…が同じだみたいな。
生き物の不思議を解き明かす生物の世界へようこそ。
今日のテーマは「呼吸」だ。
実は呼吸には息を吸ったり吐いたりする肺で行う呼吸のほかに細胞の中で行う呼吸もある。
今日は生きていく上で欠かせない呼吸の謎に迫りますぞ。
こんにちは八田亜矢子です。
今日も楽しく「生物基礎」を勉強していきましょう。
よろしくお願いします。
東京アヴァンギャルドの丸沢丸と…。
綾瀬マルタと…。
いつも寡黙な森の精のミドリ君です。
年齢不詳独身です。
よろしくね〜。
よろしくね〜。
さあ今回のテーマは…丸君とマルタさんは緑色の不思議な生物ですけれど呼吸はしてますか？おぉ〜。
亜矢子さんもちろんですよ！してますよ。
見た目はこんなですけどちゃんと呼吸してます。
見てて下さい。
ス〜ハ〜…。
ねっ。
ではその呼吸について質問じゃ。
呼吸によって吸った酸素はそのあとどうなるか知っておるかな？はい吸った酸素は肺に入ってそこから血液によって体中の細胞に運ばれます。
そうそう！あれっでも細胞に入ったあとってどうなるんだっけ？ん…？そう細胞に入ったあとそこからが重要なんじゃよ。
では丸君今日のキーワードを出してくれたまえ。
はい！
（マルタ）「吸った酸素は体内でどう使われる？」。
う〜ん丸君分かる？えっいやだって呼吸でしょ。
当たり前すぎるんだけど。
そうだよね〜。
無意識にやってる事だからさ酸素がどう使われてるかって考えた事なかったなぁ。
では今日は吸った酸素の行方について考えていきましょう。
最初のポイントはこちらです。
呼吸ってふだん無意識に行っていますが酸素は何のために必要だと思いますか？呼吸をしないと死んじゃうから酸素は必要！そうそうそう。
そうなんでしょうが何で必要？う〜んではヒントです。
食事は何のためにするんでしたっけ？それは生きていくためのエネルギーを生み出すために必要です。
そうでしたよね。
では食事をして何を体の中に取り込むんでしょうか。
はい。
その時の反応がこのようになっています。
（丸）あっあっ！酸素ありました。
はいそうです。
グルコースなどの有機物が分解されていって最終的に酸素と反応したくさんのエネルギーが得られるんです。
そしてその結果水と二酸化炭素が放出されます。
つまり…そのとおり。
そうやって酸素と有機物から取り出したエネルギーが形を変えて体温を上げたり筋肉を動かしたりありとあらゆる生命活動のエネルギーとして利用されるんじゃ。
だから…生物学的にいうと呼吸は単に肺で息をして酸素を取り込む事だけじゃない。
細胞の中でその酸素を使って有機物から生命活動に必要なエネルギーを取り出す事も含めて呼吸と呼んでいるんじゃよ。
へぇ〜呼吸ってそういう意味もあるんだね。
ス〜ハ〜。
ん？ん？ス〜ハ〜。
何してんの？酸素に感謝を込めて大切に吸おうと思って。
ス〜ハ〜。
（マルタ）お〜ほこりも吸ってるよ。
では呼吸についてもう少し詳しく見ていきましょう。
詳しく見るっていっても結局体の中で起こってる事だから見えないよね。
そうだよね見えない。
確かに呼吸の反応は目に見えないんですが目に見える別の反応と比較するんです。
これが呼吸の反応式でしたよね。
（丸）はい。
グルコースなどの有機物を酸素を使って水と二酸化炭素に分解する時にエネルギーができるんですよね。
はいそうでした。
ではこちらを見て下さい。
あれっ亜矢子さん同じものが出てますよ。
酸素と有機物からエネルギーが出て水と二酸化炭素になるって呼吸の反応式じゃないですか。
同じですよほら。
いいえこれは「燃焼」。
つまり物を燃やす時の反応式なんです。
例えば蒸気機関車の場合で考えると石炭を燃やすつまり酸素と反応させて石炭を水と二酸化炭素に分解して機関車を動かすためのエネルギーをつくっているんです。
じゃあ呼吸は物が燃える時の反応と同じって事？う〜んでもさ呼吸しても体から火は出ないよ。
そうかそうですよ。
そうですよね。
逆にいうとその違いが呼吸の反応の特徴ともいえるんです。
ほう〜。
という訳で２人に…分かりました。
は〜い行ってきます。
丸と…。
マルタの…。
さあ行きましょう。
よし行こう。
はいはい…。
こっちこっちですよ。
マルタさんこっちです。
行きますよ。
（マルタ）行くよ。
よっしゃ行こう！
（丸）すごいなぁすごいとこだ。
（マルタ）こちらですね。
おっおおっ！
（マルタ）先生こんにちは。
よろしくお願いします。
２人の調査をサポートしてくれるのは…先生早速呼吸と燃焼の違いについて教えて下さい。
よろしくお願いします。
よろしくお願いします。
呼吸と燃焼の大きな違いは２つあるんですけれどもまずその１つ目から見ていきましょう。
ではこちらにピーナッツがあるんですがこれに火をつけてみて下さい。
（丸）つけちゃっていいんですか？
（奥脇）はい。
じゃあ火をつけます。
おっ早くも煙が。
（マルタ）煙が出てきてピーナッツが黒くなってきましたね。
（マルタ丸）あ〜燃えた！
（丸）燃えましたよ先生。
（奥脇）そうですね…ん？ん？ちょっと待って下さい。
分かった？全然分かんない。
ではＶＴＲを巻き戻してもう一度見てみよう。
じゃあ火をつけます。
ここだ！ピーナッツを燃やすのに火をつけている。
だから火をつけないと反応が始まらない。
しかし…それは私たちの体の中には酵素があるからなんです。
呼吸の場合は酵素がはたらく。
だから火をつけなくても体温ほどの温度で反応が起こり有機物からエネルギーを取り出す事ができるのだ。
…の違いっていう事なんですね？
（奥脇）はいそうです。
じゃあもう一つの違いって何ですか？もう一つの違いは…反応の速度？はい。
ではまず燃焼の場合の反応の速度から見てみましょう。
ではお二人はちょっと下がって見ていて頂けますか。
はい分かりました。
用意したのは…その上に…準備はオーケー。
では点火！
（爆発音）
（マルタ丸）お〜！すごい飛びましたよ。
めちゃめちゃ飛びましたよ。
こんな反応が体の中で起こったら大変ですよね。
体が吹っ飛んじゃうよね。
爆発しちゃうよね。
そうですよね。
呼吸では燃焼とは違い一気にではなく…そして燃焼では発生するエネルギーは熱や光でしたが呼吸では化学エネルギーの形で蓄えます。
なるほど〜。
では調査してきた結果をまとめます。
ミドリ君ちょっと手伝ってね。
（マルタ）「いいよ手伝うよ」。
お〜声が高いんだよな。
この声の高さに慣れないなまだ。
「慣れてね」。
はいじゃあいきます。
燃焼と呼吸の違い。
（マルタ）「まず反応を始めるきっかけは燃焼の場合火をつけて高い温度にする事が必要なのですが呼吸の場合は火をつける必要はなくて体温くらいの低い温度で反応が進んでいきます。
それはずばり酵素のおかげなんです」。
そして発生するエネルギーの形は燃焼の場合光と熱エネルギーです。
でも呼吸では主に化学エネルギーの形で取り出します。
（マルタ）「そしてこの化学エネルギーは細胞の中のＡＴＰの中に蓄えられて活動のエネルギーとして使われるんだよ」。
お〜ミドリ君！いつも寡黙だけどちゃんと理解してるんだね。
「だろう」。
では２つのエネルギーの出方使い方の違いもまとめておきましょう。
物質にこれだけのエネルギーが含まれていたとします。
燃焼の場合はこの量を一気に熱や光として放出してしまうんですが呼吸の場合は反応がゆっくり進むので取り出したエネルギーを小分けにしてＡＴＰとして保存し必要な時に必要なだけ使う仕組みになっているんです。
呼吸の反応の特徴分かりましたか？
（丸マルタ）はい。
では次はその呼吸の反応が一体どこで起こっているのか考えていきましょう。
えっ？それは細胞の中だって学んできたじゃないですか。
そうそう。
ねっ？もちろんそのとおりで呼吸の反応は細胞の中で起きているんですがちょっとこちらを見て下さい。
これは動物の細胞を表した図です。
一口に細胞といってもその中にはいろいろなものが入っているんですよね。
では一体呼吸はここで起きてるんでしょうか？ここですか？ここですか？はい！名前がほかに分からないから核！
（マルタ）でもちょっと待って。
核はＤＮＡの収納場所だから…。
おっ！これはね多分ね…。
はい！核以外の所です。
それずるくない？なるほど。
実は呼吸の反応が起きているのはこちら。
ミトコンドリアと呼ばれる細胞小器官で起こっているんです。
（丸）ミトコンドリア？はい。
では一体どんな細胞小器官なのか生きている細胞のミトコンドリアを観察してみましょう。
観察するのはマウスのしっぽの細胞だ。
生きているまま観察するために細胞の中に蛍光タンパク質という青い光を当てると光る物質を入れてある。
これを特殊な顕微鏡にセットする。
線で囲んだ部分が細胞１つ分です。
この中にミトコンドリアがあるんです。
（丸）えっどれですか？緑色に光っているもの全てがミトコンドリアです。
（マルタ）え〜これ全部ですか？
（丸）全部なんだ。
はいそうなんです。
ではこちらの映像も見て下さい。
これは時間を速めて見たミトコンドリアの様子です。
（丸）お〜！ミトコンドリアが動いてる。
（マルタ）ホントだ！ミトコンドリアは細胞の中でじっとしているのではなく動いているんですよ。
亜矢子さんこの細胞の図ちょっとおかしくありませんか？えっ？だって今見たミトコンドリアこの図のミトコンドリアと全然違うじゃないですか。
なるほど。
実はその図のミトコンドリアは細長いミトコンドリアの切断面を描いたものなんです。
（丸マルタ）へぇ〜。
以前は電子顕微鏡で死んだ細胞の切断面を見ていたんですが現在では今見たように生きたままの姿を見られるようになったんです。
でミトコンドリアの内部はこのようになっている事も分かりました。
外と中の二重の膜で包まれていてこの中に呼吸に関わるいろいろな酵素が含まれているんです。
この酵素のはたらきで低い温度でも酸素と有機物が反応してエネルギーが放出されＡＴＰをつくるんです。
ミトコンドリアって小さいけどとっても大切なんだ。
ミトコンドリアについてだいぶ理解できたようじゃな。
実は最近の研究でミトコンドリアの新たな事実が分かってきたんじゃぞ。
えっそうなんですか？新たな事実って何ですか？じゃあ生物案内人の先生に聞いてみましょう。
先生こんにちは。
こんにちは。
どうぞ。
ありがとうございます。
今日は呼吸について学んでもらいましたが分かりましたか？はいよく分かったんですが１つ質問があるんです。
最近ミトコンドリアについて分かった事って一体何なんですか？さっき見たマウスのしっぽのミトコンドリアは細長い形でしたよね。
はい。
こちらを見て下さい。
これはマウスの神経細胞の顕微鏡映像なんですけれども赤く見えるのがミトコンドリアです。
えっさっき見たミトコンドリアとは全然形が違いますね。
そうなんです。
実は…神経細胞ではミトコンドリアは多くのエネルギーを必要とする場所へと細胞の中をものすごく速いスピードで運ばれていきます。
そのために運びやすいように小さい粒状のような形になっているんですね。
あっなるほど。
それからミトコンドリアは筋肉の細胞なのか神経の細胞なのかというように…年齢を重ねると体の調子がおかしくなってくる事がありますよね。
これはＡＴＰをつくる能力が落ちた異常なミトコンドリアの割合が増えて細胞全体でつくるエネルギーの量が減ってしまう事が一つの原因ではないかといわれています。
なるほど。
じゃあその異常なミトコンドリアを正常なものに入れ替えればいいんじゃないですか？そうなんです。
実際に異常なミトコンドリアを分解してしまう仕組みが最近分かってきました。
ほかにもミトコンドリアと病気との関係などまだまだいろんな研究が進んでいるんですよ。
じゃあこの先もっともっと長生きする事ができるようになるかもしれないって事ですね。
そうですね。
生物の不思議がどんどん解明されていくといいですね。
そうですね。
いや〜ミトコンドリア奥が深いねぇ。
深いね。
教訓！小さなパーツだからといって侮っちゃいけない。
それがないと生きていけない大切なもの。
はい。
ミトコンドリアに感謝！感謝感謝！では亜矢子さん今日の「実になる一言」をお願いします。
はい今日の「実になる一言」は…呼吸によって吸った酸素はミトコンドリアに運ばれ有機物からエネルギーを取り出すために使われるんです。
よ〜し呼吸をいっぱいしてエネルギーを蓄えて強くなる！パワーアップ？ス〜。
いっぱいいっぱい吸って吸って吸って。
吐かないの？吐かないの？2015/05/26(火) 14:40〜15:00
ＮＨＫＥテレ１大阪
ＮＨＫ高校講座 生物基礎「呼吸」[字]
生物を学ぶ事は自分自身を知る事です。ヒトとはどんな生物なのか？体のしくみや健康に暮らすための知識等々、本格的に「生物」を学ぶ前に「生物基礎」でその準備をします。
詳細情報
番組内容
生物が、細胞の中で酸素を使って、有機物を水と二酸化炭素に分解しエネルギーを取りだす過程のことを「呼吸」という。細胞内で行われる呼吸は、燃焼とは異なり、酵素のはたらきで体温程度の低い温度でも反応が進む。取り出されたエネルギーはＡＴＰという物質の形で細胞内に蓄えられる。呼吸は、細胞の中のミトコンドリアという細胞小器官で行われる。【出演】八田亜矢子、東京アヴァンギャルド【講師】奧脇亮
出演者
【解説】開成学園中学高等学校教諭…奥脇亮，【キャスター】八田亜矢子，【リポーター】東京アヴァンギャルド，【語り】増谷康紀
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趣味／教育 – 中学生・高校生
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バラエティ – その他
映像 : 480i(525i)、アスペクト比16:9 パンベクトルなし
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