Sinh học 10 Chân trời sáng tạo Bài 5: Các nguyên tố hoá học và nước

a. Các nguyên tố hoá học có trong tế bào

Hiện nay, có khoảng 25 nguyên tố được biết là có vai trò quan trọng đối với sự sống. Mỗi nguyên tố chiếm tỉ lệ khác nhau, trong đó các nguyên tố C, H, O, N chiếm khoảng 96,3 % khối lượng chất khô của tế bào.

Dựa vào tỉ lệ có trong cơ thể mà các nguyên tố hoá học được chia thành hai loại là nguyên tố đa lượng và nguyên tố vi lượng (mỗi nguyên tố chiếm tỉ lệ nhỏ hơn 0,01 %).

Hình 5.1. Tỉ lệ phần trăm về khối lượng của một số nguyên tố hoài học có trong cơ thể người

b. Vai trò của nguyên tố carbon

Nguyên tử carbon có bốn electron ở lớp ngoài cùng (có hoá trị bốn) nên có thể cho đi hoặc thu về bốn electron để có đủ tám electron ở lớp ngoài cùng, do đó, nó có thể hình thành liên kết với các nguyên tử khác (C, H, O, N, P, S). Nhờ đặc điểm này, carbon có thể hình thành các mạch carbon với cấu trúc khác nhau, là cơ sở hình thành vô số hợp chất hữu cơ.

Hình 5.2. Cấu trúc nguyên tử carbon

c. Vai trò của các nguyên tố hoá học

Nguyên tố đa lượng tham gia cấu tạo nên các đại phân tử hữu cơ như nucleic acid, protein, carbohydrate, lipid; góp phần xây dựng nên cấu trúc tế bào và cơ thể sinh vật. Một số nguyên tố đa lượng là thành phần của các hợp chất hữu cơ tham gia các hoạt đến thực vật? động sống của tế bào (ví dụ: Mỹ cấu tạo nên diệp lục,...)

Nguyên tố vi lượng đóng vai trò quan trọng đối với sinh vật vì chúng là thành phần cấu tạo nên hầu hết các enzyme, hoạt hoá enzyme và nhiều hợp chất hữu cơ tham gia vào các hoạt động sống của cơ thể (hormone, vitamin, hemoglobin,...). Ví dụ: Fe là thành phần cấu tạo nên hemoglobin có chức năng vận chuyển. oxygen, nếu thiếu Fe sẽ dẫn đến thiếu mẫu; I là thành phần cầu tạo của hormone thyroxine có chức năng kích thích chuyển hoá thiếu I sẽ gây ra bệnh bướu cổ.

a. Cấu tạo và tính chất của nước

Nước được cấu tạo từ một nguyên tử oxygen liên kết với hai nguyên tử hydrogen bằng liên kết cộng hoá trị (là liên kết được hình thành do dùng chung cặp electron).

Trong phân tử nước, oxygen có khả năng hút electron mạnh hơn nên cặp electron dùng chung có xu hướng lệch về phía oxygen. Do đó, đầu oxygen của phân tử nước sẽ mang điện tích âm, còn đầu hydrogen sẽ mang điện tích dương. Điều này đã tạo nên tính phân cực của phân tử nước. Nhờ có tính phân cực mà các phân tử nước có thể liên kết với nhau hoặc liên kết với các phân tử phân cực khác bằng liên kết hydrogen. Do đó trong tế bào, nước tồn tại ở hai dạng: nước tự do và nước liên kết (là dạng nước liên kết với các phân tử phân cực hoặc nằm trong các liên kết hoá học).

Hình 5.3. Cấu trúc phân tử nước (a) và sự hình thành liên kết hydrogen (b)

Nhờ sự liên kết giữa các phân tử nước với nhau và khả năng liên kết của nước vào thành tế bào đã tạo nên cột nước liên tục giúp cho quá trình vận chuyển nước trong thân cây; cũng như tạo ra sức căng bề mặt nhờ đó một số loài sinh vật nhỏ (nhận nước) có thể đứng và di chuyển trên mặt nước.

Nước có thể hấp thụ nhiệt từ không khí khi quá nóng hoặc thải nhiệt dự trữ khi quá lạnh, nhờ đó mà nước tham gia điều hoà nhiệt độ môi trường và cơ thể sinh vật.

b. Vai trò sinh học của nước trong tế bào

Nước có nhiều vai trò quan trọng đối với tế bào: là thành phần chính cấu tạo nên tế bào, là dung môi hoà tan nhiều chất cần thiết, vừa là nguyên liệu vừa là môi trường cho nhiều phản ứng sinh hoá xảy ra trong tế bào để duy trì sự sống. Ngoài ra, nước còn đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo sự cân bằng và ổn định nhiệt độ của tế bào và cơ thể.

Hình 5.4. Hoạt động hòa tan tinh thể NaCl của nước

Bài 1.

Khi bị tiêu chảy kéo dài do ăn phải thức ăn bị nhiễm khuẩn, cơ thể sẽ cảm thấy mệt mỏi. Khi đó, chúng ta cần phải cung cấp thật nhiều nước và chất điện giải. Việc cung cấp nước và chất điện giải có vai trò gì?

Phương pháp giải:

Chất điện giải là những chất dịch khoáng như Natri, Kali, Canxi, Magie, Clo, Phosphate, bicarbonate…có thể hòa tan trong các dịch cơ thể. Các chất điện giải có vai trò quan trọng trong quá trình trao đổi chất, thúc đẩy hoạt động cơ và các quá trình khác diễn ra trong cơ thể dễ dàng, hiệu quả hơn.

Lời giải chi tiết:

Khi bị tiêu chảy kéo dài, nước và các nguyên tố khoáng trong cơ thể sẽ bị thiếu hụt, do đó cần cung cấp thật nhiều nước và các chất điện giải để bù lại lượng nước và chất khoáng bị thiếu hụt đó.

Bài 2.

Hãy cho biết: Khi thiếu Mg sẽ ảnh hưởng như thế nào đến thực vật?

Phương pháp giải:

Nhóm nguyên tố đa lượng: O, C, H, N, Ca, P, K, S, Na, Cl, Mg,... Các nguyên tố đại lượng tham gia cấu tạo nên các đại phân tử hữu cơ như prôtêin, cacbohidrat, lipit và các acid nucleic là những chất hóa học chính cấu tạo nên tế bào.

Lời giải chi tiết:

Mg là nguyên tố cấu tạo nên diệp lục, do đó nếu thiếu Mg, thực vật sẽ không có diệp lục hấp thụ ánh sáng mặt trời để thực hiện quá trình quang hợp, nên thực vật không tạo ra các chất hữu cơ phục vụ cho quá trình sống của chúng.

Sau bài học này, học sinh sẽ nắm được:

- Liệt kê được một số nguyên tố hoá học chính có trong tế bào (C, H, 0, N, S, P).

- Nêu được vai trò của các nguyên tố vi lượng, đa lượng trong tế bào.

- Nêu được vai trò quan trọng của nguyên tố carbon trong tế bào (cấu trúc nguyên tử C có thể liên kết với chính nó và nhiều nhóm chức khác nhau).

– Trình bày được đặc điểm cấu tạo phân tử nước quy định tính chất vật lí, hóa học và sinh học của nước, từ đó quy định vai trò sinh học của nước trong tế bào.

Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài kiểm tra Trắc nghiệm Sinh học 10 Chân trời sáng tạo Bài 5 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết. 

• Câu 1:

  Chọn ý đúng: Khi các axit amin liên kết trong quá trình tổng hợp protein, một phân tử chung nào đó sẽ còn sót lại trong quá trình này. Phân tử thiết yếu này, được tìm thấy trong bạn, tôi và hầu hết mọi nơi trên Trái đất là gì?

  • A. Cạc-bon đi-ô-xít
  • B. Hydrogen
  • C. Ôxy
  • D. Nước

• Câu 2:

  Cho biết: Loại tương tác không cộng hóa trị nào góp phần quan trọng nhất vào việc ổn định cấu trúc bậc hai của prôtêin?

  • A. tính phi tương tác
  • B. tương tác kỵ nước
  • C. Lực Van der Waals
  • D. liên kết hydro

• Câu 3:

  Cho biết: Tên gọi của 2 axit amin liên kết với nhau là gì?

  • A. Disaccharide
  • B. Alanine
  • C. Chất đạm
  • D. Đipeptit

Câu 4-10: Mời các em đăng nhập xem tiếp nội dung và thi thử Online để củng cố kiến thức về bài học này nhé!

Các em có thể xem thêm phần hướng dẫn Giải bài tập Sinh học 10 Chân trời sáng tạo Bài 5 để giúp các em nắm vững bài học và các phương pháp giải bài tập.

Mở đầu trang 21 SGK Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Hình thành kiến thức mới 1 trang 21 SGK Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Hình thành kiến thức mới 2 trang 22 SGK Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Hình thành kiến thức mới 3 trang 22 SGK Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Hình thành kiến thức mới 4 trang 22 SGK Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Luyện tập trang 22 SGK Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Hình thành kiến thức mới 5 trang 23 SGK Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Hình thành kiến thức mới 6 trang 23 SGK Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Hình thành kiến thức mới 7 trang 23 SGK Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Hình thành kiến thức mới 8 trang 23 SGK Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Hình thành kiến thức mới 8 trang 23 SGK Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Vận dụng trang 23 SGK Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải Bài tập 1 trang 23 SGK Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải Bài tập 2 trang 23 SGK Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải Bài tập 3 trang 23 SGK Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 5.1 trang 15 SBT Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 5.2 trang 15 SBT Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 5.3 trang 15 SBT Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 5.4 trang 15 SBT Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 5.5 trang 15 SBT Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 5.6 trang 15 SBT Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 5.7 trang 16 SBT Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 5.8 trang 16 SBT Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 5.9* trang 16 SBT Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 5.10* trang 16 SBT Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy comment ở mục Hỏi đáp, Cộng đồng Sinh học HOC247 sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!

Chúc các em học tập tốt và luôn đạt thành tích cao trong học tập!