"Окружающий мир", Сивоглазов В.И., Саплина Е.В., Саплин А.И.
Воздух — смесь газов, окружающая Землю и необходимая большинству живых организмов. Кислород нужен для дыхания: с его участием организм получает энергию из органических веществ. При дыхании выделяется углекислый газ, который растения используют на свету для фотосинтеза, одновременно выделяя кислород. Так дыхание и фотосинтез связывают живые организмы и поддерживают круговорот газов. Загрязнение воздуха нарушает эту связь и вредит здоровью.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Воздух — смесь газов, окружающая Землю. В нём около 78% азота и 21% кислорода, а также содержатся углекислый газ, водяной пар и другие примеси. Состав воздуха важен для жизни: организмы используют отдельные газы для дыхания и образования питательных веществ.
Дыхание — процесс получения организмом энергии при использовании кислорода и органических веществ. Органические вещества служат своего рода запасом энергии, а кислород помогает клеткам высвободить её. Благодаря дыханию организм может двигаться, расти и поддерживать работу органов.
Газообмен — поступление кислорода в организм и удаление углекислого газа. Это обмен газами между организмом и окружающей средой, который помогает снабжать клетки кислородом и избавляться от продукта дыхания. Газообмен происходит через органы дыхания у человека и животных, а у растений — в том числе через устьица.
Фотосинтез — образование растениями органических веществ из углекислого газа и воды на свету с выделением кислорода. Так растение получает вещества для роста и запасает энергию света в органических веществах. Фотосинтез также возвращает кислород в воздух.
Кислород воздуха необходим человеку, животным и большинству других организмов, потому что участвует в высвобождении энергии из пищи. Без этой энергии клетки не смогут нормально выполнять свою работу, а организм не сможет поддерживать жизненные процессы. Поэтому при недостатке кислорода человек начинает задыхаться, а длительное его отсутствие смертельно опасно. Некоторые микроорганизмы могут жить без кислорода, но для большинства привычных нам организмов он необходим.
У человека воздух проходит через дыхательные пути в лёгкие, где кислород переходит в кровь, а углекислый газ из крови попадает в выдыхаемый воздух. Кровь переносит кислород к клеткам, поэтому одного вдоха недостаточно: газ должен попасть в организм и быть доставлен к тканям. У животных газообмен происходит с помощью разных органов, например лёгких, жабр или трахей, приспособленных к их среде обитания. У растений газы проходят через небольшие отверстия — устьица, чаще всего расположенные на листьях.
Углекислый газ появляется в воздухе при дыхании организмов, но для растений это не только отходящий газ. На свету растение поглощает его и вместе с водой использует для образования органических веществ. Эти вещества нужны для роста и служат пищей самому растению, а также могут стать пищей для животных. Поэтому углекислый газ, выделяемый при дыхании, становится одним из исходных материалов фотосинтеза.
Дыхание и фотосинтез связаны обменом кислорода и углекислого газа. При дыхании организмы поглощают кислород и выделяют углекислый газ, а при фотосинтезе растения поглощают углекислый газ и выделяют кислород. Вещество не исчезает бесследно: газы переходят из воздуха в организмы и обратно. Благодаря этому круговороту поддерживается газовый состав атмосферы, хотя на него влияют также природные процессы и деятельность человека.
Загрязнение воздуха опасно, потому что вредные примеси могут попадать в дыхательные пути, повреждать органы и нарушать жизнь растений. Пыль, дым и некоторые газы ухудшают качество воздуха, которым дышат люди и животные, а загрязняющие вещества могут оседать на листьях и мешать их работе. Уменьшение доступного кислорода также опасно: клеткам становится труднее получать энергию. Поэтому чистый воздух и сохранение природных сообществ важны для здоровья всех организмов.
| Компонент воздуха | Участие в жизнедеятельности | Кому особенно необходим | Что происходит при недостатке или избытке |
|---|---|---|---|
| Кислород | Участвует в дыхании и получении энергии из органических веществ. | Человеку, животным и большинству других организмов. | Недостаток затрудняет дыхание и опасен для жизни; избыток в обычных условиях не является типичной проблемой, но повышенная концентрация усиливает горение. |
| Углекислый газ | Используется растениями при фотосинтезе; образуется при дыхании. | Растениям для фотосинтеза. | Недостаток может ограничивать фотосинтез; высокая концентрация опасна для человека и животных. |
| Азот | Составляет большую часть воздуха, но напрямую не используется человеком и животными для дыхания. | Некоторым бактериям, которые участвуют в превращении азота в доступные соединения. | При обычном составе воздуха недостаток или избыток азота не ощущается; вытеснение им кислорода затрудняет дыхание. |
| Водяной пар и примеси | Водяной пар влияет на влажность; примеси могут быть природными или загрязняющими. | Влажность важна многим организмам, а переносимые воздухом вещества влияют на все живые организмы. | Слишком сухой или влажный воздух может причинять дискомфорт; вредные примеси ухудшают здоровье и повреждают растения. |
Таблица помогает сравнить не только долю газов, но и их роль для организмов. Сначала найдите компонент воздуха, затем проследите, кто и для чего его использует. Последний столбец показывает, почему отклонения от обычного состава или появление вредных примесей могут быть опасны.
Условие: нужно объяснить, как меняется воздух в закрытом помещении и почему это сказывается на самочувствии. Вычислять ничего не требуется: важно связать дыхание с обменом газов. При этом следует помнить, что в помещении могут накапливаться и другие загрязнители.
Ответ: долго находиться в непроветриваемом помещении неприятно и небезопасно, потому что воздух не обновляется, кислород расходуется, а углекислый газ и другие примеси накапливаются. Проветривание помогает заменить часть воздуха свежим.
Условие: нужно сравнить, какие газы растение поглощает и выделяет в светлое и тёмное время суток. Растение дышит постоянно, но фотосинтез зависит от света. Поэтому нельзя объяснить дневной газообмен одним только дыханием.
Ответ: ночью растение только дышит, а днём одновременно дышит и фотосинтезирует. Итоговый обмен газами днём зависит от соотношения этих процессов и условий освещения.
Условие: нужно объяснить последствия для живых организмов, опираясь на связь фотосинтеза, состава воздуха и здоровья. Вырубка уменьшает количество растений, а загрязнение добавляет в атмосферу вредные вещества. Рассуждать следует и о местных последствиях, и о влиянии на природные связи.
Ответ: вырубка лесов и загрязнение воздуха ослабляют природные связи и ухудшают условия жизни организмов. Сохранение лесов и сокращение выбросов помогают поддерживать более благоприятную среду.
Ошибка: считать, что растения только выделяют кислород. Так думают, потому что часто говорят о фотосинтезе, но забывают о дыхании. Растения дышат постоянно и при этом поглощают кислород, выделяя углекислый газ. Проверь себя: отдельно укажи, что происходит при дыхании, а что — при фотосинтезе.
Ошибка: путать дыхание с газообменом. Газообмен описывает поступление и удаление газов, а дыхание — процесс получения энергии с использованием кислорода и органических веществ. Их связывает участие газов, но это не одно и то же. Проверь себя: если в объяснении есть только вдох и выдох, речь идёт о газообмене, а не о полном смысле дыхания.
Ошибка: утверждать, что растения используют для фотосинтеза кислород. Путаница возникает потому, что кислород связан с жизнью и дыханием. Однако при фотосинтезе растение поглощает углекислый газ и воду, а кислород выделяет. Проверь себя: назови исходный газ и газ, который появляется в результате процесса.
Ошибка: считать, что азот воздуха непосредственно используется человеком и животными для дыхания. Азота в воздухе больше всего, поэтому его легко принять за главный газ для дыхания. Но организмам для получения энергии нужен кислород, а азот из воздуха напрямую не служит его заменой. Проверь себя: вспомни, какой газ поглощается при обычном дыхании и какой выделяется.
Для понимания темы нужны знания о составе воздуха, органах дыхания человека и животных и потребностях организмов в условиях среды. Она связана с фотосинтезом и круговоротом веществ: при дыхании и фотосинтезе газы переходят между организмами и атмосферой. Эти знания пригодятся при изучении экосистем и охраны природы, а также при разговоре о загрязнении атмосферы и здоровье человека. Они помогают объяснить, почему сохранение растений и чистого воздуха важно для живых существ.
Почему человек не может дышать чистым углекислым газом?
Клеткам человека нужен кислород, чтобы получать энергию из органических веществ. Углекислый газ образуется при дыхании и удаляется из организма; в высокой концентрации он мешает нормальному газообмену и опасен для жизни.
Дышат ли растения ночью?
Да, растения дышат и ночью, и днём: поглощают кислород и выделяют углекислый газ. Фотосинтез ночью не идёт, потому что для него нужен свет.
Зачем растениям нужен углекислый газ?
На свету растения используют углекислый газ и воду для образования органических веществ. В этом процессе выделяется кислород.
Почему в лесу воздух обычно считают более чистым?
Растения задерживают часть пыли, а при фотосинтезе поглощают углекислый газ. Но лес не устраняет все загрязнители, поэтому чистота воздуха зависит и от других источников загрязнения.
Как проветривание влияет на самочувствие человека?
При проветривании в помещение поступает свежий воздух, а содержание углекислого газа и некоторых загрязнителей уменьшается. Поэтому человеку обычно легче сосредоточиться и чувствовать себя бодрее.
Воздух и живые организмы
