2.
さて、燃焼っていうのは酸化の仲間で、酸化っていうのは酸素と化合することなんだよね。じゃぁ、水素が燃焼したらどうなるかな?水素が酸素と化合するわけだから、最終的に水ができるんだね。同じように炭素が燃焼したらどうなるかな?炭素と酸素が化合して二酸化炭素ができるんだね。ということは、逆に考えると、何かの物質が燃焼した結果水や二酸化炭素が発生していたら、その元々の物質の中には、水素原子と炭素原子が含まれているということになるね。こういった、炭素を含む化合物のことを有機物(有機化合物)というからね。逆に含まないものを無機物というよ。ただし、有機物は炭素と何かがくっついていないといけないし、二酸化炭素や一酸化炭素は例外として無機物になるから気をつけてね。
3.
さて、その有機物と無機物を見分けるにはどうするかというと、有機物はさっきやったように、燃焼すると二酸化炭素が発生するから、これが一番の特徴だね。あとは、燃やしたときに焦げるのも有機物の特徴だよ。有機物っぽくなくて間違えやすいのは、ろう、アルコール(メタノール・エタノール)、ペットボトル、ポリ袋があるよ。ちなみにペットボトルとポリ袋の原料は同じポリエチレンっていうものなので、両方とも似たようなものなんだね。
4.
さて、酸素と化合することを酸化といったけど、逆に酸化物から酸素を取り除くことを還元というんだ。このとき、酸素だけが分解されるんじゃなくて、何かが酸素を持っていかないと還元とは言わないから気をつけてね。実は高校に入るとちょっと話が変わるんだけど、今は、酸化物から何かが酸素を持っていって酸化物から取り除かれることを還元というと覚えておいてね。で、今言ったように、何かが酸化物から酸素を持っていっているんだけど、ということはその物質は酸素と化合してしまうわけだね。つまり酸化しちゃってるわけだ。ということで、還元の裏では必ず酸化が行われているので、これを酸化還元反応というからね。
5.
具体的な例を見ていこう。酸化銅に炭素を混ぜて加熱すると、炭素が酸素を奪って二酸化炭素になり、 酸化銅は銅になる。これが還元だね。このときの炭素みたいに、酸素を奪っていく物質のことを酸化剤というんだけど、なんで酸素を奪うことができるのかっていうと、実は酸素は金属よりも炭素との方が結びつきやすいんだ。だから一緒にして加熱しちゃうと、金属とくっついていた酸素が炭素とくっついちゃうっていうわけ。こういう風に酸素と結びつきやすくて酸化剤になれるのは炭素と水素を覚えておいてね。で、水素を使って還元した場合は、水素が酸化するわけだから水ができるからね。
6.
この還元の性質を利用したものとして、製鉄があるよ。製鉄は、鉄鉱石(酸化鉄)にコークス(炭素)を混ぜて加熱することによって鉄を作るんだ。まさに還元だね。
7.
ということで、酸化と還元は両方とも酸素がポイントになっている化学変化なので、あわせて覚えておこうね。
水 + 二酸化炭素 → 栄養分(デンプン) + 酸素 |
この光合成をするのは植物なんだけれども、じゃあ、この光合成ってどこでされているのかっていうと、それが葉緑体だよね。ってことで、こういうはたらきをする植物のことを、植物は植物でも葉緑体がある植物ってことで、緑色植物っていう風にいうんだな。
2.
ってことで緑色植物は自分で栄養分を作り出すことができるんだけれども、他の生物は作り出すことができない。んじゃ、栄養分はどうするのかっていうと、他の生物を食べることによって取り入れるんだよね。で、栄養分を作った緑色生物を食べてることによって栄養を得ている生物のことを草食植物、動物を食べることによって栄養を得ている生物のことを肉食動物って言うんだね。こういう風に、生物界は、栄養を得るために、誰かを食べたり、または逆に食べられたりという関係が成り立っている。この食う食われるの関係のことを、食物連鎖っていうんだね。
3.
この食物連鎖を考えるときに覚えておかないといけないのが、それぞれの関係なんだけれども、例えばAがBを食べる関係があるとしよう。そうしたら、Aにとっては、Bはえさだよね。逆に、BにとってはAは自分を食べる相手、つまり天敵ってことになるよね。で、このとき、AとBとではどっちの方が数が多いかっていうと、えさの方が数が多くないといけないよね。もし、Bの数よりAの数の方が多かったら、Aの中でえさを食べれないやつが出てきちゃって、生きていけなくなってしまうもんね。だから、絶対にえさの方が多い。じゃ、何かの影響でAとBの数のバランスが崩れてしまったらどうなるかっていうと
|
という風になって、ずーっとこれが繰り返されて、結局元の数の関係を守る感じになるんだね。これはよく聞かれるから、絶対覚えておこうね。
4.
さて、緑色植物が栄養分を作り出して、動物は食べることによって栄養分を得ているんだけれども、こういう違いに、生物界の役割から名前を付けてるんだね。緑色植物は栄養分を作り出している(生産している)から、生産者と呼ばれていて、動物は栄養を食べて使う(消費する)から、消費者って呼ばれているんだな。んで、さらに、実はこれら以外の生物もいるんだ。それは何をしているのかっていうと、緑色植物や動物たちの、排せつ物や死がい、つまり有機物を分解して、また使えるように無機物にしている(リサイクルしてくれている)わけだ。そういう仕事をしている生物のことを、分解者っていうんだけども、んじゃ、具体的にどんな生物が分解者なのかっていうと、これが菌類(カビやキノコ)・細菌類(~キンって名前になるやつ)だな。ってことで、栄養を作り出す生産者、それを食って使う消費者、それらの有機物を分解する分解者っていうのが、生物界にはいるからね。
5.
こういったそれぞれの生物を考えたとき、大事なことがあって、それが気体の流れ。全ての生物が呼吸をするわけだから、すべての生物が酸素を吸って二酸化炭素を吐いているわけなんだけれども、ある生物だけが二酸化炭素を吸って酸素を吐くということもできるよね。それがなんなのかっていうと、緑色植物、つまり生産者だよね。緑色植物は光合成することによって、二酸化炭素を吸って酸素を吐けるんだよね。ただ、このとき間違っちゃいけないのは、緑色植物だって呼吸をしているからね。ただ、呼吸で吸っている酸素より、光合成で吐いている酸素の方が多いから、俺ら動物が吸う分の酸素が残ってるんだよね。
6.
ってことで、ここで覚えていて欲しいことをまとめようか
生物 | していること | 主なはたらき | 役割 |
緑色植物 | 光合成 呼吸 |
酸素やエネルギーを作り出す | 生産者 |
動物 | 呼吸 | 酸素やエネルギーを使う | 消費者 |
菌類・細菌類 | 呼吸 | 有機物を無機物にする | 分解者 |
これらのことは、生物の種類と、それらの役割と、両方を聞かれるから、何が何なのかってのを、しっかりと覚えておいてな。
]]>2.
まず、運んでくれる血液の成分について考えてみよう。血液っていうのには、赤血球、白血球、血小板があって、それらが血しょうの中を泳いでいるわけだ。で、それぞれの仕事っていうのは、
赤血球 | 酸素を運ぶ |
---|---|
白血球 | 菌を殺す(食菌作用) |
血しょう | 酸素以外(二酸化炭素、栄養分、不要分)を運ぶ |
血小板 | 血液を固める |
っていう風になっている。これらについては覚えるんだぞ。ちなみに血って鉄っぽい味がするけど、それはなぜかというと、血が赤いのは、赤血球にあるヘモグロビンっていう赤い色素のためなんだけど、このヘモグロビンっていうのが鉄を含んでいる。だから、血の味が鉄っぽいってわけなんだな。
3.
さて、それらが心臓から各部分に送り出されるわけだけど、心臓っていうのは、入り口も出口も2つずつある。で、1つは肺に行って帰ってくるし、もう1つは全身に行って帰ってくる。肺を行って帰ってくる1周を肺循環と言って、全身を行って帰ってくる1周を体循環と言うぞ。そして、心臓から肺や全身に向かって出ていく血管のことを動脈、逆に心臓に戻ってくる血管のことを静脈というからな。で、肺に向かう血管は肺動脈、全身に向かう血管は大動脈という風に呼ぶぞ。それと、静脈には弁という押し専用の扉がついていて、つまり逆流しようとすると、この扉が閉まって、逆流を防ぐようになっているからな。
4.
また、血液中に酸素が多い血液のことを動脈血、酸素が少ない血液のことを静脈血というんだけど、ここで、1つ注意点。肺から心臓に戻ってくる血管ってのは、肺静脈なんだけど、肺を通ったばっかってことは酸素をたくさん補給したばっかだろ?ということは動脈血になるんだよ。肺動脈は逆に静脈血が流れている。肺の血管と血液については、逆になってるということに気を付けないといかんぞ。
5.
さて、こうして全身を血液が巡り、各細胞に酸素と栄養分を渡し、不要物と二酸化炭素を受け取るわけだけど、酸素と二酸化炭素については、肺に行ったときに酸素を補給して二酸化炭素を肺に渡すことによって交換するっていうのはいいよね、じゃぁ、栄養分と不要物はどうなるのかというと、まず、栄養分については、小腸で吸収されているわけだから、そこで補給する。で、不要物については、じん臓という部分でこし取ってもらって、なくしていくわけ。だから、栄養分が一番多いのは小腸を通った直後の血液だし、不要物が一番多いのは、じん臓にこしとってもらう前、つまりじん臓を通る直前の血液ってことになるわけだ。
6.
どの細胞も血液によっていろいろ運んでもらうわけだから、血液の巡りが悪くなると細胞が死んでしまい、大変なことになる。そうならないためには、バランス良い食事を心がけること。甘い物ばっかとってると大変なことになるからな。
2.
柔毛の中には毛細血管とリンパ管という、2種類の管がある。で、柔毛に入った栄養分がその管に入っていくのだが、まず、ブドウ糖とアミノ酸は、柔毛に入ってそのまま毛細血管の方に入る。これは問題ないんだけど、脂肪酸とグリセリンは、柔毛に入った後、脂肪に戻ってからリンパ管に入る。
「脂肪に戻るんだったら、何で脂肪酸とグリセリンになったの?無駄じゃん!」
そう思うだろ??でも、小腸の柔毛を通るためには小さくないとだめなんだ。脂肪のままだと大きすぎてここを通れない。だからそのために脂肪酸とグリセリンになったんだよ。
3.
さて、それぞれの管に入った栄養分はこの後全身を循環するわけなんだけど、このとき、ブドウ糖とアミノ酸は寄り道をするんだな。どこにより道をするかというと、肝臓。ここで、ブドウ糖の一部をグリコーゲンとしておいていって、それから全身を循環するんだ。
「アミノ酸は何しに行ったの?何もおいてってないじゃん。」
アミノ酸は、ブドウ糖のつきあいで行っただけなのさ。
4.
こうして全身を血液が循環していき、それぞれの細胞に栄養分が行き渡るというわけだ。だから、全身の血液の中で一番栄養分が多い部分は、小腸を通った後の血液だからね!
2.
さて、ここで消化される栄養分を見ていこう。体内に吸収される栄養素の中で、大事なのが3つ。炭水化物(デンプン)、タンパク質、脂肪。これらは炭素の原子を含むから有機物の一種だよ。で、これらが消化されると名前が変わる。デンプンはブドウ糖に、タンパク質はアミノ酸に、脂肪は脂肪酸とグリセリンに、それぞれなるわけだ。そして、アミノ酸は体内で細胞の原料として、その他はエネルギー源として活用されることになる。
3.
次に、消化器官を見ていこう。口から入り、食堂を通って最初にたどり着くのが胃だな。で、ここをすぎると十二指腸という場所に出るんだけど、ここにはいろいろな器官がつながっている。胃の裏側あたりにある肝臓。肝臓の下には胆のうという袋がくっついているよ。それと胃の下側あたりにあるすい臓。これらの器官を直接食べ物が通ることはないんだけど、それぞれの器官が消化液を出して、十二指腸で使われるわけだ。さて、十二指腸をすぎると小腸を通り、最後に大腸を通るとおしまいだね。
4.
それぞれの消化器官が出す消化液には、消化することの出来る栄養分が決まっている。それが下の表だよ。
だ液 | 胃液 | 胆汁 | すい液 | 腸液 | |
---|---|---|---|---|---|
デンプン | ○ | ○ | ○ | ||
タンパク質 | ○ | ○ | ○ | ||
脂肪 | △ | ○ |
ここで2つ気がついて欲しいことがあるんだけど、どうだろう?1つは、胃、すい臓、腸が出してるような消化液はあるのに、肝臓が出してるような消化液がないということ。もう1つは胆汁だけ△だということ。
5.
その2つは、ともに胆汁に関することなんだな。実はこの胆汁、作っているのは肝臓なんだよ。肝臓は、作った胆汁を胆のうにしまっておく。で、そこから少しずつ出すんだな。だから名前が胆汁と、胆の字がついてるわけだ。で、この胆汁は他の消化液には必ずある、消化酵素というものを持っていない。そのため実際に消化活動をすることが出来ず、他の消化液の消化活動を助けるはたらきしかできないんだ。だから△というわけ。
6.
こうして消化された栄養分が吸収されて体内で使われるわけだが、ブドウ糖や脂肪は余分にとりすぎると体内に蓄積される。つまり皮下脂肪とかになるわけ。こいつらは燃焼させないと減らないから、変なダイエットなんかして体重が減ったと思っても、脂肪は減ってないからな。そうならないように気を付けような。
2.
さて、このとき必要な材料は何かというと、水と二酸化炭素。水は、根(根毛)で取り入れられ、道管と呼ばれる管を通って葉緑体まで運ばれくる。二酸化炭素は葉の裏に多い気孔という空気の通り道から取り入れる。
3.
この光合成に必要なエネルギーは、太陽の光エネルギーを使う。まぁ、だから光合成というんだが、人間に限らず、全ての生物は、生きていくために必要なエネルギーを食べ物から得ているが、そのエネルギーのもとになっているのが、この光エネルギーだってことだ。
4.
で、光合成によって何が出来るかというと、酸素と養分(デンプン)が出来る。酸素は気孔から外へ出て、デンプンは水に溶ける形にしてから師管を通って全身に運ばれる。ちなみに、この師管と、さっきの道管とを合わせて、維管束と言うからな。
5.
まとめて言ってしまうと、光合成は、太陽の光エネルギーを用い、葉緑体で水と二酸化炭素から酸素とデンプンを作り出すこと、となる。重要の語句をしっかり頭に入れておくように。
2.
さて、電流が流れやすくなったところで電流を流そう。あ、このとき、ピンチコックを開けてから電流を流し始めような。んで、電流を流すと、+極にも-極にも気体が発生する。それらがそれぞれなんなのかってことを調べていこう。まず+極。ここに集まった気体に火のついたマッチを近づけると炎を上げて激しく燃えた。。。とくれば、燃えるのに必要な気体、そう酸素だな。次に-極。ここに集まった気体に火を近づけると「ポンッ!」と爆発した。。。とくれば、これは水素だな。ってことで、+極に酸素、-極に水素ができたってことがわかる。
3.
ってことで、水に電流を流すと、酸素と水素が発生したことがわかったんだけど、実は発生した気体の量には差があるんだな。どんだけ差があるかっていうと、水素が酸素の倍の体積発生するんだ。つまり、水素:酸素=2:1ってことだな。この比はすっごい大事だから絶対に覚えておこうな。
4.
さて、電流を流すことによって分解できるのは、水だけじゃないんだな。他にもいろいろとあるんだけど、その中でも塩化銅の電気分解を抑えておこう。今度は右のようにビーカーを使って分解していくんだけど、まず最初に大事なのは、塩化銅を水に溶かすと青色だってことだね。この色が電気分解を進めていくとどうなるのかっていうのに注目して見ていこうね。
5.
塩化銅に電流を流すと、+極と-極とでどんな変化がおきていくのかっていうと、まず+極には気体が発生する(見た目泡がぽこぽこするよ)。この気体は何かっていうと、水にすっげぇ溶けやすくて、黄緑色してる気体なんだな。でもって、臭いをかぐと、プールの消毒の臭いみたいな刺激臭がする。っていう特徴から、この気体は塩素だってことがわかるんだな。次に-極なんだけれども、こっちの電極には、実験を続けていくにつれて、赤茶色の物質がくっついていっていることがわかる。この物質は何かっていうと、これが銅なんだな。つまり、塩化銅を電気分解すると、塩素と銅に分かれるってわけだ。
6.
はい、じゃぁこの2つの実験についてまとめてみようね。
水の電気分解 |
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塩化銅の電気分解 |
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7.
ということで、今回も1つの物質が、2つ以上の物質に変化する、分解についてやってきたけれども、今回みたいに電流を流すことによって分解されることを、特別に、電気分解ともいうからよく覚えておこうね。で、水の電気分解は、試験とかでもめっちゃ問われてくるところだから、ばっちり覚えておこう!
2.
その軽くなった原因っていうのは、酸化銀から銀になるときに、他のある物質が酸化銀から出ていっているからなんだけれども、じゃあ何が出ていっているのかと。ってことで、火のついた線香を近づけてやると、炎を出して激しく燃える。ってことは、これは酸素なんだな。つまり、酸化銀を熱すると、酸素が出ていって、最終的に銀になる。という変化をするわけだ。この変化は、元の物質とは全く違う物質になっている変化で、こういう変化のことを、化学変化っていうからね。
3.
さて、酸化銀は家にはあんまないけど、今度は家にもよくあるようなものを熱してみよう。何かっていうと、お菓子を作るときとかに使ったことがある人もいるかもしれないベーキングパウダーに入っている、炭酸水素ナトリウムっていう物質を熱してみよう。この炭酸水素ナトリウムは白い粉末なんだけど、これを熱していくと、ある気体が発生する。この気体は何だろうってことで、石灰水に通してみると、これが白く濁る。ってことで、石灰水が白く濁るってことで、二酸化炭素が出てきたってことがわかるね。また、熱していくと、ある液体も発生する。これが何だろうってことで塩化コバルト紙ってのにつけると、青い塩化コバルト紙が赤く変化する。これによって、これは水だってことがわかるね。さてさて、こうして二酸化炭素と水が発生したってことがわかったんだけど、じゃあ、残った物質は何だろう?ってことで、残った物質を調べてみると、やっぱり白いっていうことがわかった。あれ?炭酸水素ナトリウムも白かったよね。ってことは、これ、残った物質も同じ物質なのかな?
4.
色だけじゃ判断ができないから、炭酸水素ナトリウムと、残った物質を水に溶かしたり、さらにフェノールフタレイン溶液を加えたりしてみた。すると、残った物質の方が水によく溶けるし、フェノールフタレイン溶液を入れたときの色も、濃い赤になるってことがわかった(赤になるってことは、アルカリ性だね!)。つまり、別の物質だったってことがわかったんだな。ということで、熱して残った物質は、炭酸ナトリウムっていう、別の物質だったってことがわかった。つまり、炭酸水素ナトリウムを分解すると、炭酸ナトリウムと、水と、二酸化炭素になるってことがわかるわけだ。
5.
はい、じゃぁこの2つの実験についてまとめてみようね。
酸化銀の加熱 |
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炭酸水素ナトリウムの加熱 |
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6.
さて、ということで、酸化銀も炭酸水素ナトリウムも、いくつかの別の種類の物質に変化したことがわかったんだけれども、こういう風に、1つの物質が、2つ以上の物質に変化することを、分解というんだ。でもって、今回みたいに、熱を加えることによって分解されることを、特別に、熱分解ともいうからね。そうそう、熱分解の実験の特徴は、試験管を熱する事が多いんだけど、暖まった試験管に冷たい水とかが入ると、試験管が割れてしまう危険性があるから、実験方法(発生する水が戻らないようにする!熱するのをやめる前に、水や石灰水に入っているガラス管を抜く!)にも気をつけてね!
2.
残る植物は全て葉緑体を持ってるわけだな。そういう植物を緑色植物というわけだ。こいつらはみんな光合成によって栄養分を自分で作ることができる。そういう生物を生産者とも言うね。さて、ここから先の分類は、その光合成に必要な、水をいかにして得るかが鍵となってくるんだ。
3.
まず、水を得るのが一番下手なのがソウ類。こいつらは水を得るのが下手だから、いつも水の中にいなきゃいけないんだな。まぁ、海草たちだよ、ワカメとかコンブとか。ついで下手なのがコケ類。まぁ、少しはましになって、ずっと水の中にいなくてもよくなったんだけど、やっぱ湿ったところじゃないとだめなんだ。こいつらは体全体で水を吸収してるんだよ。
4.
体全体で水を吸ってるのは効率が悪い!ということになって、植物も役割分担を始めた。水を吸う部分、運ぶ部分、光合成をする部分、とね。つまり、根・茎・葉の区別が出来たわけだな。そして維管束が出来た。これによって、植物は水の中や、湿ったとこにいなくても、根にさえ水分が供給されれば大丈夫になったんだな。しかし、まだ問題点があったんだ。ソウ類やコケ類は、仲間を増やすときに胞子で増えていた。こいつらがまたくせ者でね、水がないと繁殖できないんだ。つまり、まだ水の必要性が高いんだな。で、根・茎・葉の区別は出来たんだけど、胞子で増えている植物がいるんだな。シダ植物だな。こいつらはやっぱり水が必要なんだ。だから、まぁ、コケ類よりほどでなくていいが、湿ったところじゃないとだめなんだな。
5.
さて、増え方が胞子のままだと、繁殖の効率が悪い。そこで、植物は新しい子孫の残し方を考えた。それが種子だ。さて、ここで植物のどの部分が種子になるか考えてみよう。雌しべの一番上、柱頭と呼ばれる部分に、やくという、雄しべの先の花粉袋からでた花粉がくっつくと受粉。そこから花粉管がのびていき、その中を通ってきた精細胞と、卵の中で待っている卵細胞とが一緒になると受精だ。このあと、どこが新しい種子になっていくのかというと、胚珠の部分が種子になるんだな。ということは、そんな大事な胚珠、守ってあげなくてはならない。その役目を担ってるのが子房だな。でも、子房があるものもいれば、ないものもいる。あるものを被子植物、ないものを裸子植物というぞ。
6.
被子植物はさらに細かく分けられるんだな。双子葉類と単子葉類。双子葉類は、その名の通りふた葉がでて、また、葉脈が網状脈になっている。単子葉類は、子供の葉が1枚で、葉脈は平行脈なんだな。
7.
植物がいなければ、光合成できる生物がいなくなってしまうため酸素が出来ない。全ての食物連鎖のもとになっているのは植物なんだということを、しっかり認識しておくように!