【中学2年理科】消化と吸収のポイントとだ液の実験

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中学2年理科。消化と吸収について学習します。ベネジクト液やヨウ素液などの指示薬を使った、だ液のはたらきを調べる実験、消化酵素がどの養分を分解するのかなど詳しく学習します。

だ液のはたらきを調べる実験

下の図のように、4本の試験管を準備し。試験管AとCにはデンプンのりとだ液を、試験管BとDにはデンプンのりと水を入れ、試験管AとBは40℃のお湯が入ったビーカーに、試験管CとDは氷水が入ったビーカーにそれぞれ入れます。

だ液の実験

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ヨウ素液とベネジクト液

しばらくたってから、試験管内の物質がどのように変化しているのか、ベネジクト液とヨウ素液を使って調べます。それぞれの指示薬が何を調べる指示薬なのかを色の変化とともに押さえましょう。特にベネジクト液は忘れやすい指示薬です。

ヨウ素液

デンプンを調べる指示薬で、デンプンと反応すると青紫色に変化します。ヨウ素デンプン反応といわれるものです。

ヨウ素液デンプンと反応し青紫色になる。

ベネジクト液

デンプンが消化されてできた糖を調べる指示薬です。ベネジクト液は、糖と反応し沸騰石を入れ加熱すると赤褐色の沈殿ができます。

ベネジクト液糖と反応し、加熱すると赤褐色の沈殿ができる。

実験の結果

試験管A、B、C、Dに指示薬を入れ、色の変化を見てみると次のような変化が現れます。

試験管A 試験管B 試験管C 試験管D
入っている物質 デンプン+だ液 デンプン+水 デンプン+だ液 デンプン+水
温度 40℃ 氷水
ヨウ素液 変化なし 青紫色 青紫色 青紫色
ベネジクト液 赤褐色の沈殿 変化なし 変化なし 変化なし

試験管AとBの結果をくらべると、だ液の中の消化酵素はデンプンを糖に変えるはたらきがあることがわかります。

試験管AとCの結果をくらべると、だ液の中の消化酵素は40℃に近い温度でよくはたらくことがわかります。

この実験でわかること

この実験では次の2点が結論として導けます。

だ液の実験でわかること!❶だ液の中の消化酵素は、デンプンを糖に変えるはたらきがある。
❷だ液の中の消化酵素は、40℃に近い温度でよくはたらく。

だ液の実験の確認問題

  1. だ液の中に含まれる消化酵素の名前を答えよ。
  2. ヨウ素液はデンプンと反応すると何色になるか。
  3. ベネジクト液は何を調べる指示薬か。
  4. ベネジクト液で色の変化を見る場合、ある操作をしなければならない。その操作を簡単に答えよ。
  5. だ液の中の消化酵素は、何を何に変えるはたらきがあるか。

解答

  1. アミラーゼ
  2. 青紫色
  3. 加熱する。
  4. デンプンを糖に変える。

消化とは

消化とは、食物を噛み砕いたり、消化液によって粒を小さくすることです。粒が小さくなることで水に溶ける養分になり、血液中に吸収することができるようになります。血液中に吸収できれば、血液成分の血しょうが全身に養分を送り届けてくれます。

消化と吸収

三大栄養素の消化

動物が食べる食物は大きく分けて3つに分類できます。

  • 炭水化物(デンプン)
    ごはん、パン、ジャガイモ、麺類など
  • タンパク質
    肉、魚、卵、大豆、豆腐など
  • 脂肪
    マヨネーズ、ドレッシング、胡麻など

炭水化物(デンプン)や脂肪は、体を動かす際のエネルギー源になります。つまり細胞の呼吸で使われる養分になります。タンパク質は、体をつくる元となる物質です。

この三大栄養素が消化されることによって、何という養分になるのかが重要です。まずはここをしっかりと覚えましょう。

消化のポイント!炭水化物は消化されブドウ糖になる!
タンパク質は消化されアミノ酸になる!
脂肪は消化され脂肪酸モノグリセリドになる!

養分の吸収

消化された養分は小腸で吸収されます。小腸の内側はひだ状になっており、その表面は「柔毛」という無数の突起物で覆われています。

柔毛のポイント!表面積を大きくし、養分を効率よく吸収できるようになっている!

柔毛の中には2つの管が通っており、消化された養分はその管に吸収されます。どの養分が、どの管に入るのかを覚えましょう。

吸収のポイント!ブドウ糖は柔毛の毛細血管に吸収!
アミノ酸は柔毛の毛細血管に吸収!
❸脂肪酸とモノグリセリドは脂肪に戻り、柔毛のリンパ管に吸収!

消化されてできた脂肪酸とモノグリセリドは、柔毛内で脂肪になりリンパ管に吸収されます。

消化と吸収の確認問題

  1. 三大栄養素のうち体の材料となる養分は何か。
  2. 炭水化物が消化されると最終的に何という養分になるか。
  3. タンパク質が消化されると最終的に何という養分になるか。
  4. 脂肪が消化されると最終的に何という養分になるか。
  5. 小腸の柔毛の毛細血管に吸収される養分は何か。
  6. 脂肪は何という管に吸収されるか。
  7. 柔毛のつくりの利点を答えよ。

解答

  1. タンパク質
  2. ブドウ糖
  3. アミノ酸
  4. 脂肪酸、モノグリセリド
  5. ブドウ糖、アミノ酸
  6. リンパ管
  7. 表面積が大きくなる点

消化液と養分

消化とは、水に溶ける養分まで食物の粒を小さくしていくことです。ちぎったり、噛んだりしてどんどん粒は小さくなりますが、水に溶ける養分にまで小さくするには消化液のはたらきが必要です。次のような消化液が消化管に出されています。

  • だ液腺→だ液
  • 胃  →胃液
  • 肝臓 →胆のう→胆汁
  • すい臓→すい液
  • 小腸 →腸液

胆汁は、肝臓でつくられ、胆のうに貯えられ、十二指腸(胃と小腸の間の管)に出されています。

消化酵素

消化液の中には、食物を実際に小さな物質に分解してくれる消化酵素という成分が入っています。

消化酵素のポイント!消化酵素はタンパク質でできているので、熱に弱く高温でははたらかない。ヒトの体温に近い温度、40℃付近でよくはたらく。

消化酵素は、胆汁以外の消化液に含まれていますが、次の消化酵素を覚えれば大丈夫です。

消化液 消化酵素 はたらき
だ液 アミラーゼ デンプンを糖(麦芽糖)に分解する
胃液 ペプシン タンパク質を分解する
胆汁 ※含んでいない 脂肪の消化を助けるはたらきがある
すい液 アミラーゼ デンプンを分解する
トリプシン タンパク質を分解する
リパーゼ 脂肪を分解する
腸液 いろいろ デンプンやタンパク質を分解する

腸液の消化酵素は覚える必要はありません。胆汁に消化酵素が含まれていないことは重要です。しっかりと覚えておきましょう。

消化酵素がはたらく物質

消化液はどんな食物でも消化できるというわけではありません。含まれる消化酵素によってはたらく相手が決まっています。下の表を書いてマスターしましょう。

消化の表

表からわかることは、どの消化液がどの養分を分解するかです。

  • 炭水化物だ液、すい液、腸液で消化される。
  • タンパク質胃液、すい液、腸液で消化される。
  • 脂肪胆汁によって消化を助けるはたらきを受けすい液で消化される。

消化酵素がはたらく物質の確認問題

  1. だ液のように食物を分解するはたらきがある液を何というか。
  2. 2の中に含まれる、実際に食物を分解する成分を何というか。
  3. 消化液の中で消化酵素を含まない消化液を答えよ。
  4. だ液の中に含まれる実際に食物を分解する成分を答えよ。
  5. 胃液の中のペプシンがはたらく養分は何か。
  6. 炭水化物は消化されると最終的に何という養分になるか。
  7. 脂肪を消化する消化液を答えよ。
  8. 脂肪を消化する消化酵素を答えよ。

解答

  1. 消化液
  2. 消化酵素
  3. 胆汁
  4. アミラーゼ
  5. タンパク質
  6. ブドウ糖
  7. すい液
  8. リパーゼ

【理科問題❶】だ液の消化酵素の実験

問題だ液のはたらきを調べるために、試験管4本を準備し、各試験管に次のような操作を行った。あとの各問いに答えよ。

【操作】
試験管A:デンプンのりとだ液を入れ、40℃の湯が入ったビーカーに入れる。
試験管B:デンプンのりと水を入れ、40℃の湯が入ったビーカーに入れる。
試験管C:デンプンのりとだ液を入れ、氷水が入ったビーカーに入れる。
試験管D:デンプンのりと水を入れ、氷水が入ったビーカーに入れる。

daeki1

(1)試験管A~Dにヨウ素液を入れ、変化がみられるのはどの試験管か。記号ですべて答えよ。

(2)試験管A~Dにベネジクト液を入れ、ある操作をすると変化がみられるのはどの試験管か。記号で答えよ。

(3)(2)のある操作とはどのような操作か。簡潔に答えよ。

(4)(2)では、どのような変化がみられるか。

(5)試験管AとBに、ヨウ素液とベネジクト液を入れて色の変化を見ることで、だ液のはたらきについてわかることを簡潔に答えよ。

(6)だ液の中の成分は、ヒトの体温に近い40℃付近ではたらき、温度が低いとはたらかないことを調べるには、どの試験管とどの試験管を比べるとよいか。記号で2つ答えよ。

(7)この実験で、だ液の代わりに、水を入れた試験管を準備する理由を答えよ。

(8)だ液などの消化液の中に入っている、養分を分解する成分を何というか。

(9)だ液の(8)は何か。

【解答・解説❶】だ液の消化酵素の実験

(1)B、C、D

ヨウ素液はデンプンと反応し、青紫色になる指示薬です。試験管Aにはだ液が入っており、40℃とヒトの体温に近い温度なので、デンプンが消化されて糖に変わっています。その他の試験管は、デンプンが消化されずに残っています。

(2)A

ベネジクト液は、糖を調べる指示薬です。糖があれば加熱すると赤褐色の沈殿が生じます。試験管Aにはだ液が入っており、デンプンが消化されて糖ができているので、ベネジクト液で色が変化します。

(3)(沸騰石を入れて)加熱する。

ベネジクト液は、加熱して色の変化が生じます。「温める」だけでは色の変化が出ませんので、必ず「加熱する」という表現を使いましょう。

(4)赤褐色の沈殿が生じる。

ベネジクト液は、糖と反応し、加熱すると赤褐色の沈殿が生じる指示薬です。赤褐色は赤色でも構いません。

(5)だ液は、デンプンを糖に変えるはたらきがある。

だ液が入っている試験管Aでは、ヨウ素液で色の変化が見られず、ベネジクト液で赤褐色の沈殿が生じます。したがって、だ液によってデンプンが糖に消化されたことがわかります。

(6)AとC

温度だけが変わっている試験管を選びます。だ液がともに入っており、40℃と氷水の違いがあるのは、試験管Aと試験管Cになります。

(7)デンプンの変化がだ液のはたらきであることを明らかにするため。

だ液がある、だ液がないという条件の違いをつくるために水を入れた試験管を準備します。対照実験にするためです。

(8)消化酵素

消化液の中に含まれ、養分を分解する成分を消化酵素といいます。

(9)アミラーゼ

だ液の中に含まれる消化酵素はアミラーゼです。デンプンを消化し、糖(麦芽糖)に分解する性質があります。

【理科問題❷】消化と吸収

問題下の図は、ヒトの消化器官を表したものである。これについて、次の問いに答えなさい。

消化と吸収

(1)A~Hの消化器官の名称をそれぞれ答えなさい。

(2)A~Hの消化器官のうち、消化管に該当するものを4つ選び、記号で答えなさい。

(3)Aで分泌される消化液の名称と、その中に含まれる消化酵素の名称を答えなさい。

(4)Fでは、炭水化物、タンパク質、脂肪のうち、どの養分を消化しているか。

(5)A~Hのうち、脂肪の消化を助ける胆汁をつくっている消化器官を一つ選び、記号で答えなさい。

(6)Dのはたらきを簡潔に答えよ。

(7)消化された養分は、Hで吸収される。Hの内側はひだ状の構造になっており、その表面には無数の突起物がついている。この突起物を何というか、名称を答えよ。また、このつくりがあるおかげでどんな利点があるか、簡潔に書きなさい。

(8)Hにある無数の突起物には、毛細血管とリンパ管が通っている。このうち、毛細血管に吸収される養分を2つ答えよ。

(9)次の文は、消化されてできたブドウ糖について述べたものである。( )に共通してあてはまる器官の名称を答えなさい。

消化されてできたブドウ糖は、小腸の内側ある突起物の毛細血管から吸収され、その後( )に運ばれ、そこで蓄えられる。そのあと、必要に応じて( )から全身に送られる。全身に送られたブドウ糖は、細胞の呼吸によって、エネルギーのもととなる。

【解答・解説❷】消化と吸収

(1)A:だ液腺 B:肝臓 C:胆のう D:大腸 E:食道 F: G:すい臓 H:小腸

(2)E、F、H、D

消化管とは、消化に関する1本のつながった管になります。口から始まり、食道→胃→小腸→大腸→肛門までが1つの管になっています。

(3)消化液:だ液 消化酵素:アミラーゼ

口の中にはだ液腺があり、ここでだ液がつくられています。だ液は養分のうち炭水化物(デンプン)を消化する消化液で、だ液の中には、アミラーゼという消化酵素が含まれています。

(4)タンパク質

胃では、胃液という消化液が出されており、胃液に含まる消化酵素のペプシンはタンパク質を消化します。

(5)B

脂肪の消化を助けるはたらきがある消化液の胆汁は、肝臓でつくられ、胆のうに蓄えられています。胆汁は、消化液の中で唯一、消化酵素を含んでおらず、実際に脂肪を消化することはできません。しかし、脂肪の消化を助けるはたらきを行っています。

(6)水分を吸収する。

消化管の最後に登場する大腸では、水分を吸収するというはたらきがあります。

(7)名称:柔毛 利点:表面積が大きくなり、効率よく養分を吸収できる。

消化されて水に溶けるようになった養分は、小腸で吸収されます。小腸の内側はひだ状の構造になっており、その表面には無数の柔毛がはえています。柔毛により、小腸の表面積は大きくなり、効率よく養分を吸収できるようになっています。

(8)ブドウ糖、アミノ酸

柔毛には、毛細血管とリンパ管が通っています。このうち毛細血管には、炭水化物(デンプン)が消化されてできたブドウ糖と、タンパク質が消化されてできたアミノ酸が吸収されます。一方のリンパ管には、脂肪が消化されてできた脂肪酸とモノグリセリドが、再び脂肪となり吸収されます。

(9)肝臓

小腸の毛細血管でブドウ糖とアミノ酸が吸収された後、その血液は肝門脈を通って肝臓に運ばれます。肝臓に運ばれた養分は、グリコーゲンとして一時蓄えられます。また、小腸では、タンパク質の消化でできた有害なアンモニアも大量に吸収されます。肝臓では、この有害なアンモニアを、無害な尿素につくりかえるはたらきも行っています。

【理科問題❸】消化酵素と養分

問題下の表は、ヒトの体内でA、B、Cそれぞれの養分にはたらく消化液と、消化液をつくる消化器官を示している。これについて、以下の各問いに答えなさい。

消化酵素と養分

(1)表中の養分A~Cの名称を答えよ。

(2)表中の養分A~Cが消化されてできる養分a~cの名称を答えよ。ただし、cについては2つ答えよ。

(3)口の中にあるだ液腺でつくられるだ液には、養分Aを消化する消化酵素が含まれている。この消化酵素の名称を答えなさい。

(4)胃液の中には、養分Bを消化する消化酵素が含まれている。この消化酵素の名称を答えなさい。

(5)表中のXには、Cの消化を助けるはたらきをもつ消化液をつくる器官が入る。この器官の名称と、この器官がつくる消化液の名称を答えよ。

(6)すい液の中には、Cを消化する消化酵素が含まれている。この消化酵素の名称を答えなさい。

(7)次の文は、消化液に含まれる消化酵素について説明したものである。文中の( )にあてはまる内容を簡潔に答えなさい。

上の表から分かるように、だ液は養分Aだけを、胃液は養分Bだけを消化していることがわかる。このことから、消化液の中に含まれる消化酵素には、(   )という性質があることがわかる。

【解答・解説❸】消化酵素と養分

(1)A:炭水化物(デンプン) B:タンパク質 C:脂肪

養分Aは、だ液とすい液、腸液によって消化されているので炭水化物(デンプン)だとわかります。養分Bは、胃液、すい液、腸液によって消化されているのでタンパク質であることが分かります。養分Cは、胆汁がはたらき、すい液で消化されているので脂肪であるとわかります。

(2)a:ブドウ糖 b:アミノ酸 c:脂肪酸、モノグリセリド

養分Aの炭水化物(デンプン)は、最終的にブドウ糖にまで消化され、小腸の柔毛の毛細血管に吸収されます。養分Bのタンパク質は、最終的にアミノ酸まで消化され、小腸の柔毛の毛細血管に吸収されます。養分Cの脂肪は、すい液中の消化酵素であるリパーゼによって、脂肪酸とモノグリセリドに消化され、小腸の柔毛に吸収された後、再び脂肪となってリンパ管に吸収されます。

(3)アミラーゼ

だ液腺でつくられるだ液には、炭水化物(デンプン)を消化するアミラーゼという消化酵素が含まれています。アミラーゼによって炭水化物(デンプン)は、糖(麦芽糖)に消化されます。

(4)ペプシン

胃液に含まれる消化酵素はペプシンで、タンパク質を消化する消化酵素です。

(5)器官:肝臓 消化液:胆汁

脂肪の消化を助けるはたらきがある胆汁は、肝臓でつくられ、胆のうに蓄えられている消化液です。胆汁には消化酵素が含まれていないので、実際に養分を消化することはできませんが、乳化といって、脂肪を消化しやすい形に変えるはたらきがあります。

(6)リパーゼ

すい液は、炭水化物(デンプン)、タンパク質、脂肪の3つの養分を消化する消化液です。すい液中には、何種類かの消化酵素が含まれており、そのうちリパーゼは脂肪を消化します。

(7)決まった養分にだけはたらく

1つの消化酵素で1つの養分しか分解できません。これを基質特異性といいます。また、消化酵素には、最もよくはたらく温度があり、ヒトの体温に近い温度でよくはたらきます。また、自らは変化しない(触媒としてはたらく)ので、少量で多くの養分を分解できます。

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