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消化と吸収 ── 食べ物の旅

食べた物は、口 → 食道 → 胃 → 小腸 → 大腸 と進みながら、消化酵素によって細かく分解され、小腸で吸収されます。栄養が体の中に取り込まれるしくみを見ていきましょう。

図でつかむ

食べ物の旅 ── どこで何を分解し、どこで吸収するか 口(唾液腺) 唾液アミラーゼ → デンプンの分解を始める 食道 消化はしない(食べ物の通り道) 胃 胃液のペプシン → タンパク質を分解(強い酸性) 小腸(柔毛) すい液(アミラーゼ・トリプシン・リパーゼ) +胆汁で脂肪を乳化・腸液で仕上げ → 柔毛から養分を吸収する 大腸 おもに水分を吸収する 肛門 消化されないものを便として排出 3大栄養素の最終産物 デンプン→ブドウ糖 タンパク質→アミノ酸 脂肪→脂肪酸+モノグリセリド
図:消化管を進むあいだに器官ごとの消化酵素が3大栄養素を分解し、小腸の柔毛で吸収される流れ

口では唾液アミラーゼ、胃ではペプシン、小腸ではすい液・胆汁・腸液がはたらき、デンプンはブドウ糖、タンパク質はアミノ酸、脂肪は脂肪酸とモノグリセリドへと分解されます。吸収の主役が小腸の柔毛であることも、器官の位置とあわせて図でつかんでおきましょう。

消化と吸収

用語
消化・吸収

消化:食物中の養分を 小さい分子に分解すること

吸収:消化された養分を 体内に取り込むこと

消化器官の順路

  • 口:歯で咀嚼、唾液で消化開始
  • 食道:通り道(消化はしない)
  • 胃:胃液で消化(強酸性)
  • 小腸:すい液・腸液・胆汁で消化、養分を吸収
  • 大腸:水分を吸収
  • 肛門:消化されないものを排泄

消化液と消化酵素

消化液分泌器官含まれる酵素分解するもの
唾液唾液腺アミラーゼデンプン
胃液胃ペプシンタンパク質
すい液すい臓アミラーゼ・トリプシン・リパーゼ3種すべて
胆汁肝臓(胆のうに貯蔵)酵素なし(脂肪を乳化)脂肪を細かく
腸液小腸各種酵素麦芽糖などを吸収されやすい物質へ

3大栄養素の分解

分解の最終形

炭水化物(デンプン) → ブドウ糖

タンパク質 → アミノ酸

脂肪 → 脂肪酸 + モノグリセリド

デンプンの消化を確かめる実験

だ液のはたらき

目的:だ液に、デンプンを別の物質へ変えるはたらきがあるかを調べる。

手順:デンプンのりにだ液を加えたものと、水を加えたものを用意し、体温に近い温度でしばらく置く。

観察事実:ヨウ素液で調べると、水を加えたものは青紫色になり、だ液を加えたものは青紫色になりにくい。

考察:だ液中のアミラーゼがデンプンを分解したため、ヨウ素液に反応するデンプンが減ったと考えられる。

別の確かめ方(ベネジクト液):だ液を加えた液にベネジクト液を加えて加熱すると赤褐色の沈殿ができる。これはデンプンが分解されて麦芽糖(糖)ができた証拠である。

実験の注意
  • 消化酵素は温度の影響を受けるので、体温に近い条件と水だけの条件を比べる。
  • だ液を使う場合は衛生に注意し、器具を共用しない。

分解の流れ

デンプン

口(アミラーゼ)→ ある程度分解

小腸(すい液のアミラーゼ・腸液)→ ブドウ糖まで分解

タンパク質

胃(ペプシン)→ ある程度分解

小腸(トリプシン・腸液)→ アミノ酸まで分解

脂肪

小腸:まず胆汁で乳化(小さな粒に)→ リパーゼで分解

→ 脂肪酸とモノグリセリド

吸収のしくみ

用語
柔毛(じゅうもう)
小腸の内壁にある 無数のひだ状の突起。表面積を大きくして、効率よく養分を吸収する。
吸収の経路

小腸の柔毛で吸収:

  ブドウ糖・アミノ酸 → 毛細血管 → 肝臓 → 全身

  脂肪酸・モノグリセリド → 再び脂肪に → リンパ管 → 全身

大腸:主に 水分を吸収

肝臓の役割

  • 胆汁を作る(脂肪の乳化を助ける)
  • 養分の貯蔵:ブドウ糖をグリコーゲンとして蓄える
  • 解毒:アルコールやアンモニアを無害化
  • タンパク質合成:体に必要なタンパク質を作る

食物繊維の役割

  • 消化されない繊維(野菜・海藻に多い)
  • 大腸の働きを助ける
  • 便のかさを増やし、便秘予防
  • 3大栄養素ではないが大切な役割
つまずきポイント①:消化と吸収の違い
  • 消化:大きな分子を 小さく分解すること
  • 吸収:消化された栄養を 体内に取り込むこと
  • 消化が起こる主な場所:口・胃・小腸
  • 吸収のメインは 小腸
つまずきポイント②:胆汁は酵素ではない
  • 胆汁は 消化液だが、消化酵素は含まれない。
  • 役割:脂肪を 乳化(小さな粒に分散)してリパーゼの働きを助ける。
  • 「胆汁の役割」を問われたら「脂肪を乳化する」と答える。

この章でつまずきやすいところ

消化と吸収の単元は、似た言葉や器官が次々に出てきて、本文を読みながら頭の中がこんがらがりやすい場所です。ここでは、教科書を読む途中や問題を見ている途中で中学生がよくつまずく具体場面を取り上げ、迷いを整理するコツを示します。

胆汁を消化酵素だと思い込んでしまう

  • つまずく場面:消化液の表を読んでいる途中、「胆汁=肝臓でつくられ、脂肪を分解する」と書いてある流れにつられて、胆汁にも酵素が含まれているはずだ、と思い込んでしまう場面です。
  • 克服のコツ:見分け方として、表の「含まれる酵素」の欄を必ず指でなぞること。胆汁の欄は「酵素なし」と書かれていて、はたらきは「脂肪を乳化する」とある。つまり胆汁は脂肪を小さな粒に分けてリパーゼが働きやすくする助け役であって、自分で分解はしないと整理する。
  • ミニ例:問題で「胆汁のはたらきは何か」と聞かれたら、「脂肪を乳化する」と書く。「脂肪を分解する」と書くと、実際に分解しているリパーゼと混同したことになる。

アミラーゼが口だけのはたらきだと思い込んでしまう

  • つまずく場面:だ液の実験のページを読んでいる途中、「アミラーゼ=唾液の酵素」という印象が強く残り、その後の小腸の説明でも出てくるアミラーゼを見落として、デンプンは口だけで分解されると思い込む場面です。
  • 克服のコツ:時系列で追うのがコツ。デンプンは口(唾液のアミラーゼ)でまず麦芽糖などに分解され、その後小腸ですい液のアミラーゼで麦芽糖になり、さらに腸液のはたらきで最終的にブドウ糖まで分解される、と二段階で整理する。ブドウ糖までもっていくのは腸液側であって、アミラーゼだけでブドウ糖になるわけではない点に注意。「口で全部終わる」のではなく「口で始まり、小腸で仕上がる」と覚える。
  • ミニ例:本文の「すい液:アミラーゼ・トリプシン・リパーゼ」の行を読むときに、すい液にもアミラーゼがあることに気づき、さらに腸液で麦芽糖がブドウ糖になるところまで追えば、デンプン→麦芽糖→ブドウ糖の流れがつながる。

ブドウ糖も脂肪酸も同じ道で運ばれると思い込んでしまう

  • つまずく場面:「小腸の柔毛で吸収される」とだけ覚えていて、吸収後の経路の文を読み流してしまい、ブドウ糖もアミノ酸も脂肪酸もまとめて血管を通って運ばれると思い込む場面です。
  • 克服のコツ:位置関係で整理する。柔毛の中には毛細血管とリンパ管の二種類が通っている。ブドウ糖・アミノ酸 → 毛細血管 → 肝臓 → 全身。脂肪酸・モノグリセリド → 小腸の細胞で再び脂肪に合成 → リンパ管 → 全身。ここで大事なのは、脂肪酸・モノグリセリドはそのままでは水に溶けにくいが、胆汁のはたらきで水になじみやすい状態になって柔毛に吸収され、細胞の中でいったん脂肪に戻されてからリンパ管に入るという再合成のステップ。これを押さえたうえで、「脂はリンパ管」と対応づけて覚える。
  • ミニ例:問題で「脂肪酸とモノグリセリドは何で吸収されるか」と問われたとき、つい「毛細血管」と答えそうになるが、正答はリンパ管。柔毛の細胞で脂肪に再合成されてからリンパ管に入る、という流れまでセットで確認する。

デンプン→麦芽糖→ブドウ糖の中間段階を飛ばして書いてしまう

  • つまずく場面:消化の流れ図を見ながらノートに書き写している途中、「デンプンはブドウ糖になる」とだけ書いて、間にある麦芽糖の段階を飛ばしてしまう場面です。流れ図の矢印を一本にまとめて、口や小腸の役割もぼやけてしまいます。
  • 克服のコツ:矢印を必ず二本に分けて書く。デンプン →(唾液・すい液のアミラーゼ)→ 麦芽糖 →(腸液)→ ブドウ糖、と途中の物質名と担当する消化液を上下に書き添える。「何が」「何によって」「何になるか」の三点を一段ずつ確認すると、口と小腸での役割分担も自然に整理できる。
  • ミニ例:穴埋め問題で「デンプンは( )を経て、最終的にブドウ糖になる」と出たとき、空欄に麦芽糖と書けるかが分かれ目。流れ図を写すときから中間段階を省かない癖をつける。

練習問題

問題1(消化酵素)

次の栄養素を分解する消化酵素は。

  1. デンプン(口で)
  2. タンパク質(胃で)
  3. 脂肪
  4. タンパク質(すい液で)
答えを見る

(1) アミラーゼ(唾液) (2) ペプシン (3) リパーゼ (4) トリプシン

問題2(吸収の経路)
  1. ブドウ糖とアミノ酸は何で吸収されるか
  2. 脂肪酸とモノグリセリドは何で吸収されるか
  3. 吸収を効率よくする小腸内壁の突起
答えを見る

(1) 毛細血管(→ 肝臓へ) (2) リンパ管 (3) 柔毛

問題3(肝臓の働き)

肝臓の役割を3つ挙げよ。

答えを見る

胆汁の生成/養分の貯蔵(グリコーゲン)/解毒/タンパク質合成 などから3つ

まとめ

  • 消化:食べ物を 消化酵素で分解。
  • 3大栄養素:デンプン→ブドウ糖、タンパク質→アミノ酸、脂肪→脂肪酸+モノグリセリド。
  • 吸収:小腸の柔毛で。
  • ブドウ糖・アミノ酸 → 血管 → 肝臓/脂肪酸 → リンパ管。
  • 胆汁は酵素ではないが脂肪を乳化。
  • 肝臓:胆汁生成・養分貯蔵・解毒。

もっと知る ── 発展・実生活(出典つき)

※ 教科書の内容に、信頼できる出典をもとにした発展・実生活・時事の話題を補足しています(教科書そのものではありません)。

柔毛の表面に並ぶ「微絨毛」でさらに表面積アップ発展

小腸の柔毛は表面積を広げて吸収を効率よくしますが、柔毛をおおう吸収上皮細胞の表面には、さらに細かい突起の微絨毛がびっしり並んでいます。この微絨毛によって小腸の内表面積は約20倍にもなり、養分を吸収するだけでなく膜の表面で消化も進めるしくみになっています。

出典:日本顕微鏡学会誌「小腸吸収上皮細胞の消化と吸収機構」(J-STAGE)

食物繊維は大腸で腸内細菌のエサになる実生活

教科書では食物繊維はほとんど消化されないと習いますが、実は大腸にすむ腸内細菌が食物繊維を発酵させて、酢酸・プロピオン酸・酪酸などの短鎖脂肪酸をつくります。これらは大腸の細胞のエネルギー源になったり、腸内のバランスを整えたりするので、野菜や海藻をとることは体にとって大切です。

出典:腸内細菌学雑誌「プレバイオティクスから大腸で産生される短鎖脂肪酸の生理効果」(北海道大学・J-STAGE)

胃液が強い酸性なのは消化と殺菌の両方のため発展

胃液はpH1〜2という強い酸性で、酵素ペプシンはこの酸性のときだけタンパク質を分解できます。さらに胃酸には、口から食べ物といっしょに入ってきた細菌の多くを殺菌するはたらきもあり、体を病気から守る役割も果たしています。

出典:コトバンク「胃酸」/「ペプシン」(日本大百科全書ほか)

消化酵素は体温くらいの温度でいちばんよくはたらく発展

だ液のはたらきを調べる実験で体温に近い温度にするのは、消化酵素が体温前後でもっとも活発になるからです。酵素はタンパク質でできているため、温度が高すぎると形がこわれて(変性して)はたらきを失い、逆に低すぎると反応がほとんど進まなくなります。

出典:うみねこ博物館(大学医学教育資料)「体温」(plaza.umin.ac.jp)

腸内細菌は「もう一つの臓器」とも呼ばれる実生活

わたしたちの腸には膨大な数の腸内細菌がすみつき、養分の吸収を助けたり、ビタミンをつくったり、体に役立つ物質を生み出したりしています。そのはたらきの大きさから、腸内細菌のまとまり(腸内細菌叢)は「もう一つの臓器」と表現されることもあり、何を食べるかが健康に深く関わっています。

出典:日本内科学会雑誌「新たな臓器としての腸内細菌叢」(J-STAGE)