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ヒトのからだ2

運動の後、呼吸はどう変わっているか

森竹高裕


 前回の授業では、運動の前と後では体がいろいろと変化していることに気づくことができた。この中でも呼吸に絞って着目した。

運動をすると呼吸が増えるのはどうしてだろう。

 普段考えたこともないような問いは戸惑うことがあるので班で相談することにした。
 ・体が酸素をほしがっているから。
 ・脈が早くなって肺の活動が早くなった。
 ・運動すると体内の酸素も減るからそれを元通りにするため。
 ・激しいことをすると体のものが全て揺れる。
 ・肺がたくさん酸素を必要とする。

このような個人の考えをもとに班の考えをまとめてみると、
 ・運動すると酸素が足りなくなるから。
 ・運動すると酸素がどんどんなくなって、肺がたくさん酸素を必要になった。
 ・運動すると、体内の酸素が減る。それを元通りにするため。
 ・運動をすると呼吸のリズムが崩れるから呼吸の数が増えだ。

 こうしてみると、酸素という言葉がキーワードとして浮かび上がってきた。そこで吸う息と吐く息に注目して考えてみることにした。

吸う空気と吐く空気には酸素などに違いがあるだろうか。 (ある・ない) 

 全員が〈ある〉であった。しかし、どう変わったかについては確信をもって答えられない。そこでまた班ごどに相談することにした。
 ・酸素が肺に入って、二酸化炭素に変わって飛び出す。
 ・吸うときは酸素で、吐くときは二酸化炭素。
 ・体の中にバイ菌がいて、空気を吸うとそのバイ菌と吸った空気が合体
  して二酸化炭素になっている。

 合体して二酸化炭素になるという考えはとても鋭い。何かと合体して二酸化炭素になるというのは、前単元の学習を生かしていることがわかる。班ごとの考えは、
 ・吸った酸素が二酸化炭素になって出てくるから。
 ・吸った空気が何かに変わったから。

 キーワードは〈二酸化炭素〉である。そこで吸う前と吸った後の空気を比べることにした。

本当に二酸化炭素を出しているのか、吸う前と吸った後の 空気を比べてみよう。
(1) 石灰水 (2) 気体検知管 

 呼吸をする前の空気と運動したあとの空気の違いについて、石灰水や気体検知管を使って調べた。運動したあとは二酸化炭素の量が増えることが確認できた。
 気体検知管は班によって違いがあったのだが、どの班も最初と比べて二酸化炭素の量が大きく変化していた。どんな運動をするかについては「激しい運動しなさい」と伝え、子どもたちに任せた。腕立て伏せ・腹筋など相当ハードなトレーニングであった。最後には「懸垂だ」と言って、ドアの鴨居にぶら下がって「あがらない〜」と叫んでいた。実験をやってわかったことは

   運動する前  運動した後
石灰水   とう明    白い
気体検知管   0.1%    2%

 ・運動をする前に石灰水で息を調べたら透明で、後は白くなったから変化があった。
 ・運動前の二酸化炭素は0.1%で、後は1.5%で、15倍も違う。
 ・人は吸って吐いているのは、二酸化炭素。

 吐く息には二酸化炭素が多く含まれていることが分かった。気体検知管で調べる際、%よりも何倍になったかの数値でとらえさせるとよい。こうすることで、二酸化炭素がどのくらい増えたかイメージしやすくなる。
 二酸化炭素が増えたことがわかった後で

吐く空気の中に酸素が含まれているだろうか。 

と尋ねてみた。予想をしてもらうと、
 〈0〜5%〉3人   〈6〜10%〉11人
 〈11〜15%〉2人 〈16〜20%〉0人 であった。

「それでは」ということで、実験をしてみた。吐いた空気をビニル袋に取り、気体検知管で調べてみる。意外にも、16%の空気が含まれていて「えーっ」とびっくりしていた。吐く中にも、まだたくさんの酸素が残っていることがわかった。

 ※ ビニル袋に口を当てて、同じ空気を何度も何度も吸わないこと。こうすると、ビニル袋の酸素量は0%になる。吐き出した息を袋に集めるだけにする。


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