生物のからだのはたらきの問題

ある人が安静にしているときについて、次のことがわかっている。

• 心臓は 1 分間に 75 回拍動し、左心室は 1 回の拍動で $72\text{mL}$ の血液を大動脈へ送り出す。
• 左心室から送り出された血液のうち、$\frac{1}{5}$ が腎臓へ流れこむ。
• 腎臓へ流れこむ血液には、血液 $1\text{mL}$ あたり $0.25\text{mg}$ の尿素がふくまれている。
• 腎臓から出ていく血液には、血液 $1\text{mL}$ あたり $0.24\text{mg}$ の尿素がふくまれている。

腎臓へ流れこむ血液の量と腎臓から出ていく血液の量は等しく、腎臓を通る間に血液から減った尿素はすべて尿として体外へ出されるものとする。また、心臓の拍動の数と 1 回に送り出す血液の量はつねに一定であるとする。この人の腎臓で、1 時間に血液から取りのぞかれる尿素は何 mg ですか。

ある人が安静にしているときの呼吸と血液のようすを調べたところ、次のことがわかった。

• 1 分間の呼吸の回数は 12 回で、1 回の呼吸で吸う空気の体積とはく空気の体積はどちらも $420\text{mL}$ であった。
• 吸う空気には体積の $21\%$、はく空気には体積の $16\%$ の酸素がふくまれていた。
• 肺動脈を通って肺に入る血液 $100\text{mL}$ には $15\text{mL}$ の酸素が、肺静脈を通って肺から出る血液 $100\text{mL}$ には $20\text{mL}$ の酸素がふくまれていた。
• 手首で脈拍を数えたところ、20 秒間に 24 回であった。

吸う空気とはく空気にふくまれる酸素の体積の差は、すべて肺で血液にとりこまれるものとする。また、脈拍の数は心臓の拍動の数と等しく、心臓の右心室と左心室は 1 回の拍動でそれぞれ同じ体積の血液を送り出すものとする。このとき、この人の左心室が 1 回の拍動で大動脈へ送り出す血液は何 mL ですか。

ある人が安静にしているときについて、次のことがわかっている。

• 左心室から大動脈へ送り出される血液（動脈血）には、血液 $100\text{mL}$ あたり $20\text{mL}$ の酸素がふくまれている。
• 全身の組織を通って心臓にもどってくる血液（静脈血）には、血液 $100\text{mL}$ あたり $15\text{mL}$ の酸素がふくまれている。
• 全身の組織が 1 分間に血液から受け取る酸素の量は $240\text{mL}$ である。
• 心臓の拍動の数は 1 分間に 64 回である。

左心室から送り出された血液はすべて全身の組織を通って心臓にもどり、その間に酸素の量が動脈血の値から静脈血の値まで減るものとする。また、左心室が 1 回の拍動で送り出す血液の量はつねに同じであるとする。このとき、左心室が 1 回の拍動で送り出す血液の量は何 mL ですか。

ある人が安静にしているとき、手首で脈拍を数えたところ、15 秒間に 18 回であった。この人の心臓の左心室は、1 回の拍動で $80\text{mL}$ の血液を大動脈へ送り出すものとする。また、この人の体内を流れる血液の量は全部で $4.8\text{L}$ とする。

この人の左心室から送り出される血液の量が、体内の血液の量 $4.8\text{L}$ と等しくなるのにかかる時間は何秒ですか。

ただし、脈拍の回数は心臓の拍動の回数と等しく、拍動の速さと 1 回に送り出す血液の量はつねに一定であるものとする。

血液中の赤血球にふくまれるヘモグロビンは、酸素の多いところでは酸素と結びつき、酸素の少ないところでは酸素をはなす。血液 $100\text{mL}$ にふくまれるヘモグロビンがすべて酸素と結びついたとき、その血液は $20\text{mL}$ の酸素を運ぶことができる。

ある人が運動をしているとき、次のことがわかった。

• 心臓の左心室から送り出された動脈血では、ヘモグロビンのうち $95\%$ が酸素と結びついていた。
• 全身の組織を通ったあとの静脈血では、ヘモグロビンのうち $25\%$ が酸素と結びついていた。
• 心臓の左心室は、1 回の拍動で $105\text{mL}$ の血液を送り出していた。
• 全身の組織は、1 分間に $1470\text{mL}$ の酸素を受けとっていた。

このとき、この人の心臓は 1 分間に何回拍動していましたか。ただし、全身の組織が受けとる酸素は、動脈血のヘモグロビンが組織ではなした酸素だけとし、左心室から送り出された血液はすべて全身の組織を通るものとする。