呼吸器のつくりと気体交換を結び付ける

空気の経路、肺胞と毛細血管の気体交換、観察の範囲を扱う14問と六つの記述課題です。

学年・内容の目安 中学校第2学年。授業の復習や教材の準備に使えます。公開教材の利用条件を確認し、年少の生徒には講師が紙の教材を用意します。

学習用の練習の使い方

学習内容や既習事項に合わせて使う独自の練習です。文部科学省の認定教材や、教科書・入試の全範囲を網羅する教材ではありません。

解説を読む

吸い込んだ空気が肺胞に届くまでと、肺胞で気体が血液とやり取りされる過程を分けます。二つの気体が移動する向きを、図と記録で確かめましょう。

必要な予備知識

酸素と二酸化炭素を区別し、血液が物質を運ぶことを知っていること。

  1. 吸い込んだ空気は気管から気管支を通り、枝分かれの先にある肺胞に届く。
  2. 肺胞の周りには毛細血管があり、空気と血液は薄い壁をはさんで近くにある。
  3. 肺胞では、酸素は肺胞内の空気から血液へ、二酸化炭素は血液から肺胞内の空気へ移る。
  4. 肺胞が多いと空気と血液の間で交換できる面が広くなる。気体交換の量を比べるときは測定の条件も確かめる。

解き方の例

肺胞の空気が血管の中へそのまま入るのではなく、酸素や二酸化炭素が薄い壁を通って移動します。

よくある間違い

  • 吸った空気全体が、肺胞から血管へ流れ込むと考える。
  • 酸素と二酸化炭素が、肺胞と血液の間で同じ向きに移動すると考える。
  • 吐いた空気には酸素が含まれないと考える。

観察と考え方を講師と確かめる

空気の通り道、気体が移動する向き、気体交換に関わるつくりを区別します。

標準的な気体交換を説明する教材です。呼吸の検査、病気、健康状態の判定は扱いません。

文部科学省:中学校学習指導要領解説 理科編

読む文章・資料

肺胞と血液の間の矢印を読む

上には肺胞内の空気、下には毛細血管の血液があります。図のAは肺胞内の空気から血液へ向かい、Bは血液から肺胞内の空気へ向かいます。二本は、交換される気体が通る向きを表します。

上の肺胞内の空気と、下の毛細血管の血液が薄い壁をはさんで並ぶ。矢印Aは空気から血液へ、矢印Bは血液から空気へ向かう。
図を選ぶと大きく表示できます。代替テキストも利用できます。

吸い込んだ空気の通り道

模式資料Cでは、吸い込んだ空気は太い気管を通り、左右に分かれる気管支を通ります。さらに枝分かれした先に、空気が届く肺胞があります。

肺胞の近くを流れる血液を比べる

肺胞の近くを流れる血液の模式記録Dです。酸素の量を示す値は通る前が14、通った後が19、二酸化炭素の量を示す値は前が51、後が47でした。この値は学習用の目盛りです。

交換できる面の広さを比べる

モデルEとFは、空気に接する薄い面の広さを比べます。Eは40 cm²、Fは80 cm²です。どちらも面の両側を空気と液が通ります。実際に移った気体の量は測っていません。

吸う空気と吐く空気の割合

模式記録Gでは、吸う空気の酸素は約21%、吐く空気の酸素は約16%でした。二酸化炭素は吸う空気より吐く空気の方が多くなっていました。

肺胞で交換した後に酸素が運ばれる

資料Hでは、肺胞で酸素が血液に入り、その血液は体の組織へ運ばれます。組織の細胞では、酸素を使って有機物から生命活動に使うエネルギーを取り出します。

壁の厚さと測った量を比べる

薄い壁の模型Iと厚い壁の模型Jで、時間、壁の広さ、初めの気体の条件をそろえて比べました。薄い壁のIでは、測った時間内に壁を通った気体の量がJより多くなりました。

練習する

選択問題では答えを一つ選び、数値問題では指定された単位で数だけを入力します。観察の根拠や途中の計算は、記述課題で講師と確認します。

入力した答えは、ページを再読み込みするか離れるまで、このページのメモリ上に保持されます。保存済みの下書き、アカウントの成績、自動の宿題提出は作成されません。

確認問題・資料・講師と使う課題

  1. 資料:肺胞と血液の間の矢印を読む

    図で酸素の移動を表すのはどれですか。

    • Bの血液から空気への矢印。
    • Aの空気から血液への矢印。
    • 血液が血管を流れる向き。
    答えと解説

    Aの空気から血液への矢印。

    肺胞で酸素は空気から血液へ移ります。これはAです。

  2. 資料:肺胞と血液の間の矢印を読む

    図のBで血液から肺胞内の空気へ移る気体はどれですか。

    • 酸素
    • 図にある空気全体
    • 二酸化炭素
    答えと解説

    二酸化炭素

    二酸化炭素は血液から肺胞内の空気へ移り、吐く息に含まれます。

  3. 資料:吸い込んだ空気の通り道

    吸い込んだ空気の経路として合うのはどれですか。

    • 気管→気管支→肺胞
    • 気管支→肺胞→気管
    • 肺胞→気管支→気管
    答えと解説

    気管→気管支→肺胞

    空気は気管を通り、枝分かれした気管支を通って肺胞に届きます。

  4. 資料:吸い込んだ空気の通り道

    この経路と気体交換の関係を説明したのはどれですか。

    • 空気は気管を通る前に毛細血管に入り、肺胞には届かない。
    • 空気が枝分かれの先の肺胞に届き、その周りで交換が起こる。
    • 空気は肺胞に届く前に、気管支全体から血液へ流れ込む。
    答えと解説

    空気が枝分かれの先の肺胞に届き、その周りで交換が起こる。

    吸った空気が肺胞に届いた後、その空気と周りの血液の間で気体が移動します。

  5. 資料:肺胞の近くを流れる血液を比べる

    肺胞の近くを通った後、血液の酸素の値は何目盛り増えましたか。差を入力しましょう。

    答えと解説

    5

    酸素の値は14から19に増えたので、19−14=5目盛りです。

  6. 資料:肺胞の近くを流れる血液を比べる

    通る前と後で、血液の二つの気体の値はどう変わりましたか。

    • 酸素は下がり、二酸化炭素は上がった。
    • 酸素と二酸化炭素は、両方とも下がった。
    • 酸素は上がり、二酸化炭素は下がった。
    答えと解説

    酸素は上がり、二酸化炭素は下がった。

    酸素は14から19、二酸化炭素は51から47に変わりました。

  7. 資料:交換できる面の広さを比べる

    Fの交換面はEの何倍ですか。倍数を入力しましょう。

    答えと解説

    2

    80 cm²÷40 cm²=2倍です。

  8. 資料:交換できる面の広さを比べる

    この資料で直接比べられたものはどれですか。

    • 空気に接する面の広さ。
    • 毛細血管を通った液の量。
    • 面を通った酸素の総量。
    答えと解説

    空気に接する面の広さ。

    この資料は面の広さの比較です。面を通った気体の量は測っていません。

  9. 資料:吸う空気と吐く空気の割合

    Gの吐く空気について、記録に合うのはどれですか。

    • 吐く空気には酸素がなく、二酸化炭素も吸う空気より少ない。
    • 酸素の割合が吸う空気より高い。
    • 酸素が約16%含まれている。
    答えと解説

    酸素が約16%含まれている。

    吐く空気にも酸素が含まれます。記録では約16%です。

  10. 資料:吸う空気と吐く空気の割合

    吸う空気と吐く空気の比較に合うのはどれですか。

    • 吐く空気では、酸素も二酸化炭素も割合が増えた。
    • 吐く空気では、酸素の割合は減り、二酸化炭素は増えた。
    • 吐く空気では、酸素も二酸化炭素も割合が減った。
    答えと解説

    吐く空気では、酸素の割合は減り、二酸化炭素は増えた。

    記録では酸素が約21%から約16%に減り、二酸化炭素の割合は増えました。

  11. 資料:肺胞で交換した後に酸素が運ばれる

    Hで血液に入った酸素はその後どうなりますか。

    • 血液に入った後は肺胞の周りにとどまり、組織には空気として運ばれる。
    • 血液によって体の組織へ運ばれ、細胞で使われる。
    • 血液の中で二酸化炭素に変わってから運ばれる。
    答えと解説

    血液によって体の組織へ運ばれ、細胞で使われる。

    肺胞で血液に入った酸素は、血液で組織へ運ばれます。

  12. 資料:肺胞で交換した後に酸素が運ばれる

    資料で細胞が酸素を使うことと関係するのはどれですか。

    • 有機物から、生命活動に使うエネルギーを取り出す。
    • 血液を肺胞内の空気と混ぜ、空気の通り道を広げる。
    • 体の組織で空気そのものを作り、気管に戻す。
    答えと解説

    有機物から、生命活動に使うエネルギーを取り出す。

    酸素を使って有機物からエネルギーを取り出す働きは、細胞で起こります。

  13. 資料:壁の厚さと測った量を比べる

    IとJで意図して変えた条件はどれですか。

    • 空気に接する壁の厚さ。
    • 壁を通る時間の長さ。
    • 空気に接する壁の広さ。
    答えと解説

    空気に接する壁の厚さ。

    壁の厚さが違い、測る時間や壁の広さ、初めの気体の条件はそろえました。

  14. 資料:壁の厚さと測った量を比べる

    この比較の結果と肺胞のつくりを結び付けたのはどれですか。

    • 厚い壁の方が多く通ったので、肺胞の壁も厚い方が交換しやすい。
    • この模型の値から、どの人の肺胞でも交換する気体の量を計算できる。
    • 薄い壁の方で多く通った記録は、肺胞と血液の間の壁が薄い意味を考える手がかりになる。
    答えと解説

    薄い壁の方で多く通った記録は、肺胞と血液の間の壁が薄い意味を考える手がかりになる。

    模型では薄い壁の方でより多くの気体が移りました。この結果は肺胞の薄い壁の働きを考える手がかりになります。

観察と考え方を講師と確かめる

資料:肺胞と血液の間の矢印を読む

図のAとBで動く気体を、出発点と行き先を含めて説明しましょう。紙なら図の横に書き込んでもかまいません。

答えと解説

Aは酸素で、肺胞内の空気から血液へ移ります。Bは二酸化炭素で、血液から肺胞内の空気へ移ります。

同じ場所で、気体によって移動する向きが逆になります。

  • Aを酸素とし、肺胞内の空気から血液への向きを示す。
  • Bを二酸化炭素とし、血液から肺胞内の空気への向きを示す。

資料:吸い込んだ空気の通り道

吸い込んだ空気が肺胞へ届く順序と、気体交換が行われる場所を説明しましょう。

答えと解説

空気は気管から気管支を通り、枝分かれの先の肺胞に届きます。肺胞の空気と、その周りの毛細血管を流れる血液の間で気体交換が行われます。

空気が移動する管と、気体が交換される場所を分けます。

  • 気管、気管支、肺胞の順序を示す。
  • 肺胞の空気と周りの血液との間が交換する場所と示す。

資料:肺胞の近くを流れる血液を比べる

記録Dの値を使い、肺胞の近くを通る前後で酸素と二酸化炭素の値がどう変わったか説明しましょう。

答えと解説

血液の酸素の値は14から19に上がりました。二酸化炭素の値は51から47に下がりました。肺胞で酸素は血液に入り、二酸化炭素は血液から出ることに対応します。

血液の値の増減を、気体がどちらへ移ったかと対応させます。

  • 酸素の14から19への変化を、血液に入る方向と結び付ける。
  • 二酸化炭素の51から47への変化を、血液から出る方向と結び付ける。

資料:交換できる面の広さを比べる

EとFの交換面の広さを比べ、何を測っていないので実際の交換量は比べられないか説明しましょう。

答えと解説

Fの面は80 cm²で、Eの40 cm²の2倍です。広い面が交換に使えると考えられますが、実際に壁を通った気体の量はこの資料では測っていません。

つくりの比較と、実際にどれだけ移動したかを分けて考えます。

  • 40 cm²と80 cm²を比べ、Fが2倍と示す。
  • 面の広さと、測っていない気体の移動量を区別する。

資料:吸う空気と吐く空気の割合

吸う空気と吐く空気を酸素・二酸化炭素の割合で比べ、吐く空気に酸素があるか説明しましょう。

答えと解説

酸素は吸う空気で約21%、吐く空気で約16%なので、吐く空気にも酸素があります。二酸化炭素の割合は吐く空気で大きくなりました。

割合が下がることと、なくなることを区別します。

  • 酸素の約21%と約16%を対応させ、吐く空気にも含まれると示す。
  • 二酸化炭素は吐く空気の方が割合が大きいと示す。

資料:壁の厚さと測った量を比べる

IとJで変えた条件とそろえた条件を述べ、この模型の結果を肺胞の壁のつくりに結び付けましょう。

答えと解説

厚さを変え、時間、広さ、初めの気体の条件をそろえました。薄い壁のIで多くの気体が通ったので、肺胞でも空気と血液の間が薄いことが交換しやすさに関係すると考えられます。

モデルで変えた条件が一つであることを確認します。

  • 壁の厚さを変え、時間・広さ・初めの条件などをそろえたと示す。
  • この模型の結果と、肺胞と血液の間の薄い壁の働きを結び付ける。

ワークシート

印刷用PDFを教材としてアップロード · 宿題に添付

学習内容と参考資料

日本の学習指導要領

中学校第2分野(3)ア(ウ)㋐「生命を維持する働き」に関連する、肺胞での気体交換の補助教材です。 · 2026-11-09

学習内容と参考資料

文部科学省 · 冊子90ページ。呼吸系、肺のつくり、肺胞でのガス交換、酸素が細胞へ運ばれること。

授業・宿題・次の記録につなげる

観察や測定の結果をもとに、生徒が何を根拠に考えたかを一緒に確かめましょう。印刷する場合は、生徒用には解答を付けず、講師用には解答と記述課題の評価の目安を付けます。年少の生徒には講師が紙の教材を用意します。生徒用のログインを使う場合は、利用条件と同意の手順を確認してください。

講師の方へ

教材にリンクを保存し、必要なときに生徒と共有できます。

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