タンパク質と生物体の機能理科生物

5分でわかる「呼吸の仕組みとはたらき」呼吸するのは何のため?元塾講師がわかりやすく解説

酸素と二酸化炭素がどのように運ばれるかをまとめてみましょう。

(1)空気中の酸素が肺胞から毛細血管中に入る 肺呼吸(外呼吸)/酸素の運搬
(2)毛細血管を通ってきた酸素が体組織に届く 細胞呼吸(内呼吸)/酸素の受け渡し
(3)体組織から不要になった二酸化炭素が毛細血管に入る 細胞呼吸(内呼吸)/二酸化炭素の受け渡し
(4)毛細血管中の二酸化炭素が肺胞を通って呼気として排出される 肺呼吸(外呼吸)/二酸化の運搬

このように 外呼吸→内呼吸→外呼吸 の流れでガス交換がおこなれていることを覚えておきましょう。

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1-3.酸素は何に使われる?

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気になるのが酸素の使われ方ですよね。高山地帯や激しい運動をした後、息が切れたり酸欠状態で体調不良になることがあるでしょう。ここからもわかるように、私たちにとっていかに呼吸(酸素)が生命維持に必要かがわかります。しかしこの酸素が何に使われているかは知らない人が多いのではないでしょうか。

実は酸素はすべてのエネルギーの源ともいえるものなのです。動物は食事をすることでエネルギーを得ていますね。しかし食べ物は食べてすぐエネルギーに変換されるのではありません。まずは食べるという行為そのものである筋肉の収縮運動が必要であり、食事をするにもエネルギーが必要です。心臓を動かすこと、体温を保つこと、そのほかにも代謝に関わる運動には筋肉が大きな役割を果たしています。そして筋肉が使用するエネルギーの生成には酸素が欠かせません。食事によって摂取した有機物を分解するのにもこのエネルギーが必要です。酸素があるから筋肉が動かすことができ、食事ができ、次の栄養を分解・吸収して次の運動へつなげることができる。呼吸はこのサイクルの重要な一役を担っているのです。

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2.植物の呼吸

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植物も呼吸するの?と思う人もいるでしょうか。実は植物も動物と同様、酸素を吸って二酸化炭素を出す呼吸を常に行っているのです。

植物における外呼吸は主に葉にある気孔によって行われます。空気中の酸素を気孔から取り込み、二酸化炭素を気孔から出すというものです。内呼吸では酸素が各細胞内のミトコンドリアに取り込まれて使用され、二酸化炭素を放出します。植物は動物と異なり、血管中のヘモグロビンのような酸素の媒介役となる物質が存在していません。取り込まれた酸素は細胞間の隙間を通るようにして植物の細胞組織全体を巡っていきます。

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植物も動物と同じように呼吸しているんだ。呼吸について覚えると同時に「光合成」についても確認をしておこう。

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2-1.植物ならではの「光合成」

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多くの人が植物と気体の関係で連想するのが呼吸ではなく「光合成」でしょう。光合成は呼吸の反対、二酸化炭素を吸収し、酸素を放出することで知られています。植物は光合成することで養分をつくり出し、エネルギーにしていますね。植物における光合成は動物の食事にあたります。光合成(食事)によって養分を得るためのエネルギーをつくり出すためには呼吸が必要なのです。

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3.呼吸は生きている限り24時間続く

3.呼吸は生きている限り24時間続く

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ヒトを含めた動物は24時間365日欠かすことなく呼吸しています。呼吸することは身体を動かすためのエネルギーを得ることであり、生き続けるためには昼も夜も関係ありません。これは植物も同様です。

植物の場合、日中は光合成によって二酸化炭素を吸収し、酸素を放出しています。そのために日中は光合成しかしていないと誤解されがちです。しかし実際は 呼吸によって吸収される酸素<光合成によって放出される酸素 呼吸によって排出される二酸化炭素<光合成によって吸収される二酸化炭素 であるために、見かけ上は光合成のみおこなっているように見えるといえます。テストでもひっかけ問題として出題されることがありますので、しっかり理解しておきたいですね。

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Ayumi05