Thayhienedu.com chia sẽ đến các em Lý Thuyết Sinh Học 10 thống nhất 1 bộ sách trên cả nước là Kết nối tri thức với cuộc sống.
BÀI 4. CÁC NGUYÊN TỐ HOÁ HỌC VÀ NƯỚC
I. KHÁI QUÁT VỀ HỌC THUYẾT TẾ BÀO
- Lịch
sử hình thành: Năm 1839, hai nhà sinh học người Đức là Matthias Jakob Schleiden
và Theodor Schwann đề xuất thuyết tế bào đầu tiên.
- Nội
dung cốt lõi của học thuyết tế bào hiện đại:
+ Tất
cả sinh vật đều được cấu tạo từ một hoặc nhiều tế bào. Sự sống được tiếp
diễn do có sự chuyển hoá vật chất và di truyền xảy ra bên trong các tế bào.
+ Tế
bào là đơn vị nhỏ nhất, đơn vị cấu trúc và chức năng cơ bản của mọi cơ thể
sống.
+ Tế
bào chỉ được sinh ra từ sự phân chia của các tế bào có trước (không tự nhiên
sinh ra).
Ví
dụ: Khi chúng ta vô
tình bị đứt tay, sau vài ngày vết thương sẽ tự lành lại và xuất hiện lớp da
mới. Hiện tượng này xảy ra là nhờ các tế bào biểu bì khỏe mạnh ở xung quanh
phân chia (nguyên phân) để tạo ra các tế bào mới thay thế cho các tế bào đã
chết, minh chứng cho nguyên lý "tế bào chỉ được sinh ra từ sự phân chia
của tế bào có trước".
II. CÁC NGUYÊN TỐ HOÁ HỌC TRONG TẾ BÀO
Trong
số 92 nguyên tố hóa học tự nhiên, chỉ có khoảng 20% – 25% nguyên tố là cần
thiết cho sự sống. Chúng được chia làm hai nhóm chính dựa trên hàm lượng: Nguyên
tố đa lượng và Nguyên tố vi lượng.
Ví
dụ về nguyên tố vi lượng: Nguyên
tố Iodine (I) chỉ chiếm một lượng cực kỳ nhỏ trong cơ thể
người nhưng là thành phần không thể thiếu để tuyến giáp tổng hợp hormone
thyroxine. Nếu thiếu Iodine, tuyến giáp sẽ phình to ra để cố gắng hấp thu thêm
Iodine từ máu, gây ra bệnh bướu cổ và làm suy giảm trí tuệ ở trẻ em.
*
Vai trò đặc biệt quan trọng của nguyên tử Carbon (C):
- Carbon
có 4 electron hóa trị ở lớp ngoài cùng → Có thể hình thành 4
liên kết cộng hóa trị với các nguyên tử khác (như H, O, N, P, S) hoặc với chính
nó.
- Tạo
nên bộ khung carbon vô cùng đa dạng với nhiều kích thước và
cấu hình không gian khác nhau (mạch thẳng, mạch vòng, mạch nhánh).
- Là
"xương sống" để từ đó liên kết với các nhóm chức khác nhau tạo nên sự
đa dạng vô tận của các đại phân tử sinh học.
Ví
dụ về tính đa dạng của Carbon: Cùng cấu tạo từ các nguyên tử Carbon nhưng cấu trúc liên kết
khác nhau tạo ra than chì (mềm, màu đen) và kim cương (cực kỳ cứng, trong
suốt). Trong sinh học, bộ khung carbon linh hoạt giúp tạo ra hàng triệu loại
protein khác nhau quyết định tính đa dạng của sinh giới.
III. NƯỚC VÀ VAI TRÒ CỦA NƯỚC ĐỐI VỚI SỰ SỐNG
Nước
chiếm khoảng 70% khối lượng cơ thể người và là dung môi của sự sống.
1. Cấu trúc và tính chất vật lí, hoá học của nước
- Cấu
trúc phân tử: Một
phân tử nước (H₂O) gồm 1 nguyên tử Oxygen (O) liên kết với 2 nguyên tử Hydrogen
(H) bằng liên kết cộng hóa trị phân cực.
- Tính
phân cực: Oxygen có
độ âm điện lớn hơn nên hút electron lệch về phía mình ⇒
Đầu Oxygen mang điện tích âm, đầu Hydrogen mang điện tích dương.
- Liên
kết hydrogen: Nhờ
tính phân cực, các phân tử nước hút nhau tạo nên các liên kết hydrogen linh
động nhưng bền vững, mang lại các tính chất vật lý đặc biệt cho nước (nhiệt
dung riêng cao, sức căng bề mặt lớn).
Ví
dụ thực tế: Loài gọng
vó (nhện nước) có thể chạy băng băng trên mặt nước mà không bị chìm.
Hiện tượng này là nhờ sức căng bề mặt của nước rất lớn, được tạo ra bởi mạng
lưới các liên kết hydrogen giữa các phân tử nước ở bề mặt liên kết chặt chẽ với
nhau.
2. Vai trò sinh học của nước đối với tế bào
- Là
thành phần cấu tạo chủ yếu của tế bào và cơ thể.
- Là dung
môi hòa tan tuyệt vời cho nhiều chất phân cực và các ion cần thiết cho
sự sống.
- Là
nguyên liệu và môi trường cho hầu hết các phản ứng hóa sinh diễn ra trong tế
bào.
- Điều
hòa nhiệt độ: Nhờ có
nhiệt dung đặc trưng và nhiệt bay hơi cao, nước giúp cơ thể sinh vật tránh bị
thay đổi nhiệt độ đột ngột.
Ví
dụ thực tế: Khi
chúng ta hoạt động mạnh dưới trời nắng, cơ thể sẽ tiết ra mồ hôi. Khi nước
trong mồ hôi bay hơi, nó sẽ mang theo một lượng nhiệt rất lớn từ bề mặt da ra
môi trường ngoài (do nước cần nhiều năng lượng để bẻ gãy các liên kết hydrogen
trước khi bay hơi), giúp hạ nhiệt và bảo vệ cơ thể không bị "sốc
nhiệt".