§ 39. Как изменяется состав воздуха при дыхании

Естествознание, 6 класс. Учебник: Верховцева Л. А. и др. (Алматыкітап баспасы, 2023). Раздел 4: Процессы в живой и неживой природе. Страницы 49–54.

Чему научишься

• Объяснять, зачем организму дыхание и что происходит с кислородом в клетках.
• Рассказывать, как дышат растения: устьица и чечевички.
• Называть органы дыхания животных: лёгкие, жабры, трахеи, дыхание всей поверхностью тела.
• Сравнивать вдыхаемый и выдыхаемый воздух по таблице и на опыте.

Разминка

• Из каких газов в основном состоит воздух? Азот (около 78 %) и кислород (около 21 %), немного углекислого газа и других газов.
• Что выделяют растения при фотосинтезе? Кислород.
• Что нужно клетке, чтобы получить энергию из пищи? Кислород.
• Какие процессы вместе образуют обмен веществ? Питание, дыхание, выделение.

Разбираемся

Зачем дышать

Кровь приносит кислород в каждую клетку. Там кислород соединяется с веществами из пищи, и выделяется энергия. Её организм тратит на всё: на движение, рост, работу мозга. Без кислорода клетки быстро останавливаются — поэтому без воздуха человек живёт лишь несколько минут.

📌 Дыхание — свойство всех живых организмов. Организм поглощает кислород ($O_2$) и выделяет углекислый газ ($CO_2$).

Как дышат растения

Растения дышат всегда, днём и ночью, всю жизнь. Дышат корни, стебли, листья, цветки и незрелые плоды. Особых органов дыхания у растений нет.

Газы входят и выходят через маленькие «дверцы»:

• устьица — щёлочки в кожице листа;
• чечевички — бугорки в коре стебля (их хорошо видно на ветках берёзы и вишни).

На рисунке в параграфе растение со стрелками. При дыхании кислород входит в растение, а углекислый газ выходит. При фотосинтезе наоборот: углекислый газ входит, кислород выходит.

⚠️ Частая ошибка. «Растения дышат углекислым газом». Нет! Углекислый газ им нужен для питания (фотосинтеза). А дышат растения, как и мы, кислородом.

Как дышат животные

На рисунке в параграфе — разные животные и их органы дыхания:

Дыхательная система человека

Воздух идёт по дыхательным путям (нос, гортань, трахея, бронхи) в лёгкие. Лёгкие состоят из множества крошечных пузырьков — альвеол. Каждая альвеола оплетена капиллярами.

Через стенки альвеол газы переходят сами, благодаря диффузии: кислород — из воздуха в кровь, углекислый газ — из крови в воздух.

🌟 Если расправить все альвеолы, их площадь составит 70–90 м² — как пол в большой квартире! За сутки человек делает около 20–25 тысяч вдохов и прогоняет через лёгкие около 10 тысяч литров воздуха.

📕 В учебнике написано «в каждом лёгком более 300 млн альвеол». По распространённым данным, 300–500 млн альвеол — это в обоих лёгких вместе.

Что меняется в выдохе

Сравни вдыхаемый и выдыхаемый воздух (данные из таблицы параграфа):

Что видно:

1. Кислорода в выдохе меньше: организм его забрал.
2. Углекислого газа в выдохе больше примерно в 130 раз: организм его выделил.
3. Азота столько же: организм его не использует.

💡 Интересно: в выдохе ещё 16 % кислорода! Именно поэтому работает искусственное дыхание «рот в рот» — выдохнутого кислорода хватает, чтобы помочь человеку.

Проверь, как понял

Проверь себя

• Что такое дыхание? Поглощение кислорода и выделение углекислого газа; кислород нужен клеткам для получения энергии.
• Как газы попадают в растение? Через устьица листьев и чечевички стебля.
• Что такое альвеолы? Крошечные пузырьки лёгких, оплетённые капиллярами.
• Как кислород попадает в кровь? Благодаря диффузии через стенки альвеол.
• Как меняется воздух при дыхании? Кислорода становится меньше, углекислого газа — больше, азота — столько же.

Решаем упражнения

№ 1

Исправь ошибки: 1) растения дышат только днём, используя $CO_2$; 2) у большинства животных органы дыхания — трахеи; 3) человек дышит чистым кислородом.

Как думать. Сверь каждое утверждение с текстом урока.

Решение.

1. Растения дышат круглые сутки и при этом поглощают кислород ($O_2$), а выделяют $CO_2$.
2. Трахеи — у насекомых. У большинства водных животных — жабры, у наземных — лёгкие.
3. Человек дышит атмосферным воздухом — смесью газов, где кислорода около 21 %.

Ответ: 1) днём и ночью, поглощая $O_2$; 2) жабры или лёгкие (трахеи — у насекомых); 3) атмосферным воздухом.

№ 2

Соотнеси животных (гидра, рыбы, собака, дождевой червь, лягушка, жук) с органами дыхания (жабры, лёгкие, трахеи, поверхность тела).

Ответ: 1 — поверхность тела; 2 — жабры; 3 — лёгкие; 4 — поверхность тела; 5 — лёгкие (и кожа); 6 — трахеи.

№ 3

Андрей и Миша спорят, почему при вдохе воздух входит в лёгкие. Задание 1: выбери верный вариант: 1) воздух входит и силой раздувает лёгкие и грудную клетку; 2) лёгкие расширяются и втягивают воздух, а сжимаясь, выталкивают его; 3) человек осознанно вдыхает воздух. Задание 2: прочитай советы о правильном дыхании.

Как думать. В лёгких нет мышц. Что тогда их расширяет?

Решение.

1. Вариант 1 неверный: воздух не «врывается» сам и не расталкивает грудную клетку.
2. Вариант 3 неверный: обычно мы дышим, не задумываясь, даже во сне. Задержать дыхание можно лишь ненадолго.
3. Вариант 2 ближе всего к правде, но с уточнением. При вдохе мышцы между рёбрами и диафрагма расширяют грудную клетку. Лёгкие расширяются вместе с ней, давление в них падает, и воздух входит внутрь. При выдохе грудная клетка уменьшается и выталкивает воздух.

Задание 2 — это правила: дыши через нос, ровно и глубоко. Физический труд и спорт развивают грудную клетку, и газообмен в лёгких идёт полнее.

Ответ: верен вариант 2, при этом лёгкие расширяются вслед за грудной клеткой.

№ 4

(вопрос 1 к таблице 8) В покое лёгкие прогоняют 4–5 л воздуха в минуту и поглощают 250 см³ кислорода. При систематических упражнениях — 90–150 л/мин и 5000 см³ кислорода. Влияет ли работа мышц на работу лёгких?

Решение. $5000 : 250 = 20$. Объём вентиляции растёт с 4–5 до 90–150 л/мин, то есть примерно в 20–30 раз.

Ответ: да, влияет: при нагрузке кислорода поглощается в 20 раз больше.

№ 5

(вопрос 2 к таблице 8) Почему газообмен усиливается?

Пример ответа.

• Работающим мышцам нужно много энергии.
• Энергия получается, когда кислород соединяется с веществами пищи — значит, нужно больше кислорода.
• При этом образуется больше углекислого газа, его надо быстрее выводить.
• Поэтому мы дышим чаще и глубже, а сердце бьётся быстрее.

Ответ: мышцам нужно больше энергии, а значит, больше кислорода, и нужно быстрее удалять углекислый газ.

№ 6

(вопрос 3 к таблице 8) Как активные упражнения влияют на здоровье?

Пример ответа.

• Тренируются дыхательные мышцы, грудная клетка становится шире, лёгкие — выносливее.
• Укрепляется сердце.
• Улучшается обмен веществ, легче держать нормальный вес.
• Но нагрузку увеличивают постепенно и после разминки.

Ответ: упражнения укрепляют лёгкие, сердце и весь организм, если нагрузка разумная.

№ 7

(задание без номера в учебнике: «Объясни, почему без воздуха человек жить не может») Без пищи и воды человек живёт несколько дней, без воздуха — несколько минут. Почему? Что ты знаешь о дыхании?

Пример ответа.

• Запасы пищи и воды в организме есть, а запаса кислорода почти нет.
• Кислород нужен каждой клетке, чтобы получить энергию из пищи.
• Особенно быстро без кислорода страдает мозг.
• Мы вдыхаем кислород и выдыхаем углекислый газ.

Ответ: кислород в организме не запасается, а без него клетки не получают энергию и гибнут.

№ 8

(задание без номера в учебнике: таблица «Знаю — Хочу узнать — Узнал») Начерти таблицу и заполни графы «Знаю» и «Хочу узнать» в начале урока, а «Узнал» — в конце.

Пример ответа.

Ответ: у каждого своя таблица.

№ 9

(задание без номера в учебнике: «Познакомься с таблицей 6…») Какие выводы можно сделать по составу вдыхаемого и выдыхаемого воздуха?

Решение.

1. Кислород: $20{,}94 - 16{,}3 = 4{,}64$ % — организм забрал часть кислорода.
2. Углекислый газ: $4 : 0{,}03 \approx 133$ — его стало больше примерно в 130 раз.
3. Азот: 79 % и там, и там — организм его не использует.

Ответ: при дыхании организм поглощает кислород и выделяет углекислый газ; азот не меняется.

№ 10

(задание без номера в учебнике: опыт «Состав вдыхаемого и выдыхаемого воздуха») Проверь на опыте, есть ли в выдыхаемом воздухе углекислый газ.

🧪 Опыт. Оборудование: пробирка с раствором лакмуса, стеклянная трубочка, ватный тампон с дезинфицирующим раствором.

Как думать. Лакмус — «шпион» кислоты: в кислой среде он краснеет. Углекислый газ с водой даёт слабую кислоту.

Ответ: лакмус из фиолетового стал розовым, значит, в выдыхаемом воздухе есть углекислый газ.

⚠️ Через трубочку только выдыхай, никогда не втягивай раствор в рот. У каждого — своя чистая трубочка. Пробирку держи вертикально, не направляй на соседа.

👨‍👩‍👧 Родителю. Дома лакмус можно заменить отваром краснокочанной капусты (он фиолетовый). Подуйте в него через коктейльную трубочку несколько минут — цвет слегка сдвинется к розовому. Эффект слабее, чем с лакмусом, зато всё безопасно.

№ 11

(задание без номера в учебнике: «Подведи итоги… Заполни графу „Узнал“») Подведи итоги урока.

Пример ответа. Я узнал, что дышат все живые организмы, даже растения, и делают это круглые сутки. Растения дышат через устьица и чечевички, рыбы — жабрами, насекомые — трахеями, мы — лёгкими. В выдохе кислорода меньше (16,3 % вместо 20,94 %), а углекислого газа больше (4 % вместо 0,03 %). Это я проверил на опыте с лакмусом.

Ответ: у каждого свои итоги.

№ 12

(задание без номера в учебнике: домашнее) Сделай предметно-графический макет «Поступление кислорода в лёгкие человека».

Как думать. Макет должен показать путь воздуха и место, где кислород переходит в кровь.

Решение. План:

1. На картоне нарисуй контур головы и груди человека.
2. Из трубочки для коктейля сделай трахею, из разветвлённых трубочек или проволоки — бронхи.
3. Лёгкие — два воздушных шарика или пакетика; альвеолы — гроздья из мелких бусин или пузырчатой плёнки.
4. Красной и синей нитками покажи капилляры вокруг «альвеол».
5. Стрелками подпиши: синие — путь кислорода $O_2$ внутрь, красные — путь углекислого газа $CO_2$ наружу.

Можно сделать и «действующую» модель: пластиковая бутылка без дна, внутри шарик на трубочке, снизу — натянутая плёнка-«диафрагма». Тянешь плёнку вниз — шарик надувается.

Ответ: макет показывает путь: нос → трахея → бронхи → лёгкие → альвеолы → кровь.

Шпаргалка

• Дышат все живые организмы, растения — круглые сутки.
• Дыхание противоположно фотосинтезу.
• Животные дышат лёгкими, жабрами, трахеями или всей поверхностью тела.
• В выдохе меньше кислорода и гораздо больше углекислого газа; азот не меняется.
• Углекислый газ делает лакмус розовым.

Мини-тест