29. Кислород и его значение в жизни растений, животных и человека

Определения и обозначения

Кислород — газ, входящий в состав воздуха и необходимый для дыхания живых организмов. Он бесцветен и не имеет запаха, поэтому его нельзя увидеть или распознать по запаху. Знание о кислороде помогает понять, чем дышат люди, животные и растения.

Воздух — смесь газов, в которой кислород занимает примерно одну пятую часть. Смесью называют соединение нескольких веществ, не превращённых в одно новое вещество. Это объясняет, почему мы дышим не чистым кислородом, а обычным воздухом.

Дыхание — процесс использования организмом кислорода для получения энергии. Энергия нужна, чтобы организм мог жить, двигаться и выполнять другие действия. Поэтому дыхание связано с постоянным поступлением кислорода в тело.

Горение — быстрое соединение вещества с кислородом, сопровождающееся выделением тепла и часто света. При горении кислород участвует в изменении вещества, например дров. Это понятие помогает отличить горючее вещество от газа, который поддерживает его горение.

Как это устроено

Воздух состоит из нескольких газов, и кислород — только один из них. Он занимает примерно одну пятую часть воздуха, поэтому при вдохе человек получает не чистый кислород, а смесь газов. Воздух поступает через органы дыхания, где кислород переходит в организм. Так организм получает газ, необходимый для дыхания.

Кислород поддерживает горение, потому что при соединении с ним многие вещества быстро изменяются и выделяют тепло, а иногда и свет. Для пламени важно, чтобы одновременно были горючее вещество, кислород и достаточно тепла. Кислород при этом не является горючим веществом: он сам не горит, а помогает гореть другому веществу. Поэтому пламя может усиливаться в кислороде, но называть кислород горящим неверно.

Человек и животные получают кислород из воздуха с помощью органов дыхания. Затем кислород попадает в организм и используется клетками — очень маленькими частями тела — при получении энергии. Взамен организм выделяет углекислый газ, который уходит при выдохе. Значит, дыхание включает и поступление кислорода, и удаление части газов.

Растениям тоже нужен кислород, потому что они дышат и используют его для получения энергии. На свету зелёные растения образуют органические вещества — вещества, которые нужны им для жизни и роста, — и при этом выделяют кислород. Дыхание и образование органических веществ — разные процессы, поэтому одно не отменяет другого. Растение может выделять кислород на свету и одновременно нуждаться в нём для дыхания.

В закрытом помещении люди и животные продолжают дышать, а при горении кислород тоже расходуется. Поскольку свежий воздух не поступает, его состав постепенно меняется и доля доступного кислорода уменьшается. Под перевёрнутым сосудом запас воздуха ограничен, поэтому горящая свеча через некоторое время гаснет. Проветривание помогает заменить часть воздуха в помещении свежим.

Свойства кислорода и его значение

Сначала найдите в таблице признак или процесс, затем проследите, что происходит с кислородом. В последнем столбце указано, почему это важно для живых организмов и человека. Таблица помогает связать долю кислорода в воздухе с его значением для дыхания.

Разбор задач

1. Для каких процессов необходим кислород?

Условие. Нужно выбрать из перечня дыхание, горение дров, питьё воды и рост растения те процессы, в которых кислород непосредственно участвует. Важно не перепутать прямое участие газа с тем, что процесс просто происходит у живого организма. Разберём каждый пункт отдельно.

1. При дыхании человек использует кислород для получения энергии, значит, он участвует непосредственно.
2. При горении дров кислород соединяется с веществами древесины и поддерживает горение.
3. Вода нужна для питья, но кислород воздуха не является необходимой частью самого действия питья.
4. Растению кислород нужен для дыхания, хотя его рост связан и с другими условиями.

Ответ. Кислород непосредственно необходим для дыхания и горения дров; он также нужен растению для дыхания. Питьё воды — процесс, в котором кислород воздуха непосредственно не участвует. Уточнение про дыхание растения важно: речь не о том, что растение просто растёт, а о том, что оно дышит.

2. Почему свеча гаснет под стаканом?

Условие. Горящую свечу накрыли стаканом, и через некоторое время пламя погасло. Нужно объяснить, почему огонь не продолжает гореть. Для решения вспомним, что необходимо для горения.

1. Свече нужно горючее вещество и кислород, который поддерживает горение.
2. Под стаканом находится ограниченный запас воздуха, и новый воздух почти не поступает.
3. Пламя постепенно расходует кислород, поэтому его становится недостаточно для поддержания горения.
4. Когда горение уже не может продолжаться, свеча гаснет.

Ответ. Свеча гаснет, потому что в замкнутом пространстве постепенно расходуется кислород. Это не означает, что кислород сам горел: он помогал гореть веществу свечи. Пламя прекращается, когда кислорода под стаканом становится недостаточно.

3. Почему в непроветриваемой комнате трудно дышать?

Условие. В комнате долго находятся люди, окна и двери не открывают, а воздух кажется тяжёлым. Нужно объяснить, зачем проветривать помещение. Вспомним, как меняется воздух при дыхании.

1. Люди в комнате вдыхают воздух и используют кислород для дыхания.
2. При выдохе они выделяют углекислый газ, поэтому состав воздуха постепенно меняется.
3. Если воздух не обновлять, в комнату не поступает свежая порция воздуха.
4. Проветривание обеспечивает обмен: часть воздуха из комнаты выходит, а свежий поступает внутрь.

Ответ. Проветривать нужно, чтобы обновлять воздух в помещении и поддерживать его подходящий состав. Люди продолжают дышать, поэтому обмен воздуха особенно важен, когда в комнате долго находятся люди. Открывать окна следует безопасно и с учётом погоды.

Типичные ошибки

Ошибка — утверждать, что кислород горит. Так говорят, когда смешивают два выражения: «горит» и «поддерживает горение». Проверка простая: при горении кислород помогает другому веществу, а сам кислород горючим веществом не становится.

Ошибка — считать, что растения только выделяют кислород. Её допускают, если вспоминают лишь о выделении кислорода зелёными растениями на свету. Чтобы проверить себя, нужно отдельно назвать два процесса: растения дышат и на свету образуют органические вещества с выделением кислорода.

Ошибка — говорить, что весь воздух состоит из кислорода. Возможно, так кажется потому, что кислород нужен для дыхания, но воздух является смесью газов. Проверь себя: кислород занимает примерно одну пятую часть воздуха, а не весь его объём.

Ошибка — считать, что живой организм может нормально дышать без кислорода. Такое мнение противоречит роли кислорода в дыхании человека и животных. Проверь себя вопросом: откуда организм получает кислород? Он поступает из воздуха при дыхании, поэтому кислород необходим для нормальной работы организма.

Связь с другими темами

Для понимания темы полезно знать, что воздух состоит из газов, а человек и животные имеют органы дыхания. Также нужно помнить основные признаки живых организмов, например дыхание и рост. Дальше эти знания пригодятся при изучении фотосинтеза и круговорота веществ в природе.

Тема связана с охраной воздуха: растения выделяют кислород на свету, а загрязнение ухудшает качество воздуха. В повседневной жизни знания помогают правильно проветривать помещения и соблюдать правила пожарной безопасности. Они также объясняют, почему зелёные растения важны для природы и человека.

Что запомнить

• Кислород — важная составная часть воздуха.
• Кислород бесцветен и не имеет запаха.
• Кислород поддерживает горение, но сам не горит.
• Человеку и животным кислород нужен для дыхания.
• Растения используют кислород для дыхания.
• На свету зелёные растения выделяют кислород.
• При дыхании и горении кислород расходуется.