Chương I: Thành Phần Hóa Học Của Tế Bào – Sinh Học Lớp 10
Bài 3: Các Nguyên Tố Hóa Học Và Nước
Nội dung Bài 3: Các Nguyên Tố Hóa Học Và Nước thuộc Chương I: Thành Phần Hóa Học Của Tế Bào môn Sinh Học Lớp 10. Qua bài học này các bạn cần phải: Nêu được các nguyên tố hóa học chính cấu tạo nên tế bào. Phân biệt được nguyên tố đại lượng và nguyên tố vi lượng. Nêu được vai trò của các nguyên tố hóa học đối với tế bào. Nêu được cấu trúc và đặc tính hóa lí của nước. Nêu được vai trò của nước đối với tế bào. Mời các bạn theo dõi ngay dưới đây.
Các nguyên tố cấu tạo nên tế bào được chia thành hai loại: đại lượng và vi lượng. Phần lớn các nguyên tố đại lượng tham gia cấu tạo nên các đại phân tử hữu cơ còn các nguyên tố vi lượng thường tham gia vào cấu tạo nên các enzim, vitamin…
Nước chiếm thành phần chủ yếu trong mọi tế bào và cơ thể sống. Do có tính phân cực nên nước có những tính chất hoá lí đặc biệt làm cho nó có vai trò rất quan trọng đối với sự sống.HocTapHay.Com
I. Các Nguyên Tố Hóa Học
Thế giới sống và không sống đều được cấu tạo từ các nguyên tố hoá học. Tuy nhiên, thành phần các nguyên tố hoá học trong cơ thể sống và vật không sống là rất khác nhau. Trong số 92 nguyên tố hoá học có trong tự nhiên thì chỉ có vài chục nguyên tố là cần thiết cho sự sống. Trong số đó các nguyên tố C, H, O, N lại chiếm khoảng 96% khối lượng cơ thể sống. 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.
Sự khác biệt về thành phần hoá học cấu tạo nên cơ thể sống và vật không sống cho thấy sự sống được hình thành do sự tương tác đặc biệt giữa các nguyên tử nhất định. Sự tương tác này tuân theo các quy luật lí hoá học dẫn đến các đặc tính sinh học nổi trội mà chỉ thế giới sống mới có.
Tuỳ theo tỉ 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. Các nguyên tố đại lượng chính như C, H, O, N chiếm khối lượng lớn trong tế bào vì chúng tham gia cấu tạo nên các đại phân tử hữu cơ như prôtêin, cacbohiđrat, lipit và các axit nuclêic là những chất hoá học chính cấu tạo nên tế bào (bảng 3). Các nguyên tố vi lượng là những nguyên tố chỉ chiếm tỉ lệ nhỏ hơn 0,01% khối lượng cơ thể sống.
Bảng 3. Tỉ lệ % về khối lượng của các nguyên tố hóa học cấu tạo nên cơ thể người
Nguyên tố | O | C | H | N | Ca | P | K | S | Na | Cl | Mg |
Tỉ lệ % | 65 | 18,5 | 9,5 | 3,3 | 1,5 | 1,0 | 0,4 | 0,3 | 0,2 | 0,2 | 0,1 |
Nguyên tố vi lượng mặc dù chỉ chiếm một tỉ lệ cực nhỏ nhưng lại có vai trò quan trọng đối với sự sống. Những nguyên tố như: F, Cu, Fe, Mn, Mo, Se, Zn, Co, B, Cr, I… chiếm tỉ lệ rất nhỏ nhưng sinh vật không thể sống nếu thiếu chúng. Ví dụ, mặc dù chỉ cần một lượng cực nhỏ nhưng nếu thiếu iốt chúng ta có thể bị bệnh bướu cổ. Trong chất khô của cây, Mo chỉ chiếm tỉ lệ 1 nguyên tử trên 16 triệu nguyên tử H, nhưng nếu thiếu Mo cây trồng sẽ khó phát triển, thậm chí bị chết. Một số nguyên tố vi lượng là thành phần không thể thiếu được của các enzim.
II. Nước Và Vai Trò Của Nước Trong Tế Bào
1. Cấu trúc và đặc tính hoá lí của nước
Phân tử nước được cấu tạo từ một nguyên tử ôxi kết hợp với 2 nguyên tử hiđrô bằng các liên kết cộng hoá trị. Do đôi êlectron trong mối liên kết bị kéo lệch về phía Ôxi nên phân tử nước có hai đầu tích điện trái dấu nhau làm cho phân tử nước có tính phân cực. Do phân cực nên phân tử nước này hút phân tử nước kia (qua liên kết hiđrô) và hút các phân tử phân cực khác tạo cho nước có vai trò đặc biệt quan trọng đối với sự sống (hình 3.1).
Câu hỏi 1 bài 3 trang 17 SGK sinh học lớp 10: Quan sát hình 3.2 và cho biết hậu quả gì có thể xảy ra khi ta đưa các tế bào sống vào ngăn đá ở trong tủ lạnh?
Quan sát hình 3.2. ta thấy khi nước ở trạng thái rắn (nước đá) giữa các phân tử nước hình thành các liên kết hiđrô bền vững. Khi nước động đặc thì các phân tử nước sẽ sắp xếp thành mạng tinh thể gồm rất nhiều khối tứ diện đều liên kết với nhau, do mạng tinh thể đó có cấu trúc rỗng nên khi đông đặc thì nước đá tăng thể tích.
Khi ta đưa các tế bào sống vào trong ngăn đá, nước trong tế bào sẽ bị đông cứng, làm thể tích nước tăng lên làm vỡ tế bào.
Như vậy các tế bào sẽ bị chết.
2. Vai trò của nước đối với tế bào
Các phân tử nước trong tế bào tồn tại ở dạng tự do hoặc ở dạng liên kết. Vì vậy, nước vừa là thành phần cấu tạo vừa là dung môi hoà tan nhiều chất cần thiết cho các hoạt động sống của tế bào, đồng thời nước còn là môi trường của các phản ứng sinh hoá. Nước chiếm tỉ lệ rất lớn trong tế bào. Nếu không có nước, tế bào sẽ không thể tiến hành chuyển hoá vật chất để duy trì sự sống.
Câu Hỏi Và Bài Tập
Hướng dẫn giải bài tập sách giáo khoa Bài 3: Các Nguyên Tố Hóa Học Và Nước thuộc Chương I: Thành Phần Hóa Học Của Tế Bào môn Sinh Học Lớp 10. Các bài giải có kèm theo phương pháp giải và cách giải khác nhau.
Bài Tập 1 Trang 18 SGK Sinh Học Lớp 10
Các nguyên tố vi lượng có vai trò như thế nào đối với sự sống? Cho một vài ví dụ về nguyên tố vi lượng ở người.
Bài Tập 2 Trang 18 SGK Sinh Học Lớp 10
Tại sao khi tìm kiếm sự sống ở các hành tinh khác trong vũ trụ, các nhà khoa học trước hết lại tìm xem ở đó có nước hay không?
Bài Tập 3 Trang 18 SGK Sinh Học Lớp 10
Trình bày cấu trúc hóa học của nước và vai trò của nước trong tế bào.
Tóm Tắt Lý Thuyết
Lý thuyết Bài 3: Các Nguyên Tố Hóa Học Và Nước Sách giáo khoa Sinh học lớp 10 ngắn gọn, đầy đủ, dễ hiểu có sơ đồ tư duy.
I. Các Nguyên Tố Hóa Học
– Các nguyên tố hóa học cấu tạo nên thế giới sống và không sống.
– Các nguyên tố C, H, O, N chiếm 96% khối lượng cơ thể sống.
– C là nguyên tố hóa học đặc biệt quan trọng trong việc tạo nên sự đa dạng của các đại phân tử hữu cơ.
– Các nguyên tố hóa học nhất định tương tác với nhau theo quy luật lí hóa, hình thành nên sự sống và dẫn tới đặc tính sinh học nổi trội chỉ có ở thế giới sống.
1. Các nguyên tố đa lượng
– C, H, O, N, S, K… là các nguyên tố có lượng chứa lớn trong khối lượng khô của cơ thể.
– Vai trò: tham gia cấu tạo nên các đại phân tử hữu cơ như prôtêin, lipit, axit nuclêic…; là chất hóa học chính cấu tạo nên tế bào.
2. Nguyên tố vi lượng
– Fe, Cu, Mo, Bo, I… là những nguyên tố có lượng chứa rất nhỏ trong khối lượng khô của tế bào.
– Vai trò: tham gia vào các quá trình sống cơ bản của tế bào như tham gia cấu tạo nên các enzim, vitamin.
II. Nước Và Vai Trò Của Nước Trong Tế Bào
1. Cấu trúc và đặc tính hóa lí của nước
a. Cấu trúc
– 1 nguyên tử ôxi kết hợp với 2 nguyên tử hiđrô bằng liên kết cộng hóa trị.
– Phân tử nước có hai đầu tích điện trái dấu do đôi electron trong liên kết bị kéo lệch về phía ôxi.
b. Đặc tính
– Phân tử nước có tính phân cực.
– Phân tử nước này hút phân tử nước kia.
– Phân tử nước hút các phân tử phân cực khác.
2. Vai trò của nước đối với tế bào
– Là thành phần cấu tạo nên tế bào.
– Là dung môi hòa tan nhiều chất cần thiết.
– Là môi trường của các phản ứng sinh hóa.
– Tham gia vào quá trình chuyển hóa vật chất để duy trì sự sống.
Câu Hỏi Trắc Nghiệm
Câu 1: Bốn nguyên tố chính cấu tạo nên chất sống là:
A. C, H, O, P
B. C, H, O, N
C. O, P, C, N
D. H, O, N, P
Câu 2: Trong số khoảng 25 nguyên tố cấu tạo nên sự sống, các nguyên tố chiếm phần lớn trong cơ thể sống (khoảng 96%) là:
A. Fe, C, H
B. C, N, P, Cl
C. C, N, H, O
D. K, S, Mg, Cu
Câu 3: Các nguyên tố hóa học chủ yếu cấu tạo nên cơ thể sống là những nguyên tố nào?
A. Ca, P, Cu, O
B. O, H, Fe, K
C. C, H, O, N
D. O, H, Ni, Fe
Câu 4: Nguyên tố quan trọng trong việc tạo nên sự đa dạng của vật chất hữu cơ là
A. Cacbon
B. Hydro
C. Oxy
D. Nitơ
Câu 5: Nguyên tố hoá học nào dưới đây có vai trò tạo ra “bộ khung xương” cho các đại phân tử hữu cơ?
A. C
B. O
C. N
D. P
Câu 6: Nguyên tố nào có khả năng kết hợp với các nguyên tố khác để tạo ra rất nhiều chất hữu cơ khác nhau?
A. Hiđrô
B. Nitơ
C. Cacbon
D. Ôxi
Câu 7: Các chức năng của cacbon trong tế bào là
A. Dự trữ năng lượng, là vật liệu cấu trúc tế bào
B. Cấu trúc tế bào, cấu trúc các enzim
C. Điều hòa trao đổi chất, tham gia cấu tạo tế bào chất
D. Thu nhận thông tin và bảo vệ cơ thể
Câu 8: Cacbon có các chức năng của trong tế bào là
A. Dự trữ năng lượng
B. Là vật liệu cấu trúc tế bào
C. Là vật liệu cấu trúc tế bào
D. Cả A, B, và C
Câu 9: Cacbon là nguyên tố hoá học đặc biệt quan trọng trong việc tạo nên sự đa dạng của các đại phân tử hữu cơ vì cacbon
A. Là một trong những nguyên tố chính cấu tạo nên chất sống
B. Chiếm tỉ lệ đáng kể trong cơ thể sống
C. Có cấu hình điện tử vòng ngoài với 4 điện tử ( cùng lúc tạo nên 4 liên kết cộng hóa trị với nguyên tử khác)
D. Cả A, B, C
Câu 10: Trong các nguyên tố đa lượng, cacbon được coi là nguyên tố đặc biệt quan trọng trong việc tạo nên sự đa dạng của các đại phân tử hữu cơ vì
A. Là nguyên tố đa lượng, chiếm 18,5% khối lượng cơ thể
B. Vòng ngoài cùng của cấu hình điện tử có 4 electoron
C. Là nguyên tố chính trong thành phần hóa học của các chất cấu tạo nên cơ thể sống
D. Được lấy làm đơn vị xác định nguyên tử khối các chất (đvC)
Câu 11: Phần lớn các nguyên tố đa lượng cấu tạo nên
A. Lipit, enzym
B. Prôtêin, vitamin
C. Đại phân tử hữu cơ
D. Glucôzơ, tinh bột, vitamin
Câu 12: Các đại phân tử hữu cơ được cấu tạo bởi phần lớn các
A. Axit amin
B. Đường
C. Nguyên tố đa lượng
D. Nguyên tố vi lượng
Câu 13: Nguyên tố vi lượng trong cơ thể sống không có đặc điểm nào sau đây?
A. Chiếm tỉ lệ nhỏ hơn 0,01% khối lượng chất sóng của cơ thể
B. Chỉ cần cho thực vật ở giai đoạn sinh trưởng
C. Tham gia vào cấu trúc bắt buộc của hệ enzim trong tế bào
D. Là những nguyên tố có trong tự nhiên
Câu 14: Đặc điểm của các nguyên tố vi lượng là gì?
A. Chiếm tỉ lệ rất nhỏ trong tế bào
B. Tham gia vào thành phần các enzim, hoocmôn
C. Có vai trò khác nhau đối với từng loài sinh vật
D. Cả A, B, C đều đúng
Câu 15: Các nguyên tố vi lượng thường cần một lượng rất nhỏ đối với thực vật vì:
A. Phần lớn chúng đã có trong các hợp chất của thực vật
B. Chức năng chinh của chúng là điều tiết quá trình trao đổi chất
C. Chúng đóng vai trò thứ yếu đối với thực vật
D. Chúng chỉ cần cho thực vật ở một vài giai đoạn sinh trưởng nhất định
Câu 16: Các nguyên tố vi lượng có vai trò quan trọng đối với cơ thể vì
A. Chiếm khối lượng nhỏ
B. Giúp tăng cường hệ miễn dịch cho cơ thể
C. Cơ thể sinh vật không thể tự tổng hợp các chất ấy
D. Là thành phần cấu trúc bắt buộc của nhiều hệ enzim
Câu 17: Ôxi và Hiđrô trong phân tử nước kết hợp với nhau bằng các liên kết
A. Tĩnh điện
B. Cộng hóa trị
C. Hiđrô
D. Este
Câu 18: Liên kết hóa học giữa các nguyên tử trong phân tử nước là?
A. Liên kết cộng hóa trị
B. Liên kết hidro
C. Liên kết peptit
D. Liên kết photphodieste
Câu 19: Các tính chất đặc biệt của nước là do các phân tử nước
A. Rất nhỏ
B. Có xu hướng liên kết với nhau
C. Có tính phân cực
D. Dễ tách khỏi nhau
Câu 20: Nước là dung môi hoà tan nhiều chất trong cơ thể sống vì chúng có
A. Nhiệt dung riêng cao
B. Lực gắn kết
C. Nhiệt bay hơi cao
D. Tính phân cực
Ở trên là nội dung Bài 3: Các Nguyên Tố Hóa Học Và Nước thuộc Chương I: Thành Phần Hóa Học Của Tế Bào môn Sinh Học Lớp 10. Trong bài học này các bạn được học về các thành phần hoá học của tế bào, các nguyên tố đại lượng, vi lượng. Biết được cấu tạo của nước và tầm quan trọng của nước đối với cơ thể sống. Chúc các bạn học tốt Sinh Học Lớp 10.
Trả lời