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理科 2年

動物どうぶつの体からだのつくりとはたらき

最終確認日:

この章しょうで学まなぶこと

第だい 1 学年がくねんでは植物しょくぶつのつくりとはたらきを学まなびました。 中学ちゅうがく 2 年ねんでは 動物どうぶつ (とくにヒト) の体からだ のしくみを学まなびます。

私わたしたちの体からだは、 食物しょくもつをとってエネルギーを取とり出だし、 酸素さんそを取とり入いれて不要ふようなものを出だし、 全身ぜんしんに栄養えいようと酸素さんそを運はこび、 まわりを感かんじて反応はんのうする — という 複数ふくすうのはたらきが同時どうじに動うごいている ことで生いきています。

  • 消化しょうか のしくみと消化酵素しょうかこうそのはたらきを理解りかいする
  • 栄養分えいようぶんが 吸収きゅうしゅう されるしくみを知しる
  • 呼吸こきゅう で酸素さんそを取とり入いれ、 二酸化炭素にさんかたんそを出だすしくみを知しる
  • 心臓しんぞう と 血液けつえき・血管けっかん のはたらきで物質ぶっしつが全身ぜんしんに運はこばれることを理解りかいする
  • 不要ふよう物ぶつが 腎臓じんぞう でこし出だされるしくみを知しる
  • 感覚かんかく器官きかんと 神経系しんけいけい により反応はんのうが起おこることを理解りかいする
  • 反射はんしゃ と 意識いしき的てきな反応はんのう のちがいを説明せつめいできる

多面ためん的てきに見みる: 1 つの食物しょくもつが体からだに入はいってから、 消化しょうか → 吸収きゅうしゅう → 循環じゅんかん → 呼吸こきゅう (細胞さいぼう) → 排出はいしゅつと何なに段階だんかいものしくみを通とおります。 1 つずつでなく つなげて とらえることが大切たいせつです。

1. 消化しょうかと消化酵素しょうかこうそ

消化しょうかとは

口くちから入はいった食物しょくもつは、 そのままでは大おおきすぎて体からだに取とり込こめません。 食物しょくもつを 小ちいさな粒つぶ (分子ぶんし) に分解ぶんかいするはたらきを 消化しょうか といいます。

消化しょうかはつぎの 2 種類しゅるいのはたらきで行おこなわれます。

種類しゅるい内容ないよう
物理ぶつり的てき消化しょうかかみ砕くだく、 すりつぶす、 こなごなに動うごかす
化学かがく的てき消化しょうか消化酵素しょうかこうそ で化学かがく的てきに分解ぶんかいする

消化しょうか器官きかんのつながり

口くちからこう門もんまでの 1 本ほんの管かんを 消化管しょうかかん といい、 そのまわりに付属ふぞくの消化しょうか器官きかん (肝臓かんぞう・すい臓ぞうなど) があると考えかんがえます。

順番じゅんばん器官きかん主おもなはたらき
1口くちかみ砕くだく、 だ液だえきを混まぜる
2食道しょくどう胃いへ送おくる
3胃い胃液いえきでタンパク質たんぱくしつを分解ぶんかい
4十二指腸じゅうにしちょうすい液えき・胆汁たんじゅうがそそぎこまれる
5小腸しょうちょう最終さいしゅう分解ぶんかいと栄養えいよう吸収きゅうしゅう
6大腸だいちょう水分すいぶんを吸収きゅうしゅう、 ふんを形成けいせい
7こう門もんふんを体外たいがいへ

3 大だい栄養素えいようそと消化酵素しょうかこうそ

栄養素えいようそ分解ぶんかいする酵素こうそ (主おもなもの)分解ぶんかい後ご
デンプンだ液だえき中ちゅうの アミラーゼ、 すい液えき中ちゅうのアミラーゼブドウ糖とう
タンパク質たんぱくしつ胃液いえき中ちゅうの ペプシン、 すい液えき中ちゅうのトリプシンアミノ酸あみのさん
脂肪しぼう胆汁たんじゅうで乳化にゅうか → すい液えき中ちゅうの リパーゼ脂肪酸しぼうさんとモノグリセリド

大切たいせつ: 胆汁たんじゅう (たんじゅう) は肝臓かんぞうで作つくられ、 胆たんのうにたくわえられ、 十二指腸じゅうにしちょうへ出だされます。 胆汁たんじゅうそのものには消化酵素しょうかこうそは含ふくまれていませんが、 脂肪しぼうを細こまかい粒つぶにする (乳化にゅうか) はたらきがあり、 リパーゼのはたらきを助たすけます。

だ液だえきのはたらきを確たしかめる実験じっけん

試験管しけんかん中身なかみ温度おんどヨウ素もと液えきベネジクト液えき
Aデンプンのり + だ液だえき体温たいおん (約やく 40 ℃)反応はんのうなし加熱かねつで赤褐色せきかっしょく (糖とうあり)
Bデンプンのり + 水みず体温たいおん青あお紫色むらさきいろ (デンプンあり)反応はんのうなし

A ではデンプンが糖とうに変かわっていることがわかります。 これがだ液だえき中ちゅうの アミラーゼ のはたらきです。

酵素こうそは体温たいおんで最もっともはたらく: 高温こうおん (約やく 60 ℃ 以上いじょう) で酵素こうそはこわれてはたらかなくなり、 低温ていおんでははたらきがおそくなります。

2. 栄養分えいようぶんの吸収きゅうしゅう

消化しょうかで小ちいさくなった栄養分えいようぶんは、 主おもに 小腸しょうちょうの内壁ないへき で体からだに取とり込こまれます。

小腸しょうちょうのとくちょう

  • 内側うちがわに 柔毛じゅうもう という小ちいさなひだが数かぞえきれないほどあり、 表面積ひょうめんせきが テニスコート 1 面めん分ぶん にもなる
  • 表面積ひょうめんせきが広ひろいほど吸収きゅうしゅうが速はやくなる

吸収きゅうしゅうの道みちすじ

栄養分えいようぶん吸収きゅうしゅうされる場所ばしょ入はいる場所ばしょ
ブドウ糖とう、 アミノ酸あみのさん柔毛じゅうもう毛細血管もうさいけっかん → 肝臓かんぞうへ
脂肪酸しぼうさん、 モノグリセリド柔毛じゅうもうで再ふたたび脂肪しぼうになるリンパ管かん → 静脈じょうみゃくへ

肝臓かんぞうでは、 ブドウ糖とうを グリコーゲン に変かえてたくわえたり、 アミノ酸あみのさんから必要ひつようなタンパク質たんぱくしつを作つくったり、 アンモニアを害がいの少すくない 尿素にょうそ に変かえたりします。

大腸だいちょうのはたらき

  • 主おもに 水分すいぶん を吸収きゅうしゅうする
  • 残のこりをふんとしてこう門もんから出だす
  • 大腸だいちょう内ないには 腸ちょう内ない細菌さいきん が多数たすういて、 一部いちぶのビタミンを作つくる

3. 呼吸こきゅうのしくみ

肺はいのつくり

部位ぶいはたらき
鼻はな空気くうきを温あたため、 ほこりを取とり除のぞく
気管きかん空気くうきの通とおり道みち
気管支きかんし気管きかんが二ふたつに分わかれ、 さらに細こまかく枝分えだわかれ
肺はい左右さゆうに 1 つずつ。 内部ないぶは 肺胞はいほう という小ちいさな袋ふくろの集あつまり

肺胞はいほうとは

肺はいの中なかで気管支きかんしが行ゆき止どまりになり、 直径ちょっけい 0.1 〜 0.3 mm の小ちいさな袋ふくろになったものが 肺胞はいほう です。 ヒトの肺はいには約やく 3 〜 6 億おく個こあり、 全部ぜんぶの表面ひょうめんを広ひろげると約やく 70 m² (テニスコート半分はんぶん) にもなります。

広ひろい表面積ひょうめんせき = 効率こうりつが良よい: 小腸しょうちょうも肺はいも、 表面積ひょうめんせきを広ひろげることで物質ぶっしつの受うけわたしを効率こうりつ化かしています。 体からだの中なかで共通きょうつうする工夫くふうです。

気体きたいの交換こうかん

肺胞はいほうのまわりには毛細血管もうさいけっかんが網あみの目めのように走はしっています。 ここでつぎの 気体きたいの交換こうかん が起おこります。

場所ばしょ入はいるもの出でるもの
肺胞はいほう酸素さんそ (吸すう空気くうきから血液けつえきへ)二酸化炭素にさんかたんそ (血液けつえきから吐はく空気くうきへ)

吸すう息いきと吐はく息いき

気体きたい吸すう息いき吐はく息いき
窒素ちっそ78 %78 %
酸素さんそ21 %16 %
二酸化炭素にさんかたんそ0.04 %4 %
水蒸気すいじょうき少すくない多おおい

吐はく息いきで鏡かがみがくもるのは、 体内たいないの水蒸気すいじょうきが多おおく含ふくまれるためです。

呼吸こきゅう運動うんどう

肺はい自身じしんには動うごく筋肉きんにくがないため、 まわりの 横隔膜おうかくまく と ろっ間ま筋すじ の動うごきで空気くうきを出だし入いれします。

動作どうさ横隔膜おうかくまくろっ骨こつ胸むねの体積たいせき
吸すう下さがる上あがる大おおきくなる
はく上あがる下さがる小ちいさくなる

細胞さいぼうでの呼吸こきゅう

呼吸こきゅうには 2 段階だんかいあります。

種類しゅるい場所ばしょ内容ないよう
外そと呼吸こきゅう肺はい空気くうきと血液けつえきの間まで気体きたい交換こうかん
細胞さいぼう呼吸こきゅう全身ぜんしんの細胞さいぼう栄養分えいようぶん + 酸素さんそ → エネルギー + 二酸化炭素にさんかたんそ + 水みず

細胞さいぼう呼吸こきゅうは化学かがく変化へんか: 第だい 4 章しょうで学まなんだ 「酸化さんか」 の一いち種しゅと考かんがえることができます。 ブドウ糖とうをゆっくり燃もやしてエネルギーを取とり出だすしくみです。

4. 心臓しんぞうと血液けつえきのめぐり

心臓しんぞうのつくり

ヒトの心臓しんぞうは 4 つの部屋へや に分わかれています。

部屋へやはたらき
右みぎ心房しんぼう全身ぜんしんからもどってきた血液けつえきを受うける
右みぎ心室しんしつ肺はいへ血液けつえきを送おくる
左ひだり心房しんぼう肺はいからもどってきた血液けつえきを受うける
左ひだり心室しんしつ全身ぜんしんへ血液けつえきを送おくる (最もっとも強つよい筋肉きんにく)

心臓しんぞうは自分じぶんでリズムを作つくり、 1 分間ふんかんに約やく 60 〜 80 回かい、 一生いっしょうでは約やく 25 億おく回かい動うごき続つづけます。

2 つの循環じゅんかん

循環じゅんかん道みちすじ
肺循環はいじゅんかん右みぎ心室しんしつ → 肺はい動脈どうみゃく → 肺はい → 肺はい静脈じょうみゃく → 左ひだり心房しんぼう
体循環たいじゅんかん左ひだり心室しんしつ → 大動脈だいどうみゃく → 全身ぜんしん → 大だい静脈じょうみゃく → 右みぎ心房しんぼう

動脈どうみゃくと静脈じょうみゃくと毛細血管もうさいけっかん

種類しゅるいとくちょう
動脈どうみゃく心臓しんぞうから出でる血液けつえきが流ながれる。 壁かべが厚あつく弾力だんりょくがある
静脈じょうみゃく心臓しんぞうへもどる血液けつえきが流ながれる。 壁かべがうすく、 逆流ぎゃくりゅうをふせぐ 弁べん がある
毛細血管もうさいけっかん動脈どうみゃくと静脈じょうみゃくをつなぐごく細ほそい血管けっかん。 壁かべがうすく、 物質ぶっしつの受うけわたしが起おこる

注意ちゅうい: 「動脈どうみゃく = 酸素さんそが多おおい」 ではありません。 「動脈どうみゃく = 心臓しんぞうから出でる」 と覚おぼえます。 肺はい動脈どうみゃく には二酸化炭素にさんかたんそが多おおい血液けつえきが流ながれます (例外れいがい)。

血液けつえきの成分せいぶん

成分せいぶんはたらき
赤血球せっけっきゅう中なかに ヘモグロビン を含ふくみ、 酸素さんそを運はこぶ
白血球はっけっきゅう細菌さいきんを食たべて体からだを守まもる
血小板けっしょうばん出血しゅっけつを止とめる
血しょうけっしょう液体えきたいの部分ぶぶん。 栄養分えいようぶん・二酸化炭素にさんかたんそ・不要ふよう物ぶつをとかして運はこぶ

組織そしき液えき と細胞さいぼうの関係かんけい

血液けつえき中ちゅうの血しょうけっしょうが毛細血管もうさいけっかんの壁かべからしみ出だし、 細胞さいぼうのすきまを満みたしたものを 組織そしき液えき といいます。 細胞さいぼうは組織そしき液えきを通とおして栄養えいようと酸素さんそを受うけ取とり、 二酸化炭素にさんかたんそや不要ふよう物ぶつを出だします。

5. 不要ふよう物ぶつの排出はいしゅつ

細胞さいぼう呼吸こきゅうやタンパク質たんぱくしつの分解ぶんかいでできる不要ふよう物ぶつを体外たいがいへ出だすしくみを 排出はいしゅつ といいます。

おもな不要ふよう物ぶつ

不要ふよう物ぶつできかた
二酸化炭素にさんかたんそ細胞さいぼう呼吸こきゅう
水みず細胞さいぼう呼吸こきゅう、 食物しょくもつ中ちゅうの水みず
アンモニアアミノ酸あみのさんの分解ぶんかい

アンモニアは体からだに害がいがあるため、 肝臓かんぞうで害がいの少すくない尿素にょうそに変かえられ ます。

腎臓じんぞうのはたらき

腎臓じんぞうはそら豆まめの形かたちをした器官きかんで、 背中せなか側がわのこしの上うえに左右さゆう 1 つずつあります。

段階だんかいしくみ
1血液けつえきを こし出だして 尿素にょうそ・水みず・塩類えんるいを取とり出だす
2必要ひつような水分すいぶんと栄養分えいようぶんを再吸収きゅうしゅうする
3残のこりを 尿にょう として ぼうこう にため、 体外たいがいへ出だす

二酸化炭素にさんかたんそと水みずの排出はいしゅつ

  • 二酸化炭素にさんかたんそは 肺はいから息いき で出でる
  • 水みずは尿にょう・息いき・汗あせ で出でる (汗あせには体温たいおんを下さげるはたらきもある)

6. 感覚かんかく器官きかんと神経系しんけいけい

5 つの感覚かんかく

感覚かんかく器官きかん受うけ取とるもの
視覚しかく目め光ひかり
聴覚ちょうかく耳みみ音おと (空気くうきの振動しんどう)
きゅう覚かく鼻はなにおい (気体きたいの物質ぶっしつ)
味覚みかく舌したあじ (液体えきたい中ちゅうの物質ぶっしつ)
触覚しょっかく皮ひふおしつけ・温度おんど・痛いたみ

目めのつくり

部位ぶいはたらき
角膜かくまく目めの一いち番外ばんがいの透明とうめいな膜まく
水晶すいしょう体たい凸レンズとつれんず。 厚あつさを変かえてピントを合あわせる
網膜もうまく像ぞうが結むすばれる場所ばしょ。 光ひかりを感かんじる細胞さいぼうが並ならぶ
視神経ししんけい信号しんごうを脳のうへ送おくる

耳みみのつくり

部位ぶいはたらき
耳みみかく (外耳がいじ)音おとを集あつめる
こ膜まく音おとで振動しんどうする
耳みみ小骨こぼね振動しんどうを伝つたえ、 大おおきくする
うず巻まき管かん振動しんどうを信号しんごうに変かえ、 聴神経ちょうしんけいへ

神経系しんけいけいのつくり

部位ぶいはたらき
中枢ちゅうすう神経しんけい (脳のう・せきずい)信号しんごうを受うけ取とり、 命令めいれいを出だす
感覚かんかく神経しんけい感覚かんかく器官きかんから中枢ちゅうすうへ信号しんごうを送おくる
運動うんどう神経しんけい中枢ちゅうすうから筋肉きんにくへ命令めいれいを送おくる
末まっしょう神経しんけい感覚かんかく神経しんけい + 運動うんどう神経しんけいをまとめたよび名な

7. 反応はんのうと反射はんしゃ

意識いしき的てきな反応はんのう (脳のうで判断はんだん)

「ボールが飛とんできた → 目めで見みる → 脳のうで判断はんだん → 手てでとる」 のように、 脳のうが関かかわる 反応はんのうです。 反応はんのう時間じかんは約やく 0.2 秒びょう。

道みちすじ: 感覚かんかく器官きかん → 感覚かんかく神経しんけい → せきずい → 脳のう → せきずい → 運動うんどう神経しんけい → 筋肉きんにく

反射はんしゃ

熱あついものに触ふれた瞬間しゅんかんに手てを引ひっこめる、 ひざの下したをたたくと足あしがぴくっと上あがる — のように、 脳のうを通とおさず に起おこる反応はんのうを 反射はんしゃ といいます。 反応はんのう時間じかんは約やく 0.1 秒びょうと速はやく、 体からだを危険きけんから守まもります。

道みちすじ: 感覚かんかく器官きかん → 感覚かんかく神経しんけい → せきずい → 運動うんどう神経しんけい → 筋肉きんにく

反応はんのうの種類しゅるい通とおり道みち速はやさ例れい
意識いしき的てきな反応はんのう脳のうを通とおる約やく 0.2 秒びょうボールをとる、 信号しんごうで止とまる
反射はんしゃせきずいで折おり返かえす約やく 0.1 秒びょう熱あつさで手てを引ひく、 ひざ反射はんしゃ

反応はんのう時間じかんをしらべる実験じっけん

物ものさしを落おとして何なに cm でつかめたかで反応はんのう時間じかんを計はかります。

つかんだ位置いち反応はんのう時間じかん (約やく)
5 cm0.10 秒びょう
10 cm0.14 秒びょう
15 cm0.17 秒びょう
20 cm0.20 秒びょう
25 cm0.23 秒びょう

落下らっか距離きょりと時間じかんの関係かんけい (自由じゆう落下らっか) から、 物ものさしが落おちる距離きょりを時間じかんに直なおして求もとめます。

ヒトの心臓の断面図
心臓しんぞう — 4 つの部屋へや (右みぎ心房しんぼう・右みぎ心室しんしつ・左ひだり心房しんぼう・左ひだり心室しんしつ) からなるポンプ。 血液けつえきを全身ぜんしんに送おくり出だす。
ヒトの消化器官の図
消化器官しょうかきかん — 口くち・食道しょくどう・胃い・小腸しょうちょう・大腸だいちょうと続つづく消化しょうか管かんと、 肝臓かんぞう・すい臓ぞうなどの消化腺しょうかせん。 栄養分えいようぶんを吸収きゅうしゅうする。

安全あんぜんのきまり (この章しょうでとくに大切たいせつ)

この章しょうは 「自分じぶんの体からだ」 と 「動物どうぶつの体からだ」 をあつかいます。 命いのちをそんちょうする心こころをもって学習がくしゅうしましょう。

解剖かいぼう (かいぼう) のマナー

  • 中学ちゅうがくでは動物どうぶつの解剖かいぼうは必須ひっすではありませんが、 もし行おこなう場合ばあいは 「生命せいめいをいただく」 という気持きもちを忘わすれない
  • 解剖かいぼうの前まえに観察かんさつ動物どうぶつに黙もくとうをささげる、 後のちはていねいに処理しょりする
  • 写真しゃしん・映像えいぞうやモデルで学まなぶ方法ほうほうを優先ゆうせんしてよい
  • ふざけたり、 体からだの一部いちぶをもてあそんだりしない

自分じぶんの体からだを観察かんさつするとき

  • だ液だえきをとるときは自分じぶんのものだけをつかう (他たの人ひとのものと混まぜない、 衛生えいせい上じょうの理由りゆう)
  • 試験管しけんかんに入いれた自分じぶんのだ液だえき・血液けつえき関連かんれんの実験じっけん器具きぐは その場ばですぐ洗あらうか廃棄はいき する
  • 反応はんのう時間じかんの実験じっけんで物ものさしが顔かおに当あたらないように距離きょりをとる

食物しょくもつを使つかう実験じっけん

  • ヨウ素もと液えき・ベネジクト液えきを使つかったあとのデンプンや食物しょくもつは食たべない (薬品やくひんがついている)
  • 加熱かねつ後ごの試験管しけんかんは熱あついので試験管しけんかんばさみでつかむ

体調たいちょうが悪わるいとき

具合ぐあいが悪わるいとき、 立たちくらみがするときは我慢がまんせずに教師きょうしに伝つたえます。 自分じぶんの体からだを観察かんさつする学習がくしゅうでは、 安全あんぜんが第だい一いちです。

まとめ — 動物どうぶつの体からだを 3 行くだりで

  • 動物どうぶつの体からだは消化しょうか ・吸収きゅうしゅう ・呼吸こきゅう ・血液循環けつえきじゅんかん・排出はいしゅつの 5 系統けいとうが連携れんけいして生命せいめい活動かつどうを維持いじしている
  • 消化酵素しょうかこうそ (アミラーゼ・ペプシン等とう) は食物しょくもつを分解ぶんかいし、 小腸しょうちょうの柔毛じゅうもうで吸収きゅうしゅうされた栄養分えいようぶんは心臓しんぞうのポンプ作用さようで全身ぜんしんに運はこばれる
  • 神経系しんけいけいは感覚かんかく器官きかんからの刺激しげきを中枢ちゅうすうで処理しょりして命令めいれいを出だすしくみで、 脊髄せきずいだけで起おこる反射はんしゃと脳のうが関かかわる反応はんのうを区別くべつする
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