第 22 講 血液の循環と酸素の運搬 心臓

基礎から分かる生物基礎
第 22 講 血液の循環と酸素の運搬
心臓
血液を循環させる役割を担うのは心臓であり、心臓を中心に循環系が機能している。血液の
循環系は、心臓から体全体をめぐって心臓に戻る体循環と、心臓に戻ってきた血液を肺に送
る肺循環の２種類がある。
心臓の構造
ヒトの心臓は二心房二心室の構造で、各部屋のしきり
には弁がついており、血液が逆流しないようにな
っている。血液を送り出す部屋を心室、血液が戻ってくる
部屋を心房という。
脊椎動物の心臓の構造
1
魚類
一心房一心室
両生類
二心房一心室
は虫類
二心房一心室（心室の壁が不完全）
鳥類
二心房二心室
ほ乳類
二心房二心室
第 22 講
血液の循環と酸素の運搬
血液の循環
体循環
酸素を多く含む血液（動脈血）が心臓の左心室から大動脈を通って、全身の組織に運ばれる。
組織の毛細血管で組織に酸素が供給され、血しょう中に二酸化炭素が溶け込み、静脈を通っ
て大静脈から心臓の右心房にもどる。この血液の循環を体循環という。
体循環の経路
左心室→大動脈→組織の動脈→毛細血管→組織の静脈→大静脈→右心房
肺循環
体循環によって右心房に戻った血液は、酸素が少なく、二酸化炭素などの組織で生じた老廃
物を多く含む血液（静脈血）である。この血液は右心室から肺に向かって送られ、肺で二酸
化炭素を放出し、酸素を取り込む。ガス交換によって動脈血となった血液は心臓の左心房に
戻り、再び体循環によって全身に運ばれる。
肺循環の経路
右心房→右心室→肺動脈→肺→肺静脈→左心房→左心室
閉鎖血管系
動脈と静脈が毛細血管でつながっている血管系のこと。血液が血管の外に出ずに循環する。
脊椎動物やミミズなどの環形動物、イカ、タコなどは閉鎖血管系である。
開放血管系
閉鎖血管系とは異なり、動脈と静脈がつながっておらず、動脈を流れてきた血液が組織に放
出され、静脈に回収されて循環する。昆虫類やエビ、カニなどの甲殻類は開放血管系である。
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基礎から分かる生物基礎
酸素の運搬
ヘモグロビン・・・赤血球中に含まれ、酸素の運搬に関与する。
ヘモグロビンは鉄を含み、酸素の多いところで酸素と結合して酸素ヘモグロビンとなる。逆
に酸素の少ないところでは、結合していた酸素を解離してヘモグロビンに戻る。
このヘモグロビンの性質によって、ヘモグロビンが酸素の多い肺で酸素と結びつき、酸素の
少ない組織で酸素を解離することによって酸素の運搬が行われている。
ヘモグロビン（Ｈｂ）による酸素運搬のしくみ
肺
組織
Ｈｂ
Ｏ2
酸素と結合
Ｈｂ
Ｏ2
Ｏ2
Ｏ2
Ｈｂ
Ｏ2
Ｏ2
Ｈｂ
Ｈｂ
酸素を解離
Ｏ2
酸素解離曲線・・・ヘモグロビンが酸素と結合する度合い（酸素飽和度ともいう）
酸素飽和度は酸素の量だけではなく、二酸化炭素の量によっても変化する。酸素の量や二酸
化炭素の量に対する酸素ヘモグロビンの割合の変化を表したグラフを酸素解離曲線という。
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第 22 講
血液の循環と酸素の運搬
肺の酸素量を 100、組織の酸素量を 40 とする。下のグラフから肺と組織での酸素ヘモグロ
ビンの割合を読み取ってみよう。
肺の酸素量と肺のＣＯ2 濃度のグラフの交点
酸素ヘモグロビンの割合 ％
を読み取る。→肺の酸素ヘモグロビン＝
100％
100
組織の酸素量と組織のＣＯ2 濃度のグラフの
交点を読み取る。→組織の酸素ヘモグロビン
＝50％
肺の酸素ヘモグロビンと組織の酸素ヘモグ
50
ロビンの差が組織で解離された酸素の量を
表している。
肺のＣＯ2 濃度
０
40
組織のＣＯ2 濃度
100
酸素の量
酸素飽和度を変化させる要因
・酸素 少ないほど飽和度は低下（手放しやすい）
・二酸化炭素
多いほど飽和度は低下
・ｐＨ 低いほど（酸性に近い）飽和度は低下
・温度 高いほど飽和度は低下
胎児ヘモグロビン
成人ヘモグロビンより、酸素飽和度が低くなっており、このことが母体内での酸素の受け取
りに役立っている。
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基礎から分かる生物基礎
問１
問２
次の中で体循環と肺循環がはっきりと分離している動物群はどれか。１つ選びなさい。
①
両生類，は虫類，鳥類，ほ乳類
②
は虫類，鳥類，ほ乳類
③
は虫類，ほ乳類
④
鳥類，ほ乳類
⑤
ほ乳類のみ
次の中で「血管系をもたない動物」，「開放血管系をもつ動物」，「閉鎖血管系をも
つ動物」のすべてが入った組み合わせを２つ選びなさい。
問３
①
イルカ，イカ，メダカ，カタツムリ，ミジンコ
②
ミミズ，クラゲ，ハマグリ，ウニ，エビ
③
ハト，プラナリア，サメ，ワムシ，カイメン
④
タコ，イモリ，ミツバチ，ゴカイ，クモ
⑤
カメ，エビ，ヒドラ，ムカデ，カイチュウ
次の文の中で正しいものを１つ選びなさい。
①
ヘモグロビンは鉄を含むタンパク質で，脊椎動物一般に含まれている。
②
カニやイカでは，血球に銅を含むタンパク質であるヘモシアニンを含んでいるの
で，血液が緑色に見える。
③
酸素はヘモグロビンのもつ鉄原子のはたらきで，グロビンというタンパク質部分
に結合する。
④
多くの昆虫の血液においても，ヘモグロビンやヘモシアニンと同様なタンパク質
が酸素の運搬に大きな役割を果たしている。
⑤
酸素と結合したヘモグロビンは鮮紅色であるが，二酸化炭素と結合したヘモグロ
ビンは暗赤色をしている。
問４
血液中の酸素含量が多い部位が２つ以上含まれている組み合わせを，次の中から３つ
選びなさい。
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①
大動脈，右心室，下大静脈
②
肺動脈，左心房，活動している骨格筋の毛細血管
③
右心房，肺静脈，左心室
④
左心室，肺胞の毛細血管，肺動脈
⑤
肺静脈，左心房，大静脈
第 22 講
血液の循環と酸素の運搬
次の文章を読み，設問に答えよ。
血液やリンパ液などの体液を体中に流通させて，物質の交換を行う器官の集まりを(
)という。ヒトの(
ア
ア
)は，血管系とリンパ系によって構成される。また，他の脊椎動
物と同様に，血液が血管の中だけを流れる閉鎖血管系である。心臓は血液を全身に送り出す
ポンプの働きをしており，ヒトを含む哺乳類では( イ
)心房( ウ
)心室よりなる。
肺呼吸を行う動物では，肺にいく肺循環と，体の各部にいく体循環とに分けられる。酸素
含有量が大きくて鮮紅色の血液を( エ )といい，酸素を失って暗赤色の血液を( オ
いう。( エ )と( オ )のうち，体循環では，大動脈には( カ
)と
)，大静脈には( キ )
が流れ，肺循環では，肺動脈内に( ク )が流れ，肺静脈内には( ケ
)が流れる。
心臓はいつも働き続けていなければならない。心臓がいつも規則正しく拍動しているのは，
心臓の中にあるペースメーカーによって調節されているからである。これを，心臓拍動の(
コ
)という。心臓の拍動においては，(
筋肉を収縮させる。次に( ス
サ
)が最初に興奮して，この信号が(
)を刺激して，( セ
シ
)の
)の筋肉を収縮させる。この経路で働
き続ける調節中枢を( ソ )という。
１．( ア
)～( ソ
)に適当な語を入れよ。
２．閉鎖血管系に対して，開放血管系をもつ動物を次の(a)～(e)からすべて選び，記号で
答えよ。
(a) 海綿動物
(b) 腔腸動物
(d) 節足動物
(e) 原索動物
(c) 軟体動物
３．魚類と鳥類の心房と心室の数，および肺循環と体循環の区別の有無を記せ。
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基礎から分かる生物基礎
次の図１のＡとＢは，足の筋肉の毛細血管内の血液あるいは肺の毛細血管内の血液に関
して，酸素分圧と酸素が結合しているヘモグロビンの割合との関係を示している。横軸は
酸素分圧，縦軸は血液中において酸素と結合しているヘモグロビンの割合を％で示してい
る。Ａの血液の二酸化炭素分圧は 20mmＨg，Ｂの血液の二酸化炭素分圧は 50mmＨg だった。
水銀圧力計の原理より，水銀柱 760mmＨg に相当する圧力が１atm である。
次の問(1)～(4)に答えよ。
(1) 図中のＡとＢの内，肺の毛細血管の血液のグラフはどちらか。
(2) 酸素分圧 40mmＨg，二酸化炭素分圧 50mmＨg の時，酸素と結合しているヘモグロビンの
割合は何％か，次の中から答えよ。
20％，30％，40％，50％，60％，70％，80％，90％
(3) 肺での酸素分圧が 100mmＨg，筋肉での酸素分圧が 30mmＨg の場合，筋肉では運ばれて
きた酸素の何％が放出されるか。必要があれば、小数第二位を四捨五入せよ。
(4)
血液 100ml あたり何 ml の酸素が筋肉に供給されるか、求めなさい。ただし，ヘモグロ
ビンは血液 100ml あたり 15g 存在し，ヘモグロビン１g あたり最大 1.4ml の酸素が結合で
きるとする。
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血液の循環と酸素の運搬
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