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高校生物基礎 血液と循環—血球の役割と血管の流れを酸素運搬につなげる|武蔵野個別指導塾

肺を通る前後の血液を比べ、血管名を決める向きと酸素量を区別しながら凝固の成分も整理しましょう。
よくあるのは、定期テスト前の高校生が「動脈には必ず酸素の多い血液が流れる」と考える場面です。体の各部へ向かう血液の印象だけで答えると、肺へ向かう血管を読み違えます。心臓を出るのか、心臓へ戻るのかを先に確かめ、その後で肺や体の各部での酸素の受け渡しを追いましょう。血液の成分の働きも、この流れに結び付けて整理します。
要点(結論から)
- 動脈は心臓から出て、静脈は心臓へ戻ります。
- 肺動脈は酸素の少ない血液、肺静脈は酸素の多い血液を運びます。
- 赤血球のヘモグロビンは酸素と結び付きます。
どこを手掛かりに答えるか
出方の1つは、血液の成分と役割を結ぶ問題です。赤血球、白血球、血小板、血しょうについて、酸素の運搬、異物への防御、凝固、物質の運搬という働きを区別します。血液を運ぶ血管の名前と、中を流れる成分の名前を混ぜないことが第一歩です。
もう1つは、心臓と肺、体の各部を結ぶ図の読解です。矢印が血液の流れる向きを表すとき、心臓から出る血管を動脈、心臓へ戻る血管を静脈と判断します。肺で酸素を受け取る前後、体の各部で酸素を渡す前後を順に追えば、酸素の多い血液がどこを流れるかも答えられます。
理由を短く記述する問題では、結論だけでなく判断の基準が必要です。「肺動脈は動脈です」だけでは、酸素が少なくても動脈と呼ぶ理由が伝わりません。「心臓から肺へ向かう血管だから」と向きを添えます。ここでは循環の経路と血液の働きを扱い、酸素解離曲線の詳細には立ち入りません。
血液の成分と循環の道筋
血液は、液体成分である血しょうと、そこに含まれる血球からなります。赤血球にはヘモグロビンが含まれ、肺で酸素と結び付き、体の各部で酸素を渡します。ヘモグロビンは酸素の運搬に役立つ物質であり、赤血球そのものの別名ではありません。血しょうも栄養分や二酸化炭素など、さまざまな物質の運搬に関わります。
白血球は異物の排除など体の防御に関わります。血小板は血管が傷ついたときに集まり、出血を抑える過程に関わります。血液凝固では、血しょう中のフィブリノーゲンがフィブリンに変化し、その網目に血球などが絡むことで血ぺいができます。成分の働きは互いに異なりますが、血小板だけで網目ができると考えず、血しょう中の成分も関わると押さえます。
心臓から肺へ行って心臓へ戻る経路を肺循環、心臓から体の各部へ行って心臓へ戻る経路を体循環といいます。図1のように、矢印は血液の移動方向を表す模式図です。心臓の右側から肺へ出る血液は肺動脈を通り、肺から心臓の左側へ戻る血液は肺静脈を通ります。

図1のように肺では血液が酸素を受け取り、体の各部では血液が酸素を渡します。左側から体の各部へ出る血液は大動脈を通り、体の各部から右側へ戻る血液は大静脈を通ります。動脈と静脈は心臓を基準にした名称です。酸素の多少を基準にした名称ではないため、肺動脈には酸素の少ない血液、肺静脈には酸素の多い血液が流れます。
肺で酸素を受け取った後の血液を動脈血、体の各部で酸素を渡した後の血液を静脈血と呼びます。動脈血と動脈、静脈血と静脈は似た語ですが、前者は血液の性質、後者は血管の向きによる区別です。肺動脈は静脈血を運び、肺静脈は動脈血を運ぶという対応を、経路から確かめます。
血液の循環をたどるときは、血管の名前だけでなく、どの場所で何が起きるかを並べます。肺に入る前の血液が肺で酸素を受け取ってから心臓へ戻り、その後、体の各部へ送られます。各部で酸素を渡した血液が心臓へ戻り、再び肺へ向かいます。心臓は肺循環と体循環の間にあり、血液を送り出す役割を果たします。
酸素を受け取る場所と渡す場所を反対にすると、血管の名前を正しく書けても血液の性質が逆になります。肺と体の各部それぞれに「受け取る」「渡す」と書き添え、血液の立場で読んでください。血液が酸素を渡すことと、体の細胞が酸素を受け取ることは同じ受け渡しを反対側から見た表現です。
血液の凝固も、成分をただ暗記するだけでは順序が曖昧になりがちです。傷ついた血管では血小板が集まり、凝固に関わる反応を経てフィブリンが生じます。フィブリンの網目が血球などを捕らえて血ぺいをつくり、出血を抑えます。フィブリノーゲンはその網目になる前の血しょう中の物質です。防御に関わる白血球の働きとは区別して、何が変化し何が絡むかを説明しましょう。
基本例題: 肺を通る前後を読む
次は学習用に作った模式的な資料です。血管Aは心臓の右側から肺へ、血管Bは肺から心臓の左側へ血液を運びます。肺では血液が酸素を受け取るものとします。AとBの血管名をそれぞれ答え、酸素がより多い血液が流れる方を記号で答えてください。また、酸素の運搬に主に関わる血球の名称と、その中で酸素と結び付く物質名を答えてください。
図2のように、まず矢印の出発点と到着点を読みます。図の矢印は血液の移動を示し、酸素そのものの移動を示すものではありません。酸素の増減は肺での受け渡しを別に考えて判断します。

- Aは心臓から出るので動脈です。向かう先は肺なので、血管名は肺動脈です。
- Bは心臓へ戻るので静脈です。出発点は肺なので、血管名は肺静脈です。
- 肺で血液が酸素を受け取るという条件から、肺を出た後のBの血液の方がAより酸素を多く含みます。
- 酸素の運搬に主に関わる血球は赤血球です。その中にあるヘモグロビンが酸素と結び付きます。
答えは、Aが肺動脈、Bが肺静脈、酸素がより多いのはB、血球は赤血球、物質はヘモグロビンです。答えを図2の条件に戻すと、肺動脈は右側から肺へ、肺静脈は肺から左側へ向かい、肺で受け取った後のBがより酸素を多く含みます。名前、向き、酸素の変化が矛盾しないことまで確認できました。
Aを「酸素が少ないから静脈」とすると、心臓から出るという条件に合いません。逆にBを「酸素が多いから動脈」とすると、心臓へ戻るという条件に合いません。酸素の多少は肺の前後を比べる手掛かりに使い、血管名は心臓からの向きで決めると、2種類の判断が混ざりません。
少し難しい例題: 成分を分けた資料を読む
自作の資料として、同じ血液を処理して得た部分PとQを考えます。Pは血球を含む部分、Qは血しょうです。赤血球はPに含まれ、フィブリノーゲンはQに含まれます。処理後も各成分の働きを調べられるものとします。次の操作で特に注目する部分をそれぞれPかQで答え、成分名と理由を1文ずつ書いてください。
操作1では、酸素と結び付くヘモグロビンを調べます。操作2では、凝固の際にフィブリンに変化する物質を調べます。さらに、Pだけを用いて操作2の物質を調べようとした場合、資料の条件からなぜ目的に合わないか説明してください。
操作1ではヘモグロビンを含む赤血球に着目します。赤血球はPにあるので、答えはPです。「血液が酸素を運ぶ」ことだけではPとQのどちらか決まりません。運搬に関わる具体的な物質を手掛かりに、赤血球へたどり着く必要があります。
操作2では、変化前のフィブリノーゲンを探します。資料によればこれは血しょうであるQにあるので、答えはQです。フィブリンは変化後にできる網目をつくる物質で、問いにある変化前の物質とは区別します。Pだけでは資料中のフィブリノーゲンを含むQを調べられないため、目的に合いません。
答えを条件に戻してみます。Pには赤血球があり、そのヘモグロビンを調べられます。Qにはフィブリノーゲンがあり、凝固時の変化前の物質を調べられます。血小板がPに含まれるとしても、それを根拠にフィブリノーゲンまでPにあると移してはいけません。凝固には複数の成分が関わるため、何を調べる操作なのかで分かれます。
誤った答えを直す
誤答「肺動脈は肺へ酸素の多い血液を運ぶ」です。原因は、動脈を酸素の多さで定義してしまうことです。図3のように、まず肺動脈の向きが心臓から肺であることを押さえます。次に肺で酸素を受け取るため、その前の血液は受け取った後より酸素が少ないと直します。

図3のように、向きと酸素の多少は別の問いとして扱います。「動脈だから酸素が多い」という一続きの判断を、「心臓から出るから動脈」「肺で受け取る前だから酸素が少ない」という2段階に分けると、理由も書きやすくなります。
別の誤答に「赤血球が血管の傷口でフィブリンに変わる」があります。血ぺいの網目に血球が絡むことと、網目をつくる物質が生じることを混同した答えです。血しょう中のフィブリノーゲンがフィブリンに変化し、その網目に血球などが絡む、と順序を直します。血小板が出血を抑える過程に関わることもあわせて確認します。
血管の名前を問われたとき、肺という行き先だけで答えを決めることもできません。肺につながる血管には、肺へ向かうものと肺から戻るものがあります。問題文の「から」「へ」を囲んで、心臓との関係を確かめてください。図の一部が省かれている場合も、与えられた矢印の向きと地点を根拠にします。
一方、血球の問題では、形や色の印象だけで役割を推測せず、問いが酸素の運搬、防御、出血の抑制のどれを尋ねているかに印を付けます。凝固の物質を問う場合は、血球の名前を答える問題とは必要な答えが異なります。
練習: 流れと成分を組み合わせる
以下はすべて学習用の自作問題です。答えは問題を読み終えてから、後の解答で確かめてください。
- 血管Cは心臓の左側から体の各部へ、血管Dは体の各部から心臓の右側へ血液を運びます。体の各部では血液が酸素を渡すものとします。CとDの血管名をそれぞれ答え、酸素がより多い血液が流れる方を記号で答えてください。
- 血液の成分のうち、異物の排除など体の防御に関わる血球と、傷ついた血管で出血を抑える過程に関わる血球をそれぞれ名称で答えてください。
- 血しょう中のフィブリノーゲン、フィブリン、血球の3語を使い、血液凝固によって血ぺいができるまでを1文で説明してください。
- 生徒が「肺から心臓へ血液を運ぶ血管は、酸素が多いから動脈である」と書きました。血管名を答え、名称を決める基準と酸素が多い理由をそれぞれ1文で説明してください。
解答と読み直し
- Cは大動脈、Dは大静脈で、酸素がより多いのはCです。Cは心臓を出て体の各部へ行き、Dは各部から心臓へ戻ります。体の各部で酸素を渡すという条件へ答えを戻すと、渡す前のCの方が渡した後のDより多く、向きと酸素の変化が合います。
- 防御に関わる血球は白血球、出血を抑える過程に関わる血球は血小板です。白血球を防御、血小板を傷口での出血の抑制に戻して対応させると、指定された2つの働きにそれぞれ合います。赤血球の酸素運搬と取り違えないようにします。
- 血しょう中のフィブリノーゲンがフィブリンに変化し、その網目に血球などが絡んで血ぺいができます。指定された3語を見直すと、変化前、変化後、網目に絡むものの順に使っています。血球がフィブリンに変化したと読めない文になっているかも確かめます。
- 肺静脈です。肺から心臓へ戻る血管なので静脈と呼びます。肺で酸素を受け取った後の血液を運ぶため、肺へ向かう血液より酸素が多いのです。条件へ戻すと、肺から心臓への向きと肺で酸素を受け取った後という順序の両方に合います。
要点を短く
- 動脈は心臓から出て、静脈は心臓へ戻ります。
- 肺動脈は酸素の少ない血液、肺静脈は酸素の多い血液を運びます。
- 赤血球のヘモグロビンは酸素と結び付きます。
- 血小板と血しょう中の成分は出血を抑える過程に関わります。
つまずきの場所を見つける
図を見ずに肺動脈を説明できないときは、まず心臓、肺、心臓の順に矢印を書き、矢印ごとの出発点を声に出してみます。向きは説明できるのに酸素の多少を逆にするなら、肺で受け取る前と後を図に書き加えます。血管名と血液の性質のどちらで迷ったかが見えてきます。
個別指導で確かめるなら、描いた矢印が血液の移動を表すことを説明してもらい、肺で酸素を受け取る条件から各血管の血液を判断できるかを見ます。凝固では、フィブリノーゲンからフィブリンへの変化と、血球が網目に絡む順序を別々に言葉にします。血管の向きと成分の働きを結び直せば、初めて見る模式図でも条件に沿って考えられます。
読んで終わりにするか、ここから変えるか。
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