まとめ
【定義】
水中生物とは、河川、湖沼、海洋などの水中に生息し、水中にわずかに溶解している酸素を取り込んで呼吸を行う生物の総称である。
学習の要点
- 重要語句：溶存酸素、助燃性、気体の置換法（水上・下方・上方置換）
- 用語の意義：生物の呼吸に必要な酸素の物理的性質（溶解度）と化学的性質（酸化反応）を理解する。
解説
水中生物は、水にわずかに溶けている酸素（溶存酸素）を取り込むことで生命活動を維持している。例えば魚類は、エラを通じて効率的に酸素を血中に取り込み、二酸化炭素を排出する呼吸を行っている。
気体を採集する際には、その物質の「水への溶けやすさ」と「空気に対する密度」に基づいた方法が選択される。酸素は水に溶けにくいため、水槽の中で逆さにした集気びんに気体を送り込む「水上置換法」が用いられる。この方法は、空気の混入を防ぎ、純度の高い気体を集めるのに最適である。一方、水に溶けやすく空気より重い気体には「下方置換法」、軽い気体には「上方置換法」が用いられる。
酸素の化学的特性として顕著なのが「助燃性」である。これは物質が燃えるのを助ける性質であり、酸素が充満した環境下では激しい酸化反応が観察される。実験では、線香が炎を上げて燃えるほか、木炭が赤光を発し、硫黄が青白い炎を上げ、鉄線が火花を散らして燃焼する様子が確認できる。これらは酸素と物質が激しく結合する反応の結果である。
補足
水に溶ける酸素の量は、水温が高いほど少なくなり、水温が低いほど多くなる性質がある。このため、夏場の高水温期には水中生物が酸素不足に陥りやすい。
参照: 学習指導要領準拠資料
小学生のみなさんへ
水中生物（すいちゅうせいぶつ）とは、魚などのように、水の中で生活している生き物のことです。わたしたち人間が空気中の酸素を吸って生きているように、水中生物も水の中にわずかに溶けている酸素を取りこんで呼吸をしています。
理科の実験では、酸素の性質を調べるために、水の中で気体を集める「水上置換法（すいじょうちかんほう）」という方法を使います。これは、酸素が水に溶けにくいという性質を利用したものです。
酸素には、ものの燃え方をはげしくする「助燃性（じょねんせい）」というはたらきがあります。酸素をたっぷり入れたびんの中で実験をすると、線香（せんこう）が炎を上げて燃えたり、鉄が火花を散らして燃えたりします。空気の中よりも、ずっとはげしく燃える様子を観察することができます。
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