Các nguyên tố hóa học và nước SVIP

I. KHÁI QUÁT VỀ HỌC THUYẾT TẾ BÀO

- Năm 1839, Matthias Jakob Schleiden và Theodor Schwann đã đưa ra học thuyết tế bào sau khi nhận thấy tế bào là đơn vị cấu trúc chung của mọi sinh vật.

Nội dung của học thuyết tế bào:

- Tất cả các sinh vật đều được cấu tạo từ một hay nhiều tế bào.

- Tế bào là đơn vị cơ sở của sự sống.

- Tế bào chỉ được sinh ra từ các tế bào trước đó bằng cách phân chia.

II. CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC TRONG TẾ BÀO

- Nguyên tố thiết yếu là nguyên tố hóa học cần thiết cho sự tồn tại, sinh trưởng và phát triển của sinh vật.

Dựa vào tỉ lệ phần trăm khối lượng cơ thể, các nguyên tố hóa học được chia thành hai loại: Đa lượng (đại lượng) và vi lượng.

Tỉ lệ các nguyên tố hóa học trong cơ thể người

- Nguyên tố đa lượng:

+ Chiếm lượng lớn trong cơ thể.

+ Cấu tạo nên các phân tử sinh học (protein, lipid, carbohydrate, nucleic acid) và xây dựng nên cấu trúc tế bào, cơ thể sinh vật.

Loãng xương do thiếu Ca (bên phải)

- Nguyên tố vi lượng:

+ Chiếm lượng rất nhỏ trong cơ thể (nhỏ hơn 0,01% khối lượng cơ thể).

+ Cấu tạo nên các enzyme và nhiều hợp chất hữu cơ (hormone, vitamin,...) tham gia vào các hoạt động sống của tế bào, cơ thể sinh vật.

Thiếu máu do thiếu Fe (bên phải)

- Carbon có vai trò đặc biệt trong cấu trúc tế bào:

+ Có 4 electron hóa trị → tạo 4 liên kết cộng hóa trị với các nguyên tử carbon khác → hình thành nên bộ khung carbon đa dạng về kích thước và cấu trúc.

+ Bộ khung carbon liên kết với các nguyên tử hydrogen → hình thành nên khung hydrocarbon có dạng mạch thẳng hoặc mạch vòng, phân nhánh hoặc không phân nhánh.

+ Tính linh hoạt của carbon cho phép tạo nên các phân tử khác nhau dù có cùng số lượng nguyên tử.

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

Nước là thành phần cấu tạo quan trọng trong mọi cơ thể sống.

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

- Cấu trúc hóa học:

+ Mỗi phân tử nước gồm một nguyên tử oxygen liên kết cộng hóa trị với hai nguyên tử hydrogen.

+ Trong phân tử nước, oxygen có khả năng hút electron mạnh hơn hydrogen → cặp electron dùng chung bị lệch về phía oxygen → hydrogen mang điện tích dương, oxygen mang điện tích âm.

→ Phân tử nước có tính phân cực nên có khả năng liên kết với nhau và với các phân tử khác bằng liên kết hydrogen.

- Tính chất vật lí:

+ Các phân tử nước tại bề mặt tiếp xúc với không khí liên kết chặt chẽ với nhau → tạo nên sức căng bề mặt → nhiều sinh vật nhỏ di chuyển được trên mặt nước.

+ Do có nhiều liên kết hydrogen giữa các phân tử nước → cần cung cấp một lượng nhiệt lớn để làm tăng nhiệt độ của nước.

+ Nước có nhiệt dung riêng cao → giúp các sinh vật ổn định nhiệt độ tế bào và cơ thể, tránh được sự biến đổi nhiệt đột ngột từ môi trường.

+ Nhờ nhiệt bay hơi cao → nước khi bay hơi sẽ lấy đi nhiều nhiệt → làm mát cơ thể và điều hòa nhiệt độ môi trường.

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