BÀI 4 - CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC VÀ NƯỚC

MỞ ĐẦU

Câu 1: Tìm hiểu sự tương tác giữa các thành phần hóa học của tế bào tạo nên sự sống không chỉ đáp ứng sự tò mò ham hiểu biết của con người mà còn đem lại nhiều ứng dụng thiết thực. Vậy các loại nguyên tố hóa học cấu tạo nên tế bào có gì đặc biệt?

Giải nhanh:

Sự đặc biệt của các nguyên tố hóa học cấu thành tế bào là sự tương tác đặc biệt của các phân tử hóa học trong tế bào, tạo nên các đặc tính nổi trội như khả năng sinh trưởng, sinh sản, cảm ứng, và nhiều chức năng khác.

I. KHÁI QUÁT VỀ HỌC THUYẾT TẾ BÀO

Câu 1: Học thuyết tế bài hiện đại có những nội dung gì? 

Giải nhanh:

Học thuyết tế bào hiện đại bao gồm ba nội dung sau:

- Tất cả sinh vật được cấu tạo từ một hoặc nhiều tế bào. Sự sống được duy trì nhờ sự chuyển hóa và di truyền xảy ra bên trong các tế bào.

- Tế bào là đơn vị cấu trúc và chức năng cơ bản của mọi cơ thể sinh vật.

- Tế bào chỉ sinh ra từ sự phân chia của các tế bào đã tồn tại trước đó.

Câu 2: Vì sao tế bào được xem là đơn vị cấu trúc và chức năng của cơ thể sống?

Giải nhanh:

- Tế bào là đơn vị cấu trúc của cơ thể vì mọi cơ thể sống, mọi cơ quan của cơ thể đều cấu tạo từ tế bào, nó là đơn vị cấu tạo bé nhất của cơ thể sống.

- Tế bào là đơn vị chức năng của cơ thể vì cơ thể có 4 đặc trưng cơ bản là: Trao đổi chất, sinh trưởng, sinh sản, di truyền mà tất cả những hoạt động này được thực hiện ở tế bào và nhờ có hoạt động sống của tế bào (trao đổi chất, lớn lên và phân chia, cảm ứng) mà cơ thể mới thực hiện được các chức năng đó. Ví dụ: Hoạt động của các tơ cơ trong tế bào giúp bắp cơ co, dãn.

II. CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC TRONG TẾ BÀO

Câu 1: Hoàn thành bảng theo mẫu sau:

Giải nhanh:

 Câu 2: Tại sao các phân tử có cùng số lượng nguyên tử carbon nhưng lại có đặc tính hoá học khác nhau?

Giải nhanh:

Các phân tử có cùng số lượng nguyên tử carbon nhưng lại có đặc tính hoá học khác nhau vì:

- Nguyên tử carbon có 4 electron hóa trị ở vòng ngoài nên có thể đồng thời tạo bốn liên kết cộng hoá trị với các nguyên tử carbon khác, hình thành nên bộ khung carbon đa dạng với kích thước lớn và cấu hình không gian đa dạng. 

- Nguyên tử cacbon không những có thể liên kết với nguyên tử các nguyên tố khác mà còn liên kết với nhau thành mạch cacbon, khi thứ tự liên kết giữa các nguyên tử thay đổi chúng sẽ tạo ra một chất khác.

- Bộ khung hydrocacbon liên kết với các nhóm chức khác nhau tạo nên các hợp chất khác nhau.

- Carbon tồn tại dưới nhiều dạng khác nhau và có ái lực lớn để tạo ra liên kết với các nguyên tử nhỏ khác, bao gồm cả các nguyên tử carbon khác, và kích thước nhỏ của nó làm cho nó có khả năng tạo ra liên kết phức tạp.

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

Câu 1: Cấu trúc hóa học của nước quy định các tính chất vật lí nào?

Giải nhanh:

Cấu trúc hóa học của nước quy định các tính chất vật lí sau:

- Sức căng bề mặt lớn: Do tính phân cực của nước, các phân tử nước có khả năng liên kết với nhau bằng liên kết hydrogen, tạo nên sức căng bề mặt khi ở giao diện với không khí.

- Nhiệt dung riêng cao: Các phân tử nước liên kết với nhau qua nhiều liên kết hydrogen, do đó cần nhiều năng lượng để tăng nhiệt độ của nước.

Câu 2: Nước có vai trò như thế nào trong tế bào?

Giải nhanh:

Nước có vai trò đặc biệt quan trọng đối với tế bào:

- Nước là thành phần chủ yếu cấu tạo nên tế bào và cơ thể.

- Nhờ tính phân cực, nước có khả năng hòa tan nhiều chất cần thiết cho hoạt động sống của tế bào.

- Nước là nguyên liệu và môi trường cho nhiều phản ứng sinh học diễn ra trong tế bào.

- Nước giúp định hình cấu trúc không gian của nhiều phân tử hữu cơ trong tế bào, đảm bảo chúng thực hiện các chức năng sinh học và điều hòa nhiệt độ tế bào và cơ thể.

Câu 3: Tại sao hằng ngày chúng ta cần phải uống đủ nước?

Giải nhanh:

Hằng ngày chúng ta cần phải uống đủ nước là vì:

- Nước có vai trò quan trọng đối với cấu tạo và sự hoạt động chức năng của cơ thể. Cơ thể luôn phải duy trì một mức cân bằng nước ổn định, nếu thiếu nước cơ thể không thể hoạt động sống bình thường.

- Trong khi đó, lượng nước khi lấy vào cơ thể sẽ được tế bào sử dụng hoặc đào thải ra ngoài bởi các hoạt động bài tiết qua nước tiểu, phân, mồ hôi,… dẫn đến tình trạng thiếu hụt nước trong cơ thể. Bởi vậy, để đảm bảo cân bằng nước ổn định, chúng ta cần uống đủ nước mỗi ngày.

LUYỆN TẬP VÀ VẬN DỤNG

Câu 1: Nguồn carbon cung cấp cho các tế bào trong cơ thể chúng ta được lấy từ đâu? Giải thích?

Giải nhanh:

Nguồn carbon cung cấp cho tế bào trong cơ thể chúng ta được lấy từ các chất dinh dưỡng có trong các loại thức ăn như carbohydrate, lipid, protein và nucleic acid. Khi thức ăn được đưa vào trong cơ thể, thức ăn sẽ được phân giải để trở thành các chất dinh dưỡng đơn giản rồi được hấp thụ vào máu đưa đến các tế bào. Ở các tế bào, sẽ diễn ra hàng loạt các phản ứng sinh hóa để sử dụng nguồn carbon và các chất khác trong các chất dinh dưỡng này để tổng hợp nên các chất đặc trưng cho cơ thể.

Câu 2: Mọi sinh vật đều có thành phần các nguyên tố hóa học trong tế bào về cơ bản giống nhau. Điều này nói lên điều gì về mối quan hệ tiến hóa giữa các sinh vật trên Trái Đất?

Giải nhanh:

Mọi sinh vật đều có các nguyên tố hóa học cơ bản trong tế bào tương đồng nhau, cho thấy chúng có chung nguồn gốc tổ tiên.

Câu 3: Tại sao khi tìm kiếm sự sống trong vũ trụ, các nhà thiên văn học lại tìm kiếm ở những hành tinh có dấu vết của nước?

Giải nhanh:

- Nước có vai trò quan trọng đối với sự sống của tế bào và cơ thể:

• Nước là thành phần chủ yếu cấu tạo nên tế bào và cơ thể.
• Nhờ có tính phân cực nên nước có khả năng hòa tan nhiều chất cần thiết cho hoạt động sống của tế bào.
• Nước là nguyên liệu và môi trường của nhiều phản ứng sinh hóa diễn ra trong tế bào.
• Nước góp phần định hình cấu trúc không gian của nhiều phân tử hữu cơ trong tế bào, đảm bảo cho chúng thực hiện các chức năng sinh học, góp phần điều hòa nhiệt độ tế bào và cơ thể.

- Ngoài ra, theo lịch sử phát sinh và phát triển của sự sống trên Trái Đất, nước là môi trường sống ban đầu của mọi sự sống trên một hành tinh.

→ Như vậy, có thể thấy rằng nước là yếu tố rất cần thiết cho sự sống. Bởi vậy, khi tìm kiếm sự sống trong vũ trụ, các nhà thiên văn học lại tìm kiếm ở những hành tinh có dấu vết của nước.