Oddychanie zwykle kojarzy się nam z wdechem i wydechem. Tymczasem jest to dużo bardziej złożona czynność życiowa. Odbywająca się w płucach wymiana gazowa umożliwia dostarczenie tlenu każdej żywej komórce. Tlen jest wykorzystywany do oddychania komórkowego. Na czym ten proces polega i co oprócz tlenu jest jeszcze potrzebne?

Już wiesz
  • że układ oddechowy jest zbudowany z dróg oddechowych i płuc;

  • że w płucach odbywa się wymiana gazowa.

Nauczysz się
  • wyjaśniać, na czym polega oddychanie komórkowe;

  • wykazywać doświadczalnie, że tlen jest potrzebny do spalania;

  • wykrywać produkty oddychania komórkowego: dwutlenek węgla i wodę.

1. Na czym polega spalanie?

Aby zrozumieć, na czym dokładnie polega oddychanie, musimy dowiedzieć się, czym jest spalanie. Jest to reakcja chemiczna różnych substancji z tlenem, podczas której uwalniana jest energia – dlatego czujemy ciepło i widzimy światło. Dzięki spalaniu możemy uzyskać energię potrzebną do ogrzania mieszkania i ugotowania posiłku. Do uwolnienia energii zawartej na przykład w drewnie niezbędny jest tlen z powietrza. Przekonamy się o tym, wykonując doświadczenie.

Spalanie drewna dostarcza energii, którą odczuwamy w postaci ciepła. Dzięki niemu widzimy też światło
Doświadczenie 1

Zbadanie, czy tlen jest potrzebny do spalania.

Co będzie potrzebne
  • 2 niskie świeczki,

  • szklanka żaroodporna lub słoik,

  • zapałki.

Instrukcja
  1. Zapal świeczki, odczekaj 2–3 minuty, aż się dobrze rozpalą.

  2. Przykryj jedną świeczkę szklanką.

  3. Obserwuj płomień świecy i wewnętrzną ściankę szklanki.

Podsumowanie

Świeczka, która nie została przykryta szklanką, pali się nadal. Natomiast świeczka przykryta szklanką zgasła po pewnym czasie.

Świeczka pozostawiona pod przykryciem jest pozbawiona dostępu do tlenu

Świeczka przykryta szklanką pali się do czasu, aż zużyje tlen znajdujący się w powietrzu wewnątrz szklanki. Spalaniu towarzyszy skraplanie pary wodnej. Można to stwierdzić, obserwując wewnętrzną ściankę szklanki oraz dotykając jej po zgaśnięciu świeczki. Paląca się świeczka dostarcza światło oraz wydziela ciepło. Na skutek tego procesu powstają nowe substancje: para wodna i dwutlenek węgla.

Doświadczenie 2

Zbadanie zmian zachodzących podczas spalania.

Co będzie potrzebne
  • świeczka,

  • łyżeczka,

  • zapałki,

  • lusterko

  • pomoc osoby dorosłej.

Instrukcja
  1. Zapal świeczkę.

  2. Poproś osobe dorosłą, by potrzymała lusterko na pewnej wysokości nad płomieniem.

  3. Obejrzyj uważnie lusterko.

  4. Poproś osobę dorosłą, by ostrożnie, żeby się nie oparzyć, potrzymała łyżeczkę kilkanaście sekund tuż nad płomieniem.

  5. Obejrzyj uważnie łyżeczkę. Nie dotykaj części, która była w ogniu!

Podsumowanie

Świeczka zbudowana jest z substancji zbudowanych m.in. z węgla. Podczas spalania substancje te ulegają rozkładowi. Jeśli na lusterku obserwujemy pojawienie się kropel wody, oznacza to, że w dymie ze świeczki znajduje się para wodna. Z kolei na łyżeczce pojawił się czarny osad – to sadza, czyli forma węgla.

2. Oddychanie komórkowe

W organizmie człowieka odbywa się proces polegający na uwalnianiu energii zawartej w pożywieniu przy udziale tlenu. Proces ten zachodzi w każdej komórce ciała, dlatego nazywa się go oddychaniem komórkowym. Jest on typowy dla wszystkich żywych organizmów. U większości bierze w nim udział tlen. Oddychanie komórkowe jest bardzo podobne do spalania, ale istnieją dwie ważne różnice:

  • oddychanie komórkowe nie zachodzi tak gwałtownie, jak spalanie;

  • energia powstała podczas oddychania nie rozprasza się w postaci światła i ciepła, lecz jest magazynowana przez organizm.

Udział w procesie oddychania komórkowego biorą głównie cukry i tłuszcze. Dlatego pokarmy bogate w te składniki pokarmowe nazywamy energetycznymi. Zarówno pokarm, jak i tlen są przenoszone do komórek za pomocą krwi. W wyniku oddychania komórkowego uwalniana jest energia; powstają też produkty uboczne: dwutlenek węgla i woda. Organizm wykorzystuje energię do różnych procesów życiowych, np. poruszania się, utrzymania temperatury ciała czy wzrostu. Dwutlenek węgla jest usuwany podczas wymiany gazowej, zaś woda może zostać spożytkowana przez organizm. (Oddychanie komórkowe)

Ciekawostka

W wyniku oddychania komórkowego w organizmie człowieka może powstać ponad pół litra wody dziennie.

Doświadczenie 3

Stwierdzenie obecności dwutlenku węgla w wydychanym powietrzu.

Co będzie potrzebne
  • woda,

  • woda wapienna,

  • 2 słoiki,

  • 3 szklanki,

  • słomka do napojów,

  • lusterko.

Instrukcja
  1. Do dwóch szklanek wlej wodę wapienną, a do trzeciej wodę z kranu

    .

  2. Do jednej ze szklanek z wodą wapienną i do szklanki z wodą wdmuchuj przez rurkę wydychane powietrze.

  3. Do drugiej szklanki z wodą wapienną wdmuchuj powietrze atmosferyczne na przykład za pomocą pompki.

  4. Porównaj wygląd cieczy we wszystkich szklankach.

Podsumowanie

Woda wapienna w obecności dwutlenku węgla mętnieje. Jeśli woda wapienna zmętniała w szklance, do której było wdmuchiwane powietrze, to oznacza, że w wydychanym powietrzu jest więcej dwutlenku węgla niż w powietrzu wdychanym.

Polecenie 1

Zastanów się i wyjaśnij, dlaczego organizm pozbawiony tlenu umiera po kilku minutach mimo obecności w komórkach pokarmu.

3. Skład powietrza wdychanego i wydychanego

Powietrze składa się głównie z azotu i tlenu, niewielkich ilości dwutlenku węgla oraz innych gazów. Z tych składników tylko tlen podtrzymuje palenie i jest wykorzystywany podczas oddychania komórkowego. Zawartość tlenu w wydychanym powietrzu zmniejsza się, ponieważ część została wykorzystana do rozkładu pokarmu. Więcej jest natomiast dwutlenku węgla i wody (w postaci pary wodnej) – substancji powstałych w wyniku oddychania komórkowego. Ilość pozostałych składników nie ulega zmianie.

4. Czad

Jednym z niebezpieczeństw związanych z pożarem jest zaczadzenie, czyli przedostanie się do organizmu czadu – bezbarwnego, bezwonnego i silnie trującego gazu. Dlaczego? Otóż tlen jest rozprowadzany przez komórki krwi. Jeśli we wdychanym powietrzu znajduje się czad, to trwale się on z nimi łączy i tlen nie może być już transportowany.

(Ochrona przed czadem)

Częstą przyczyną zatrucia czadem są zatkane kominy starych kominków i pieców przy niedrożnych otworach wentylacyjnych. Na skutek złego przepływu w powietrzu jest zbyt mało tlenu i zamiast dwutlenku węgla powstaje czad

Podsumowanie

  • Podczas spalania substancji wydzielane jest ciepło i światło. Spalanie najczęściej odbywa się w obecności tlenu.

  • Podczas oddychania komórkowego w obecności tlenu uwalniana jest energia zawarta w pokarmie. W przeciwieństwie do spalania jest to proces stopniowy, energia jest magazynowana, a następnie wykorzystywana do wykonywania różnych czynności życiowych.

  • Powietrze wydychane zawiera mniej tlenu, a więcej dwutlenku węgla i pary wodnej niż powietrze wdychane.

Praca domowa
Polecenie 2.1

Zastanów się, czy czas palenia się dwóch świeczek przykrytych jednym słoikiem będzie taki sam jak pojedynczej. Zaprojektuj doświadczenie i wykonaj je w obecności osoby dorosłej. Zapisz w zeszycie wynik doświadczenia i jego wyjaśnienie.

Zobacz także

iNQTkad5rJTwoje ciało

iGSAZbGWqhJak oddychamy?

Słowniczek

oddychanie komórkowe

reakcja chemiczna polegająca na rozkładzie pokarmu, zachodząca w żywych komórkach w obecności tlenu; podczas reakcji uwalniana jest energia, a produktami ubocznymi są dwutlenek węgla i woda

spalanie

reakcja chemiczna polegająca na rozkładzie substancji, w wyniku czego powstaje energia w postaci ciepła i światła; spalanie odbywa się najczęściej z udziałem tlenu

Zadania:

Ćwiczenie 1
Ćwiczenie 2
Ćwiczenie 3
Ćwiczenie 4
Ćwiczenie 5
Ćwiczenie 6