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気体交換

気体交換

出典: Wikipedia
一般小学生

まとめ

気体交換
肺胞酸素を血液中に取り込み、血液中の二酸化炭素を肺胞内へ排出するはたらき

解説

気体交換は、肺の末端にある肺胞と、それを取り巻く毛細血管の間で行われるガス交換のプロセスです。肺胞内の空気吸気によって酸素濃度が高く維持されており、一方で毛細血管内の血液は全身の細胞で酸素を消費した後のため、二酸化炭素濃度が高くなっています。この濃度差(分圧差)に従って、酸素は肺胞から血液へ、二酸化炭素は血液から肺胞へと移動します。この現象を拡散と呼びます。

以下の表は、吸気(吸う息)呼気(はく息)の成分比率を比較したものです。呼気では酸素が減少し、二酸化炭素が増加していることが確認できます。窒素などの他の成分はほとんど変化しません。

成分 吸う息(吸気) はく息(呼気)
酸素 約21% 約16%
二酸化炭素 約0.04% 約4%
窒素 約78% 約78%
コラム

二酸化炭素の検出には石灰水が用いられます。呼気を石灰水に通すと、二酸化炭素と反応して白く濁るため、気体交換によって二酸化炭素が排出されたことを確かめることができます。

また、肺で行われる気体交換を「外呼吸」と呼ぶのに対し、全身の組織細胞と血液の間で行われる酸素と二酸化炭素の交換を「内呼吸(細胞呼吸)」と呼びます。肺胞は非常に数が多く、表面積を広げることで効率よく気体交換を行える構造になっています。

小学生のみなさんへ

わたしたちが息を吸ったりはいたりすることを「呼吸こきゅう」といいます。肺の中には「肺胞はいほう」という小さなふくろがたくさんあって、そこで体に必要な酸素さんそを取りこみ、いらなくなった二酸化炭素にさんかたんそを外に出しています。この入れかえのことを「気体交換」とよびます。

吸った息とはいた息では、中身が少しちがいます。はいた息には、吸った息よりも二酸化炭素にさんかたんそが多くふくまれています。これは、体の細胞さいぼうが元気に動くために酸素さんそを使い、そのかわりに二酸化炭素にさんかたんそを出すからです。

ルラスタコラム

魚も同じように気体交換をしています。人間は肺を使いますが、魚は「えら」を使って、水の中にとけている酸素を取りこんでいるんですよ。

テストでの問われ方・理解度チェック

【基礎】 肺胞で行われる、酸素を血液中に取り込み、二酸化炭素を排出するはたらきを何というか。
気体交換
【応用】 肺胞での気体交換において、気体が濃度の高い方から低い方へ自然に移動する現象を何というか。
拡散
【実践】 吸気(吸う息)と呼気(はく息)を比較したとき、呼気で割合が増加する気体は何か。また、その気体を確かめるための一般的な実験方法を答えよ。
二酸化炭素。石灰水に通すと、石灰水が白く濁ることで確認できる。テストでは、1回の呼吸で交換される二酸化炭素の量を計算させる問題も頻出である。

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