肺がふくらむのは、肺自身が筋肉でぐっと広がるからでしょうか。第5回では、風船とゴム膜の模型を使い、周りの空間が変わることから呼吸を考えます。空気の出入りと、肺胞での気体交換を分けると、しくみが見えてきます。
酸素を取り込み、生命活動に使う
冒頭では、養分と酸素を使ってエネルギーを取り出す呼吸を、植物の学習とつなげます。息を吸ったり吐いたりするのは、この働きを支える酸素を取り込み、二酸化炭素を出すためです。
授業では吸う息と吐く息も比較します。吐く息は吸う息より酸素の割合が低く、二酸化炭素や水蒸気が多くなります。しかし、吐く息から酸素が全部なくなるわけではありません。割合の表があれば、気体の種類ごとに数値を比べてください。
- ゴム膜を下げる
- 容器内の体積が増え圧力が下がる
- 空気が入り風船が膨らむ
授業の内容を整理した編集図です。順序・関係を示す模式図で、体の形や縮尺を表したものではありません。
肺胞のまわりで、酸素と二酸化炭素を交換
04:40頃から、気管支の先にある肺胞を見ます。小さな袋が多数あり、そのまわりを毛細血管が取り巻いています。空気と血液の間で、酸素は血液へ、二酸化炭素は肺胞側へ移動します。
小さな肺胞がたくさんある意味は、気体を交換する面積を大きくすること。第4回の柔毛と同じく、つくりと働きを「表面積」という言葉で結びつけます。酸素と二酸化炭素の矢印を同じ向きにしないように、自分で描いてみましょう。
ゴム膜を引くと、なぜ風船がふくらむ？
| 模型 | 対応させて考えるもの |
|---|---|
| ストロー | 気管・気管支 |
| 風船 | 肺 |
| 下側のゴム膜 | 横隔膜 |
| 容器の内部 | 胸の空間 |
授業の復習用に編集した表です。
09:00頃からの模型では、下のゴム膜を引くと容器内の空間が広がり、風船の外側の圧力が下がります。その結果、ストローから空気が入り、風船がふくらみます。ゴム膜を押し上げれば逆です。
授業では、混んだ電車と空いた電車のたとえで、空間と圧力の違いを説明します。模型のゴム膜の向きだけを暗記せず、「空間が広がる → 圧力が下がる → 空気が入る」と順につなげましょう。実際の体では肋骨の動きも関わるため、容器が動かないこの模型とは違いがあります。
血管の名前と、血液の名前は別の基準
06:30頃からの動脈血・静脈血は、血液に含まれる酸素などの違いを表します。一方、動脈・静脈は心臓から出ていくか、心臓へ帰ってくるかで区別します。
心臓から肺へ向かう肺動脈には、酸素の少ない静脈血が流れます。肺で酸素を受け取り、肺静脈を通って心臓へ帰る血液は動脈血です。名前が逆に見えても、分類の基準を分ければ矛盾しません。
編集補足：気体交換と肺につながる血管の確認資料： 確認資料：NHLBI・呼吸器のしくみ。
二つの問いで確かめる
- 模型のゴム膜を下に引くと、何が順に変わる？
- 肺静脈に動脈血が流れるのはなぜ？
答えと復習の手がかり
- 容器内の空間が広がり、風船の外側の圧力が下がり、空気が入って風船がふくらみます。
- 肺で酸素を受け取った血液が、心臓へ帰ってくる血管だからです。血管と血液の名前の基準は別です。
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この記事の元になった授業
授業名・対応する場面・出典情報
早朝暗記特訓 人体編 第5回「呼吸と肺」
授業日：2026-10-14
この記事に対応する主な場面：00:00〜18:40
時刻は配信版の字幕に基づく目安です。この記事は全編の文字起こしではなく、場面を選び、資料による補足と復習の問いを加えています。動画の視聴条件はリンク先でご確認ください。
編集補足：風船の中と外、どちらの変化か
呼吸の模型でゴム膜を引き下げるとき、「空気を下へ引っ張る」と説明していないでしょうか。膜を動かして先に広がるのは容器内の空間です。風船の外側の圧力が下がるため、外気がストローを通って風船へ入ります。膜の動きと、空気が通る経路を同じ矢印にしないようにしましょう。 この模型は、肺のまわりの状態が変わると肺の体積が変わることを表します。風船は自分で筋肉を縮めているわけではありません。また、実際の胸では肋骨も動き、横隔膜は筋肉として働きます。固い容器と手で引く膜で表した模型では、再現していない部分もあります。対応する点と違う点の両方が説明できると、模型の問いに強くなります。
例題1：穴が開いた容器
風船やストローに破れはありませんが、容器の側面に大きな穴があり、空気が自由に出入りします。膜を下げたとき、穴のない模型と同じように風船が膨らむと考えてよいですか。 答え：同じように膨らむとは考えられません。 側面から空気が入るため、風船の外側の圧力を十分に下げにくいからです。膜を引く動作だけがあっても、必要な圧力差が生じなければ同じ結果になりません。「膜を下げれば必ず膨らむ」という暗記を、条件から見直す問題です。
例題2：吐く息にも残る酸素
学習用の単純化した表で、吸う息の酸素を21％、吐く息の酸素を16％とします。それぞれ同じ条件で100mLずつ比べると、酸素の体積には何mLの差がありますか。吐く息に酸素はないと言えますか。 答え：差は5mLで、吐く息にも酸素があります。 21−16＝5です。16％残るので、酸素をすべて使い切ったという説明にはなりません。この比較は同じ体積に換算した表の読み取りであり、一回の呼吸で体が取り込む酸素量を実測した値ではありません。 肺胞の図へ戻ると、酸素は肺胞側から血液へ、二酸化炭素は血液から肺胞側へ移ります。空気を出し入れする運動と、この気体交換は続けて起こる関連した働きですが、説明する矢印は別です。問いに応じて、膜、圧力、空気、血液のどれを主語にするか選びましょう。
