側にびっしり並ぶ柔毛とまったく同じ考え方です（くわしくは消化と吸収｜柔毛のはたらき）。 体は、取り込みたい場所ほどデコボコにしている——そう覚えると、2つの単元がつながります。

肺胞では何が起きている？

肺胞のまわりは、毛細血管が網の目のように取り巻いています。 うすいかべ1枚をはさんで、気体が交換されます。

肺で酸素を受け取った血液は、肺静脈を通って心臓へもどり、全身の細胞へ酸素を届けます。 「肺動脈に静脈血が流れる」のがふしぎに感じたら、この図の青が赤に変わる場所を思い出してください。

呼吸運動のしくみ——横隔膜とろっ骨が動かしている

ここは動きの向きを取りちがえやすいところです。 表で一気に整理しましょう。

横隔膜は、胸とおなかを仕切っている筋肉の膜です。 これが下がり、同時にろっ骨が上がることで、胸の中の空間が広がります。 空間が広がると中の気圧が下がるので、外の空気がおされて流れこむ——これが「吸う」の正体です。

ペットボトルとゴム膜のモデル実験

この動きは、身近な材料で再現できます。 ペットボトル＝胸の空間（ろっ骨）、ゴム風船＝肺、底にはったゴム膜＝横隔膜です。

ゴム膜を下に引くと風船はふくらみ、上におし上げるとしぼみます。 風船に息を吹きこんでいないのにふくらむ——これが「肺は自分でふくらんでいない」という何よりの証拠です。

排出のしくみ——アンモニアから尿素、そして尿へ

細胞が養分を使うと、いらないものも出てきます。 とくにタンパク質が分解されるときにできるのが、有害なアンモニアです。 これを体の外へ出すまでの流れが「排出」です。

この流れは、次の表で役割分担を確認すると忘れません。

汗も排出のひとつです。 体温を下げるはたらきだけでなく、水分や塩分を体の外へ出す役目もはたしています。

肝臓は「はたらきもの」——ほかにもこんな仕事がある

肝臓は、アンモニアを尿素に変えるだけの器官ではありません。 体の中でもっとも多くの仕事をこなす器官のひとつです。

胆汁そのもののはたらき（消化酵素はふくまないが脂肪を細かくする）は、消化と吸収でくわしく扱っています。

よくある間違い

やってみよう（練習問題）

呼吸は2つに分ける、肺胞は表面積をかせぐ工夫、横隔膜は吸うとき下がる、肝臓でつくりかえて腎臓でこし取る。——この4つを押さえれば、呼吸と排出はまとめて説明できるようになります。 次は光合成と呼吸のちがいで、植物も呼吸していることを確かめてみましょう。