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人間の呼吸の仕組みについて
こんにちは 多分ここのカテだと思うのでよろしくお願いします。 今日の授業で使った資料集の中にあった、 『吸気と呼気の成分』というグラフの窒素についてなのですが、 吸気（吸う空気の成分）の場合は 窒素76.02% で、 呼気（吐く息の成分）の場合は 窒素76.50% になっていました。 今日の授業でも習ったのですが、人間の肺（肺胞）では 酸素を取り入れて二酸化炭素を取り出すということなので、 酸素と二酸化炭素に変化があるのは理解できるのですが、 窒素が変化（窒素の量は 吸気＜呼気 ですね。） してしまうのは理解することができません。 なぜなんですか？
- ieyasu1121
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- 生物学
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大変恐縮ですが，＃２さんの， ＞つまり、吸気から取り込まれる酸素はすべて二酸化炭素になるわけではなく、一部は水（Ｈ２Ｏ）を作るのに使われるということです。 ↑ に誤りがあります。 厳密に書くと，話の主幹がずれるので， トータルに書いた点が齟齬を生んでしまったよう です。申し訳ありません。 近年ミトコンドリアで生じる水素〔H〕が２４であ る事から，少なくとも炭水化物を呼吸基質とする場 合，すべての酸素が水になります。 このことから好気呼吸式は， C6H12O6+6O2→6CO2+6H2Oから， C6H12O6+6O2+6H2O→6CO2+12H2O に改められました。 私達のミトコンドリアは，現代科学でもまだ 完璧には実現していない，クリーンな水素エンジン だったわけです。 ついでですので，24〔H〕にも，ご着目ください。 元々のグルコース（C6H12O6）に含まれる〔H〕は 12個で，24個には足りません。 式の左辺で加えた 6H2O に含まれていた〔H〕12個 も，エネルギー準位的に還元し，電子伝達系に 送っているのです。（ミトコンドリアのマトリクス） ススや，不完全燃焼物になられたら困る炭素分は， ともかく二酸化炭素にして，早々に排出しているよ うに見えてきます。 これをトータルに見るときは， C6H12O6+6O2+6H2O→6CO2+12H2O の， 6O2 と 6CO2 しか見ませんから，＃１のような 表現になります。 失礼いたしました。 もしieyasu1121さんが，高校生の生物図表を 見られる環境にありましたら，それがご参考になり ます。無ければ，下の頁が楽しいかもしれません。
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No.2です。 確かに、私の回答の書き方だとCO2の酸素とO2の酸素は同じ原子であることになってしまいますね。 呼気と吸気の成分には水は考慮されていないので、産生される二酸化炭素に含まれる酸素量と消費される酸素量はイコールにはならない、と言うつもりだったのですが、不正確な表現になってしまいました。申し訳ありません。
本質的に、No.1の方と同じ内容になりますが・・・。 つまり、吸気から取り込まれる酸素はすべて二酸化炭素になるわけではなく、一部は水（Ｈ２Ｏ）を作るのに使われるということです。 呼気の湿度はほぼ飽和状態ですが、吸気の湿度は環境によって大きく異なりますから、吸気と呼気の成分を測定する場合には、双方の水蒸気を除いてから分析します。この時に、水になった分の酸素は除かれてしまうのです。 この酸素が減ることによって、窒素の相対的な割合が増加するのです。
- Ligandable
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詳しい計算は割愛させていただきますが， 食べ物（呼吸基質）による要因が一番大きいようです。 例えば脂質を呼吸基質としたとき， 呼吸商は０．７です。すなわち吸気のすべての酸素が 呼吸で二酸化炭素に変化した場合は，１０Ｌの酸素を 吸えば，７Ｌの二酸化炭素を排出することとなります。 ここで，あくまで吸気内の酸素のすべてが呼吸に 利用される形で計算すると，吸気１０Ｌにたいし， その2割を占める酸素体積２Ｌは，二酸化炭素１．４Ｌ に変化することとなります。 よって，吸気は１０Ｌでも，呼気は９．４Ｌしか ありません。しかし，主要因だけを見れば，窒素量は ほとんど変化しませんので（窒素量80％と概数）， 吸気で８Ｌ／１０Ｌ＝８０％だったものが，呼気で は ８Ｌ／９．４Ｌ＝８５．１％と，割合としては 増加します。 実際は他の成分もありますし，吸気のすべての酸素 が利用されるわけでもありません。加えて，冬眠中の 熊と異なり，脂肪だけで生きているわけではなく，私 達は雑食ですので，お出しいただいた数値程度になる と思われます。 すべての要因にお答えすると，膨大になりますので， このようなお答えで失礼します。
