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腎臓と肝臓のはたらき

腎臓での尿の生成(糸球体でのろ過、細尿管・集合管での再吸収)と、血しょう・原尿・尿の成分の表からろ過・再吸収の有無を判断でき、肝臓のはたらき(尿素の合成・グリコーゲンの貯蔵・解毒・胆汁の生成)について正しい記述を選べる

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  1. 肺のはたらきと血液の循環 (中学理科 生物分野の用語と知識)
  2. 血液の成分と排出 (中学理科 生物分野の用語と知識)
  3. 体液と血液の成分・血液凝固 (高校生物 体内環境の維持と免疫(知識))

説明

腎臓は血液から不要な物質や余分な水をこし出して尿をつくり、肝臓は物質をつくり変えたり蓄えたりして、どちらも体液の状態を一定に保つことに役立っています。この技能では、腎臓で尿ができるまでの 2 段階(ろ過と再吸収)を理解し、血しょう・原尿・尿の成分の表から、ある物質がろ過されるか、再吸収されるかを判断できるようになります。あわせて、肝臓のおもなはたらき(尿素の合成・グリコーゲンの貯蔵・解毒・胆汁の生成)について、正しい記述を選べるようになります。

なぜそうしてよいのか

腎臓の中には、尿をつくる単位(腎単位、ネフロン)が多数あります。1 つの腎単位は、毛細血管が毛糸玉のように集まった糸球体と、それを包むボーマンのうからなる腎小体と、そこから続く細尿管(腎細管)でできています。糸球体では血圧によって血しょうがボーマンのうへこし出されます(ろ過)。このときの穴は小さいので、血球やタンパク質のような大きいものは通れず、水・グルコース・尿素・無機塩類など小さい物質だけが通ります。こし出された液が原尿です。

原尿には、からだに必要なグルコースや水、無機塩類もたくさん含まれています。そこで原尿が細尿管を流れる間に、必要な物質は周りの毛細血管へ戻されます(再吸収)。グルコースは健康な人ではすべて再吸収され、水や無機塩類の多くも細尿管と集合管で再吸収されます。尿素などの不要な物質はあまり再吸収されず、水が抜かれるぶん濃くなって尿として出ていきます。だから表を見るときは、「原尿に出ているか(ろ過されたか)」と「尿に残っているか・濃くなっているか(再吸収されたか)」の 2 段で判断できます。

肝臓は、タンパク質が分解されてできる有害なアンモニアを、毒性の低い尿素につくり変えます(尿素は腎臓から排出されます)。また、血液中のグルコースをグリコーゲンとして蓄え、必要なときに分解してグルコースに戻して血液中に出します。アルコールなどの有害な物質を分解して無害にする解毒も行います。さらに、胆汁をつくって十二指腸へ送り出し(胆汁は胆のうにいったん蓄えられます)、胆汁は脂肪を細かい粒にして消化を助けます。古くなった赤血球が壊されたときに出る色素も胆汁に含まれて排出されます。

手順

  1. 表で、血しょうと原尿を比べる。原尿に含まれる(濃度が血しょうとほぼ同じ)物質は糸球体でろ過され、原尿に含まれない物質(タンパク質など)はろ過されない

  2. 原尿と尿を比べる。原尿にあって尿に含まれない物質(健康な人のグルコースなど)は、細尿管ですべて再吸収された

  3. 尿で濃度が大きく上がる物質(尿素など)は、水が多く再吸収されたのに対しその物質はあまり再吸収されなかった、と判断する

  4. 肝臓についての記述は、「アンモニア → 尿素(つくる向き)」「グルコース ⇄ グリコーゲン(貯蔵)」「解毒」「胆汁の生成(蓄えるのは胆のう)」の対応と合っているかを確かめる

例題

健康なヒトの血しょう・原尿・尿に含まれる成分の濃度(%)を調べたところ、次の表のようになった。

成分血しょう原尿尿
タンパク質7.200
グルコース0.10.10
尿素0.030.032

この表と腎臓・肝臓のはたらきに関する記述として正しいものを、次のア〜エのうちから 1 つ選べ。

ア タンパク質は糸球体でろ過されるが、細尿管ですべて再吸収される。
イ グルコースは糸球体でろ過されるが、細尿管ですべて再吸収される。
ウ 尿素は糸球体でろ過されず、細尿管で原尿中に加えられる。
エ 肝臓は、尿素を分解してアンモニアにつくり変える。

例題の解答

手順1: 血しょうと原尿を比べる。タンパク質は原尿で 0 なので、糸球体でろ過されない(アは誤り)。グルコースと尿素は原尿で血しょうと同じ濃度なので、ろ過される(ウの「ろ過されず」は誤り)。

手順2: 原尿と尿を比べる。グルコースは原尿に 0.1 あるのに尿では 0 なので、細尿管ですべて再吸収された(イは正しい)。

手順3: 尿素は原尿 0.03 から尿 2 へと濃くなっている。これは水が多く再吸収されたのに尿素はあまり再吸収されなかったためで、ろ過はされている。

手順4: エ: 肝臓はアンモニアから尿素をつくるのであり、向きが逆なので誤り。

よって正しいものはイである。

答え:

イ

よくある誤り

この説明は AI が書き、別の AI が例題を独立に解いて答えを確かめ、説明を一歩ずつ査読しました。

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