I. CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC
- Các nguyên tố hóa học cấu tạo nên thế giới sống và không sống.
- Các nguyên tố C, H, O, N chiếm 96% khối lượng cơ thể sống.
- C là nguyên tố hóa học đặc biệt quan trọng trong việc tạo nên sự đa dạng của các đại phân tử hữu cơ.
- Các nguyên tố hóa học nhất định tương tác với nhau theo quy luật lí hóa, hình thành nên sự sống và dẫn tới đặc tính sinh học nổi trội chỉ có ở thế giới sống.
1. Các nguyên tố đa lượng
- C, H, O, N, S, K… là các nguyên tố có lượng chứa lớn trong khối lượng khô của cơ thể.
- Vai trò: tham gia cấu tạo nên các đại phân tử hữu cơ như prôtêin, lipit, axit nuclêic…; là chất hóa học chính cấu tạo nên tế bào.
2. Nguyên tố vi lượng
- Fe, Cu, Mo, Bo, I… là những nguyên tố có lượng chứa rất nhỏ trong khối lượng khô của tế bào.
- Vai trò: tham gia vào các quá trình sống cơ bản của tế bào như tham gia cấu tạo nên các enzim, vitamin.
II. NƯỚC VÀ VAI TRÒ CỦA NƯỚC TRONG TẾ BÀO
1. Cấu trúc và đặc tính hóa lí của nước
a] Cấu trúc
- 1 nguyên tử ôxi kết hợp với 2 nguyên tử hiđrô bằng liên kết cộng hóa trị.
- Phân tử nước có hai đầu tích điện trái dấu do đôi electron trong liên kết bị kéo lệch về phía ôxi.
b] Đặc tính
- Phân tử nước có tính phân cực.
- Phân tử nước này hút phân tử nước kia.
- Phân tử nước hút các phân tử phân cực khác.
2. Vai trò của nước đối với tế bào
- Là thành phần cấu tạo nên tế bào.
- Là dung môi hòa tan nhiều chất cần thiết.
- Là môi trường của các phản ứng sinh hóa.
- Tham gia vào quá trình chuyển hóa vật chất để duy trì sự sống.
Page 2
SureLRN
Giải bài tập trang 18 SGK Sinh học lớp 10: Các nguyên tố hóa học và nước
Giải bài 1, 2, 3 trang 18 SGK Sinh 10: Các nguyên tố hóa học và nước
A. Tóm tắt lý thuyết: Các nguyên tố hóa học và nước
Thế giới sống và không sống đều được cấu tạo từ các nguyên tố hóa học. Tuy nhiên thành phần các nguyên tố hóa học trong cơ thể sống và vật không sống khác nhau. Trong số 92 nguyên tố hóa học có trong tự nhiên thì chỉ có vài chục nguyên tố là cần thiết cho sự sống. Trong số đó các nguyên tố C, H, N, O lại chiếm khoảng 96% khối lượng cơ thể sống. Các nguyên tố khác mặc dù có thể chỉ chiếm một tỉ lệ nhỏ nhưng không có nghĩa là chúng không có vai trò quan trọng đối với sự sống.
Sự khác biệt về thành phần hóa học cấu tạo nên cơ thể sống và vật không sống cho thấy sự sống được hình thành do sự tương tác đặc biệt giữa các nguyên tử nhất định. Sự tương tác này tuân theo các quy luật lí hóa học dẫn đến tính sinh học nổi trội mà chỉ thế giới sống mới có.
Tùy theo lệ các nguyên tố có trong cơ thể sống mà các nhà khoa học chia các nguyên tố thành hai loại: đại lượng và vi lượng. Các nguyên tố đại lượng chính như C, H, O, N chiếm khối lượng lớn trong tế bào vì chúng tham gia cấu tạo nên các đại phân tử hữu cơ như prôtêin. cacbohiđrat, lipit và các axit nuclêic là những chất hóa học chính cấu tạo nên tế bào. Các nguyên tố vi lượng là những nguyên tố chỉ chiếm tỉ lệ nhỏ hơn 0.01% khối lượng cơ thể sống.
Nguyên tố vi lượng mặc dù chỉ chiếm một tỉ lệ cực nhỏ nhưng lại có vai trò quan trọng đối với sự sống. Những nguyên tố như: F, Cu, Fe, Mn, Mo, Se, Zn, Co, B, Cr.I… chiếm tỉ lệ rất nhỏ nhưng sinh vật không thể sống nếu thiếu chúng. Ví dụ, mặc dù chỉ cần một lượng cực nhỏ nhưng nếu thiếu iôt chúng ta có thể bị bệnh bướu cổ. Trong chất khô của cây, Mo chỉ chiếm tỉ lệ 1 nguyên tử trên 16 triệu nguyên tử H nhưng nếu thiếu Mo cây trồng sẽ khó phát triển, thậm chí bị chết. Một số nguyên tố vi lượng là thành phần không thể thiếu được của các enzim.
Phân tử nước được cấu tạo từ một nguyên tử ôxi kết hợp với 2 nguyên tử hiđrô bằng các liên kết cộng hóa trị. Do đôi êlectron trong mối liên kết bị kéo lệch về phía ôxi nên phân tử nước có hai đầu tích điện trái dấu nhau làm cho phân tử nước có tính phân cực. Do phân cực nên phân tử nước này hút phân tử nước kia [qua liên kết hiđrô] và hút các phân tử phân cực khác tạo cho nước có vai trò đặc biệt quan trọng đối với sự sống.
Các phân tử nước trong tế bào tồn tại ở dạng tự do hoặc ở dạng liên kết. Vì vậy, nước vừa là thành phần cấu tạo vừa là dung môi hòa tan nhiều chất cần thiết cho các hoạt động sống của tế bào, đồng thời nước còn là môi trường của các phản ứng sinh hóa. Nước chiếm tỉ lệ rất lớn trong tế bào. Nếu không có nước tế bào sẽ không thể tiến hành chuyển hóa vật chất để duy trì sự sống.
B. Hướng dẫn giải bài tập SGK trang 18 Sinh Học lớp 10: Các nguyên tố hóa học và nước
Bài 1: [trang 9 SGK Sinh 10]
Các nguyên tố vi lượng có vai trò như thế nào đối với sự sống? Cho một vài ví dụ về nguyên tố vi lượng ở người.
Đáp án và hướng dẫn giải bài 1:
Dựa vào tỉ lệ các nguyên tố có trong cơ thể sống, người ta chia các nguyên tố thành hai loại: đa lượng và vi lượng. Các nguyên tố đa lượng chiếm khối lượng lớn trong cơ thể. Tuy nhiên, các nguyên tố vi lượng chỉ chiếm 0,01% khối lượng cơ thể sống và cũng có vai trò vô cùng quan trọng đối với sự sống. Các nguyên tố như: F, Cu, Fe, Mn, Mo, Se, Zn, Co, B, Cr, I… chiếm tỉ lệ rất nhỏ nhưng chúng ta không thể sống nếu thiếu chúng. Ví dụ, Fe là thành phần quan trọng của hêmôglôbin trong hồng cầu hoặc mạch cầu dù chỉ cần một lượng cực nhỏ nhưng nếu thiếu iôt chúng ta có thể bị bướu cổ. Trong chất khô của cây, Mo chỉ chiếm tỉ lệ một nguyên tử trong số 16 triệu nguyên tử H, nhưng nêu cây trồng thiếu nó sẽ khó phát triển, thậm chí bị chết. Một sô nguyên tố vi lượng là thành phần không thể thiếu được của các enzim.
Bài 2: [trang 18 SGK Sinh 10]
Tại sao khi tìm kiếm sự sống ở các hành tinh khác trong vũ trụ các nhà khoa học trước hết phải tìm xem ở đó có nước hay không?
Đáp án và hướng dẫn giải bài 2:
Phân tử nước được cấu tạo từ một nguyên tử ôxi kết hợp với 2 nguyên tử hiđrô bàng các liên kết cộng hoá trị. Các phân tử trong tế bào tồn tại ở dạng tự do hoặc ở dạng liên kết. Trong cơ thể, nước vừa là thành phần cấu tạo vừa là dung môi hòa tan nhiều chất cần thiết cho các hoạt động sống của tế bào, đồng thời nước còn là môi trường của các phản ứng sinh hóa. Nước là thành phần chủ yếu trong mọi tế bào và cơ thể sống. Nếu không có nước, tế bào không thể tiến hành chuyển hóa vật chất để duy trì sự sống. Hơn nữa, nước có tính phân cực nên nước có tính chất lí hoá đặc biệt, nên có vai trò rất quan trọng đối với sự sống.
Do nước có vai trò quan trọng như vậy mà khi tìm kiếm sự sống ở các hành tinh khác trong vũ trụ, các nhà khoa học trước hết phải tìm xem ở đó có nước hay không.
Bài 3: [trang 18 SGK Sinh 10]
Trình bày cấu trúc hoá học của nước và vai trò của nước trong tế bào.
Đáp án và hướng dẫn giải bài 3:
Cấu trúc hoá học của nước: phân tử nước được tạo bởi một nguyên tử ôxi kết hợp với 2 nguyên tử hiđrô bằng các liên kết cộng hóa trị. Trong phân tử nước, 2 nguyên tử hiđrô liên kết với nguyên tử ôxi tạo ra phân tử nước có tính phân cực mang điện tích dương ở khu vực gần mỗi nguyên tử ôxi. Sự hấp dẫn tĩnh điện giữa các phân tử nước tạo nên liên kết yếu [liên kết hiđrô] làm ra mạng lưới nước [có vai trò rất trọng đối với sự sống].
Vai trò của nước trong tế bào: Nước vừa là thành phần cấu tạo, vừa là dung môi hoà tan nhiều chất cần thiết cho hoạt động sống của tế bào.
Nước là môi trường của các phản ứng sinh hóa. Nước giúp tế bào tiến hành chuyển hóa vật chất để duy trì sự sống.