高校生物基礎 体液と体内環境—血しょうと組織液とリンパ液の関係を図で追う｜武蔵野個別指導塾

血管内・細胞の周囲・リンパ管内という位置を手掛かりに、液の名称と移動方向を読み直せます。

よくあるのは、定期テスト前の高校生が体内環境を細胞内の液だけとする場面です。体の内側にある液という言葉から、細胞の内部を思い浮かべたのかもしれません。しかし、細胞から見た外側にも液があり、細胞はその液と物質をやり取りしています。まず視点を体全体から細胞へ移し、細胞を取り巻く場所をたどりましょう。

問いの形を見分ける

体液の問題には、名称を選ぶ問い、模式図の矢印を読む問い、細胞の生活と体内環境を結ぶ記述の問いがあります。同じ言葉を知っていても、何の内側を指すかを取り違えると、図の空欄を埋められません。

名称を選ぶ問題では、液の位置が手掛かりです。血管の内側なのか、細胞の間なのか、リンパ管の中なのかを先に確かめてから名称を選びます。図を読む問題では、矢印の始点と終点を見て、液がどこからどこへ移るかを言葉にします。矢印の向きが逆なら、同じ2つの名称を使っていても異なる説明になります。

記述問題では、細胞が組織液に接し、そこを介して物質を受け取ったり放出したりすることが中心です。単に「体の中の環境」と書くと、細胞内を含むのか、細胞を取り巻く環境なのかが読み取れません。この範囲では体液の区分と移動を扱い、体液の割合を実測値として覚える必要はありません。

細胞の外から液を眺める

体液は体を構成する液体で、細胞内液と細胞外液に分けられます。細胞内液は細胞の内部にあり、細胞外液は細胞の外部にあります。細胞外液の代表が、血液中の血しょう、細胞の間を満たす組織液、リンパ管の中を流れるリンパ液です。血液は血球などの成分も含むため、血液全体と血しょうを同じ意味にしないようにします。

体内環境とは、細胞を取り巻く細胞外液の環境です。体内という言葉は体全体を基準にしていますが、外液という言葉は細胞を基準にしています。体の内側であっても細胞の外側という場所がある、と視点を切り替えることが出発点です。

図1は位置関係を簡略化した模式図です。矢印は液の移動を示し、血しょうの一部が毛細血管の壁を通って組織液になり、組織液の一部がリンパ管に入ってリンパ液となる経路を表します。

図1のように、組織液は細胞と毛細血管の間にあります。組織液の一部は毛細血管に戻り、リンパ管に入った液はリンパ管を通って最終的に血管へ戻ります。図は主な経路を示すもので、血しょうが全部外へ出るとか、組織液が全部リンパ管に入るという意味ではありません。

細胞は組織液から酸素や養分などを受け取り、二酸化炭素などを組織液へ出します。血液と細胞の間の物質の受け渡しを考えるとき、組織液を間に置くと道筋が明確です。細胞外液の状態が一定の範囲に保たれることは、細胞が活動するために重要です。

場所と移動を読み違えないために

図で血管が線のように描かれているときも、血しょうはその線の中の空間にあると考えます。血管の壁は、血管内と細胞の間を区切る境界です。壁を越えた液は血管内の血しょうという位置から離れ、細胞の周囲を満たす組織液になります。図の色が似ていても、色だけで名前を決めず、境界のどちら側にあるかを見ます。

一方、リンパ管の壁も周囲と管内を区切っています。組織液がリンパ管に入る前と入った後では、注目する場所が変わります。移動前の名前をそのまま終点に書いてしまったら、矢印の先が管の内側か外側かを確かめてください。移動経路と名称の対応を順に述べると、どこで判断がずれたかを見つけやすくなります。

体液には細胞内液も含まれるので、体液と細胞外液は同じ範囲ではありません。体内環境を問われたときは、細胞外液という範囲に絞ります。反対に体液全体の区分を問われたときは、細胞内液を落とさず、内液と外液の両方を挙げます。問いの言葉が違えば、答えに含める範囲も変わります。設問の対象に線を引き、必要な区分を選びましょう。

細胞に必要な物質の道筋を説明するときは、血液から細胞までを一気に結ばず、組織液を間に置きます。たとえば酸素の移動は、血液側から組織液を経て細胞へ向かいます。不要になった二酸化炭素については、細胞から組織液を経て血液側へ向かうと整理できます。どちらも細胞の周囲にある液を介しますが、物質の移動の向きは異なります。

基本例題：場所から名称を決める

次は学習用に作った模式資料です。毛細血管の中の液体成分をA、細胞の間を満たす液をB、リンパ管の中の液をCとします。Aの一部は血管の壁を通ってBになり、Bの一部はリンパ管に入ってCになります。Bの一部は毛細血管へ戻り、Cはリンパ管を通って血管へ戻ります。

問いは2つです。A、B、Cの名称をそれぞれ答え、細胞が酸素を受け取るときに直接接している液を記号で答えてください。図2の矢印は、資料にある液の移動を示します。

図2のように、まずAは毛細血管の中にある液体成分です。血球を含む血液全体ではなく、液体成分に注目するのでAは血しょうです。次にBは血管の外で細胞の間を満たすので組織液です。最後にCはリンパ管の中にあるためリンパ液です。

酸素を受け取る細胞に直接接する場所を探すと、細胞の周りにあるのはBです。したがって記号はBです。Aが酸素の運搬に関わるからといって、血しょうがそのまま各細胞を取り囲むと考えないでください。血しょうと細胞の間に組織液があることが、資料の位置関係から読み取れます。

答えを資料へ戻して確かめます。血しょうの一部が外へ出て組織液となり、その一部がリンパ管に入ってリンパ液となるので、AからB、BからCの向きに合います。組織液の一部が毛細血管に戻り、リンパ液が血管に戻る条件とも矛盾しません。細胞に接するBも、細胞の間という条件に合います。

応用例題：通った場所と現在地を分ける

別の自作資料を考えます。ある液の一部が毛細血管の外に出て細胞の周囲を通り、その後リンパ管に入りました。この液について、血管内、細胞の周囲、リンパ管内の各場所での名称を移動順に答えてください。また、細胞が出した二酸化炭素が血液へ移る際に、細胞と毛細血管の間で通る液の名称を書いてください。

移動する前の血管内では血しょうです。外に出て細胞の周囲を満たす場所では組織液、リンパ管に入った後はリンパ液と呼びます。順番は血しょう、組織液、リンパ液です。名称は、液がどの経路を通ってきたかだけでなく、現在どこにあるかに対応させます。

二酸化炭素については、細胞から外へ出た後の経路を考えます。細胞と毛細血管の間にあるのは組織液なので、答えは組織液です。酸素が細胞に向かう場合と二酸化炭素が血液へ向かう場合では、物質が移る向きが逆です。それでも、両者が細胞の周囲で通る液の名称は同じです。

答えを条件に戻すと、組織液は細胞の周囲という位置にあり、その後リンパ管に入ればリンパ液と呼べます。逆向きにリンパ液から組織液が生じると書けば、資料の移動順と合いません。なお、物質の移動方向と液そのものの移動方向は別々に読み取ります。細胞から出た物質が組織液を通ることは、組織液がすべて同じ向きへ流れるという条件を意味しません。

誤りを位置に戻して直す

誤答の例は「体内環境は細胞の中にある細胞内液である」です。原因は、体の内部という意味と、細胞の内部という意味を重ねてしまうことにあります。修正するには細胞を基準として内側と外側に線を引き、体内環境は細胞を取り巻く細胞外液の環境だと書き直します。

図3はこの区別を表す模式図です。青い楕円の内側が細胞内液で、その周囲の緑の領域が組織液です。細胞膜に当たるのは楕円の輪郭です。

図3のように細胞の内外を分ければ、体の中にあるから細胞内液だと決める誤りを避けられます。組織液は体の内部にありながら、細胞から見ると外部にある液です。細胞膜を指でなぞり、どちら側に名称を書くか確認してください。

もう1つの誤答は「リンパ液は細胞内液から直接つくられる」です。リンパ管に入る前の場所を飛ばしたことが原因です。血しょうから生じた組織液の一部がリンパ管に入り、リンパ液になると順に直します。組織液の一部が毛細血管にも戻る点も残しておくと、図の枝分かれを正しく説明できます。

解答を見直す順番

まず名称の意味を位置に戻します。血しょうと書いたら血液中の液体成分を、組織液と書いたら細胞の間を、リンパ液と書いたらリンパ管の中を指せるかを確かめます。名前を正しく並べても、図の矢印と結び付かなければ移動を説明したことにはなりません。

次に「一部」という条件に印を付けます。組織液には毛細血管へ戻る経路とリンパ管へ入る経路があり、一方の経路を答える文でも、他方が存在しないとは限りません。問題に示された経路を答えた後、資料にない量の大小や割合を付け足していないかを見直します。

最後に、記述の主語を確かめます。「細胞が組織液を取り囲む」と書くと、細胞と液の関係が逆になってしまいます。「組織液が細胞を取り囲む」とすれば、細胞が液に接して物質をやり取りする関係とつながります。短い文でも、何が何を取り巻くのかを明示することが必要です。

練習：異なる手掛かりからたどる

次の4問は自作の資料です。名称を問う部分は用語で、理由を問う部分は指定された語を使う1文で答えてください。

1. 細胞の間を満たす液をP、リンパ管内の液をQとします。PとQの名称をそれぞれ答え、Qのもとになる液をPとQから選んでください。
2. 血液中の液体成分をR、細胞内の液をSとします。RとSの名称を答え、細胞外液に当たる方を記号で示してください。
3. ある生徒は「体内環境は細胞内液の環境である」と書きました。誤りを直し、「細胞」「細胞外液」を使って1文で説明してください。
4. 細胞から出た物質が周囲の液を通って毛細血管へ移る場面を考えます。周囲の液の名称を答え、「細胞」と「毛細血管」を使ってその位置を1文で説明してください。

練習の答えと道筋

1. Pは組織液、Qはリンパ液です。QのもとはPです。Pが細胞の間、Qがリンパ管の中という条件に戻すと、組織液の一部がリンパ管に入る経路に合います。QがPのもとだとすると、資料で問われた通常の移動方向が逆になります。

2. Rは血しょう、Sは細胞内液で、細胞外液に当たるのはRです。血しょうは血管内にありますが、細胞の内部にあるわけではありません。Sは細胞の内部という条件に戻るため、細胞外液には入りません。血液中の液体成分と血液全体を混同しないことも確認します。

3. 例として「体内環境は細胞を取り巻く細胞外液の環境です」と答えます。体内にあることと細胞内にあることは別の条件です。解答の細胞外液は細胞の外側にあるので、問題文の細胞内液という誤った位置を修正できています。

4. 組織液です。位置の説明は「組織液は細胞と毛細血管の間にあります」と書けます。細胞から出た物質がその液を通り、毛細血管に向かうという条件へ戻しても、位置と経路が合います。物質の移動を尋ねられているので、液そのものが全量移動すると付け加える必要はありません。

覚える軸

• 体内環境は細胞を取り巻く細胞外液の環境です。
• 血しょうの一部が毛細血管の外に出て組織液になります。
• 組織液の一部は毛細血管に戻り、一部はリンパ管に入ります。
• リンパ管に入った液はリンパ液となり、最終的に血管へ戻ります。

どこで迷ったかを見つける

名称が出てこないときは、まず図の血管、細胞の間、リンパ管を別々に指さしてみてください。場所を言えるのに名称を誤るなら対応の練習が必要です。場所自体が曖昧なら、細胞膜と血管の壁を描き分けるところから始めます。

個別指導では、矢印の始点と終点を声に出し、組織液が血管に戻る経路とリンパ管に入る経路を説明できるかを確かめます。続いて細胞が物質を受け取る向きと放出する向きを描き、液の移動と混同していないかを見ます。細胞を基準に位置と向きを結び付ければ、体内環境の図は読み直せます。