Lý thuyết các nguyên tố hóa học và nước - Sinh 10 Kết nối tri thức

I. Khái quát về học thuyết tế bào 

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

Tất cả mọi sinh vật đều được cấu tạo từ một hay nhiều tế bào. Sự sống được tiếp diễn do có sự chuyển hóa và sự di truyền xảy ra bên trong các tế bào.

Tế bào là đơn vị nhỏ nhất, đơn vị cấu trúc và chức năng cấu tạo nên mọi cơ thể sinh vật.

Tế bào chỉ được sinh ra từ sự phân chia các tế bào có trước.

II. Các nguyên tố hóa học trong tế bào

Nguyên tố thiết yếu là nguyên tố cần thiết cho sự tồn tại và phát triển của các sinh vật.

VD: 3 nguyên tố chiếm hàm lượng cao nhất trong cơ thể là C, H, O. 

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.

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.

Nguyên tố Cacbon:

Nguyên tử cacbon có 4 electron hóa trị ở vòng ngoài nên có thể nên có thể đồng thời tạo bốn liên kết cộng hoá trị với các nguyên tử cacbon khác, hình thành nên bộ khung carbon cho hầu hết các đại phân tử của tế bào (Cacbohidrat, cellulose, nucleic acid …)

III. Nước và vai trò của nước đối với sự sống

Nước chiếm khoảng 70% khối lượng cơ thể người và có vai trò đặc biệt quan trọng đối với sự sống. 

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

Nước được cấu tạo từ một nguyên tử oxygen liên kết với hai nguyên tử hydrogen bằng hai liên kết cộng hoá trị.

Trong phân tử nước, phía các nguyên tử hydrogen tích điện dương (6+), còn phía nguyên tử oxygen tích điện âm (-) vậy nên phân tử nước là phân tử phân cực giống như thanh nam châm.

Các phân tử nước tiếp xúc gần với nhau hay với phân tử phân cực khác, lực hút giữa các phần mang điện tích trái dấu của các phân tử hình thành nên các liên kết hydrogen.

Các phân tử nước ở nơi bề mặt tiếp xúc với không khí liên kết chặt với nhau hơn là với các phân tử không khí tạo nên sức căng bề mặt. 

Các phân tử nước liên kết với nhau bằng rất nhiều liên kết hydrogen nên phải được cung cấp một nhiệt lượng lớn mới có thể làm tăng nhiệt độ của nước.

Nước có nhiệt dung đặc trưng cao nên các sinh vật trên cạn có thể dễ dàng điều chỉnh nhiệt độ tế bào và cơ thể cũng như tránh được sự thay đổi đột ngột của nhiệt độ môi trường sống.

Nhờ có nhiệt bay hơi cao nên nước bay hơi sẽ lấy một lượng lớn nhiệt độ từ cơ thể sinh vật giúp làm giảm nhiệt độ cơ thể cũng như nhiệt độ của môi trường.

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

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

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

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

Nước là nguyên liệu của nhiều phản ứng và là môi trường cho các phản ứng sinh hoá diễn ra trong tế bào.

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