BÀI 4. CÁC NGUYÊN TỐ HOÁ HỌC VÀ NƯỚC

Tài Liệu Học Tập Môn Sinh Học Lớp 10

NGUỒN CẤU TRÚC BÀI HỌC VÀ KIẾN THỨC ĐƯỢC LẤY TỪ SGK KẾT NỐI TRI THỨC VỚI CUỘC SỐNG - NHÀ XUẤT BẢN GIÁO DỤC VIỆT NAM

PHẦN 1. SINH HỌC TẾ BÀO 

CHƯƠNG 1. THÀNH PHẦN HOÁ HỌC CỦA TẾ BÀO 

BÀI 4. CÁC NGUYÊN TỐ HOÁ HỌC VÀ NƯỚC

I. KHÁI NIỆM VỀ HỌC THUYẾT TẾ BÀO

Năm 1839, hai nhà sinh học người Đức (Schleiden và Schwann) phát hiện ra: Tất cả thực vật và động vật đều được cấu tạo từ tế bào.

3 nội dung chính của học thuyết hiện đại (Cực kỳ quan trọng):

• Mọi sinh vật đều được cấu t từ 1 hoặc nhiều tế bào. Sự sống tiếp diễn nhờ sự chuyển hóa và di truyền bên trong tế bào.
• Tế bào là đơn vị nhỏ nhất, đơn vị cấu trúc và đơn vị chức năng cơ bản nhất của mọi cơ thể sống.
• Tế bào không tự nhiên sinh ra, chúng chỉ được tạo ra từ sự phân chia của tế bào có trước.

II. CÁC NGUYÊN TỐ HOÁ HỌC TRONG TẾ BÀO

Trong số 92 nguyên tố hoá học trong tự nhiên, thì có khoảng 20% - 25% nguyên tố hoá học cần thiết cho sự sống. Dựa vào hàm lượng, chúng được chia thành 2 nhóm:

Nhóm 1: Nguyên tố đại lượng

• Khái niệm: Là các nguyên tố sinh vật cần với số lượng lớn.
• Đại diện: C, H, O, N (chiếm 96% khối lượng cơ thể) và Ca, P, K, S... (chiếm khoảng 3,4%).
• Vai trò: Là thành phần chủ chốt cấu tạo nên mọi phân tử sinh học và các thành phần hóa học của tế bào.

Nhóm 2: Nguyên tố vi lượng

• Khái niệm: Là những nguyên tố sinh vật chỉ cần một lượng rất nhỏ.
• Đại diện & Vai trò: Như Iodine, sắt, kẽm... giúp cấu tạo enzyme và điều hòa hoạt động sống.
• Hậu quả: Thiếu chúng sẽ gây rối loạn và sinh bệnh (Ví dụ: Thiếu Iodine dẫn đến bệnh bướu cổ).
• Lưu ý thêm: Nhu cầu nguyên tố thiết yếu ở các loài là khác nhau (Người cần 25 loại, thực vật cần 17 loại).

Hình ảnh được thiết kế và chuẩn hóa bởi đội ngũ BioneticAI, dựa trên khung nội dung Sách giáo Khoa Kết Nối Tri Thức Với Cuộc Sống nhằm đảm bảo tính chính xác cao nhất.

Vai trò của carbon

Dù là một nguyên tố đa lượng nhưng Carbon được sách tách riêng ra một mục lớn vì vai trò "xương sống" của nó:

• Cấu tạo linh hoạt: Có 4 electron hóa trị ở vòng ngoài nên có thể đồng thời tạo 4 liên kết cộng hóa trị với các nguyên tử khác
• Tạo bộ khung đa dạng: Các nguyên tử Carbon liên kết với nhau tạo thành bộ khung hydrocarbon với nhiều cấu hình không gian khác nhau: mạch thẳng, mạch nhánh, và mạch vòng.
• Nền tảng của sự sống: Từ bộ khung này liên kết với các nhóm chức khác nhau để tạo nên các hợp chất hữu cơ chính của tế bào (carbohydrate, lipid, protein và nucleic acid).

Hình ảnh được thiết kế và chuẩn hóa bởi đội ngũ BioneticAI, dựa trên khung nội dung Sách giáo Khoa Kết Nối Tri Thức Với Cuộc Sống nhằm đảm bảo tính chính xác cao nhất.

III. NƯỚC VÀ VAI TRÒ CỦA NƯỚC ĐỐI VỚI SỰ SỐNG

1. Cấu trúc và tính chất vật lí, hoá học của nước

• Cấu tạo phân tử: Một phân tử nước bao gồm một nguyên tử oxygen liên kết với hai nguyên tử hydrogen bằng hai liên kết cộng hóa trị. Do oxygen hút electron mạnh hơn nên các electron trong liên kết bị lệch về phía oxygen.
• Tính phân cực: Chính vì vậy, trong phân tử nước, phía các nguyên tử hydrogen tích điện dương ( ), còn phía nguyên tử oxygen tích điện âm ( ). Điều này khiến phân tử nước có tính phân cực (hoạt động như một thanh nam châm).
• Liên kết hydrogen: Nhờ tính phân cực đó, các phân tử nước khi ở gần nhau sẽ hút nhau (đầu dương của phân tử này hút đầu âm của phân tử kia) để tạo thành các liên kết hydrogen. Một phân tử nước có thể hình thành tối đa 4 liên kết hydrogen với các phân tử xung quanh.

Hình ảnh được thiết kế và chuẩn hóa bởi đội ngũ BioneticAI, dựa trên khung nội dung Sách giáo Khoa Kết Nối Tri Thức Với Cuộc Sống nhằm đảm bảo tính chính xác cao nhất.

2. Vai trò sinh học của nước đối với tế bào

•  
  • Thành phần cấu tạo chính: Nước là thành phần chủ yếu cấu tạo nên các tế bào và cơ thể.
  • Dung môi hòa tan: Nhờ có tính phân cực, nước có khả năng hòa tan nhiều chất cần thiết cho các hoạt động sống của tế bào.
  • Môi trường và nguyên liệu: Nước vừa là nguyên liệu của nhiều phản ứng, vừa là môi trường cho các phản ứng sinh hóa diễn ra bên trong tế bào.
  • Định hình và điều hòa: Nước góp phần định hình cấu trúc không gian đặc trưng của nhiều phân tử hữu cơ (giúp chúng thực hiện được chức năng sinh học), đồng thời tham gia điều hòa nhiệt độ của tế bào và cơ thể.