CHƯƠNG 2: THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA TẾ BÀO BÀI 3: CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC VÀ NƯỚC Mục tiêu Kiến thức + Kể tên nguyên tố cấu tạo nên tế bào + Phân biệt nguyên tố đại lượng vi lượng Giải thích số tượng tự nhiên thiếu nguyên tố đại lượng nguyên tố vi lượng + Nêu đặc tính phân tử nước + Trình bày vai trị nước tế bào thể Vận dụng cấu trúc, đặc tính nước giải thích tượng thực tế như: nước dung mơi hịa tan chất; nhện di chuyển mặt nước; giải thích nước lại vận chuyển từ lòng đất lên đến Kĩ + Rèn luyện kĩ phân tích tranh hình: Cấu trúc phân tử nước; mật độ phân tử nước; biểu số người mắc bệnh bướu cổ… + Rèn kĩ so sánh qua phân biệt nguyên tố đa lượng vi lượng + Rèn kĩ đọc sách, xử lí thơng tin qua việc đọc SGK phân tích kênh chữ I LÍ THUYẾT TRỌNG TÂM Các ngun tố hóa học Thế giới sống không sống cấu tạo từ nguyên tố hóa học Có vài chục nguyên tố cần thiết cho sống như: C, H, O, N, P, K, Ví dụ: C, H, N, P axit nuclêic C, H, O cacbohiđrat Các nguyên tố có tương tác đặc biệt tạo nên đặc tính sinh học trội giới sống Các nguyên tố hóa học chia làm nhóm: nguyên tố đại lượng nguyên tố vi lượng Khái niệm Đại diện Đại lượng Vi lượng Là nguyên tố chiếm tỉ lệ lớn Là nguyên tố chiếm tỉ lệ nhỏ tế khối lượng tế bào (> 0,01%) bào (< 0,01%) C, H, O, N, P Fe, Cu, Mo, Mn, Zn… Ca, K, Na, S,… Vai trò Cấu tạo nên đại phân tử hữu Thường tham gia vào cấu tạo nên enzim, Cấu tạo nên tế bào vai trị cấu trúc vitamin, hoocmơn tham gia vào q trình điều hịa hoạt động sống tế bào vai trò điều hòa Trang Iốt tham gia cấu tạo nên hoocmôn tuyến giáp thiếu, thừa gây rối loạn chuyển hóa, gây bệnh bướu cổ bazơđô Thiếu sắt bệnh thiếu máu Khi thiếu nguyên tố thiết yếu, khơng thể sinh trưởng phát triển bình thường Ví dụ, Mo chiếm tỉ lệ nhỏ thiếu khó phát triển chết… Biểu hiệu thiếu số nguyên tố thường xuất Nước vai trò nước tế bào 2.1 Cấu trúc đặc tính nước Hình 3.1: Cấu tạo nước Phân tử nước cấu tạo từ nguyên tử ôxi với nguyên tử hiđrô liên kết cộng hóa trị Đặc tính: phân tử nước có tính phân cực + Đầu ơxi tích điện âm (-) + Đầu hiđrơ tích điện dương (+) Phân tử nước liên kết với (bằng liên kết hiđrô) với phân tử khác 2.2 Vai trò nước tế bào Là thành phần cấu tạo dung mơi hịa tan vận chuyển chất cần cho hoạt động sống tế bào Là môi trường nguồn nguyên liệu cho phản ứng sinh lí, sinh hóa tế bào Tham gia điều hòa, trao đổi nhiệt tế bào thể… Trang II CÁC DẠNG BÀI TẬP Ví dụ (Câu – SGK trang 18): Các nguyên tố vi lượng có vai trị sống? Cho vài ví dụ nguyên tố vi lượng người Hướng dẫn giải Nguyên tố vi lượng có vai trị quan trọng sống: tham gia cấu tạo enzim, vitamin, hoocmơn, có vai trị điều tiết q trình trao đổi chất toàn hoạt động sống thể Một số ví dụ nguyên tố vi lượng người: + Sắt thành phần cấu tạo hêmôglôbin – huyết sắc tố có máu có khả thu nhận, lưu trữ phóng thích ơxi thể Thiếu sắt, thể thiếu máu, da nhợt nhạt, khó thở,… + Iốt thành phần khơng thể thiếu hoocmôn tuyến giáp Thiếu Iốt gây bệnh bướu cổ + Kẽm có vai trị quan trọng: trẻ thiếu kẽm còi xương, chậm lớn, dễ bị bệnh ngồi da, giảm đề kháng; phụ nữ có thai, thiếu kẽm khiến thai nhỏ, lưu thai; kẽm cần thiết cho thị lực,… + Magie giúp thể sử dụng tốt canxi, có vai trị bảo vệ men chống lỗng xương + Mangan giúp chống loãng xương; giúp phát triển ổn định xương trẻ nhỏ Ví dụ (Câu – SGK trang 18): Tại tìm kiếm sống hành tinh khác vũ trụ, nhà khoa học trước hết lại tìm xem có nước hay khơng? Hướng dẫn giải Khi tìm kiếm sống hành tinh khác vũ trụ nhà khoa học trước hết lại tìm xem có nước hay khơng vì: Trang Nước thành phần chủ yếu tế bào thể sống: + Nước chiếm từ 70 – 90% khối lượng thể + Nước dung mơi hịa tan chất cần thiết thể + Nước môi trường cho phản ứng trao đổi chất thể + Nước vận chuyển, chuyển hóa chất giúp thể trì sống Nước môi trường sống ban đầu sống hành tinh Vậy đâu có nước có sống nên nhà khoa học trước hết tìm xem có nước hay khơng Ví dụ (Câu – SGK trang 18): Trình bày cấu trúc hóa học nước vai trò nước tế bào Hướng dẫn giải Cấu trúc hóa học nước: + Phân tử nước tạo nguyên tử ôxi kết hợp với hai nguyên tử hiđrô liên kết cộng hóa trị + Ngun tử ơxi tích điện âm, ngun tử hiđrơ tích điện dương Lực hút tĩnh điện làm cho ngun tử hiđrơ bị kéo lệch phía nguyên tử ôxi + Giữa phân tử nước vừa có lực hút ơxi hiđrơ vừa có lực đẩy ôxi, hiđrô với Điều làm nên tính chất mạng lưới nước Vai trò nước tế bào: + Nước vừa thành phần cấu tạo vừa dung mơi hịa tan nhiều chất cần thiết cho hoạt động sống tế bào + Nước môi trường phản ứng sinh hóa + Nước giúp tế bào tiến hành chuyển hóa vật chất để trì sống Ví dụ 4: Các nguyên tố vi lượng chiếm tỉ lệ nhỏ quan trọng với thực vật A phần lớn chúng có hợp chất thực vật B chức chúng hoạt hóa enzim C chúng đóng vai trò thứ yếu thực vật D chúng cần cho thực vật vài giai đoạn sinh trưởng định Hướng dẫn giải Các nguyên tố vi lượng I, Fe, Co, Mg,… chiếm tỉ lệ nhỏ chúng tham gia vào cấu tạo nên enzim, hoocmôn, vitamin đồng thời chúng tham gia vào hoạt hóa enzim Chọn B Ví dụ 5: Cacbon nguyên tố hóa học đặc biệt quan trọng việc tạo nên đa dạng đại phân tử hữu cacbon A nguyên tố cấu tạo nên toàn giới sống B chiếm tỉ lệ đáng kể thể sống C có cấu hình điện tử vịng ngồi với điện tử (cùng lúc tạo nên liên kết cộng hóa trị với nguyên tử khác) D có dạng thù hình khác để tạo nên vật chất bền với thời gian Trang Hướng dẫn giải C có khả liên kết với nhờ liên kết cộng hóa trị bền vững đồng thời hình thành liên kết cộng hóa trị với nhiều nguyên tố khác Nhờ vậy, C tạo khung cho vô số chất hữu khác Chọn C Ví dụ 6: Trong tổng khối lượng thể sinh vật, nguyên tố đa lượng C, H, O N chiếm tỉ lệ xấp xỉ A 4,0% B 69,0% C 96,0% D 9,6% Hướng dẫn giải Các nguyên tố C, H, O, N, P, Ca nguyên tố chiếm tỉ lệ lớn tế bào thể sinh vật Chúng nguyên tố đa lượng tham gia vào chức cấu trúc nên tế bào, đặc biệt nguyên tố C, H, O, N nguyên tố cấu tạo nên đại phân tử hữu tế bào prôtêin, cacbohiđrat, lipit, axit nuclêic chiếm tới 96,0% Chọn C Ví dụ 7: Nguyên tố vi lượng thể sống khơng có đặc điểm sau đây? A Chiếm tỉ lệ nhỏ 0,01% khối lượng chất sống thể B Chỉ cần cho thực vật giai đoạn sinh trưởng C Tham gia vào cấu trúc bắt buộc enzim tế bào D Là nguyên tố có tự nhiên Hướng dẫn giải Các nguyên tố vi lượng có đặc điểm: chiếm tỉ lệ nhỏ (< 0,01% khối lượng thể); tham gia vào cấu tạo nên enzim, hoocmôn, vỉtamin nên có chức điều hịa hoạt động sống tế bào; nguyên tố vi lượng tồn tự nhiên dạng tự dạng liên kết Như vậy, không giai đoạn sinh trưởng thể sống cần nguyên tố vi lượng mà tất giai đoạn sống cần nguyên tố vi lượng Chọn B Ví dụ 8: Khi nói đặc điểm, vai trị nước có nhận định sau đúng? (1) Nước mơi trường cho phản ứng hóa sinh tế bào (2) Trong tế bào, nước tập trung chủ yếu nguyên sinh chất (3) Nước tham gia vào phản ứng thủy phân tế bào (4) Nước liên kết với số phân tử khác nhờ liên kết hiđrơ (5) Nước có đặc tính phân cực phía ơxi mang điện tích dương phía hiđrơ mang điện tích âm (6) Nước tế bào tồn dạng tự A B C D Hướng dẫn giải Xét – sai phát biểu: Trang (1) Đúng Trong tế bào xảy phản ứng hóa sinh nước mơi trường cho phản ứng hóa sinh xảy (2) Đúng Nước chiếm tỉ lệ lớn tế bào (thường chiếm 90%), thường tập trung chủ yếu tế bào chất để tạo nên trạng thái sol, gel tế bào (3) Đúng Trong tế bào có nhiều phản ứng nước tham gia vào phản ứng thủy phân tế bào (4) Đúng Các phân tử nước liên kết với nhờ liên kết hiđrô, liên kết yếu đủ để giữ phân tử nước lại với (tạo sức căng bề mặt) (5) Sai Nước có đặc tính phân cực, phía ơxi mang điện tích âm phía hiđrơ mang điện tích dương (6) Sai Nước tế bào tồn hai dạng tự liên kết Chọn B Ví dụ 9: Ở gia đình, thường bảo quản thịt, cá tươi vào ngăn đá tủ lạnh q lâu, điều có nên khơng? Tại sao? Hướng dẫn giải Không nên bảo quản thịt, cá tươi vào ngăn đá tủ lạnh lâu Tại vì, nước có đặc tính quan trọng trạng thái rắn liên kết hiđrô bền vững làm cho nước có cấu trúc rỗng (nở so với trạng thái lỏng) phá vỡ cấu trúc tế bào Như vậy, bảo quản ngăn đá làm cho tế bào thịt, cá bị phá vỡ ảnh hưởng đến tính chất thức ăn Khi trạng thái rắn, mật độ phân tử nước xa nhau, bền vững khối nước đá có khối lượng riêng thấp nước trạng thái lỏng nên lên mặt nước Ví dụ 10: Những nguyên tố vi lượng chiếm tỉ lệ nhỏ thiếu thừa chúng có ảnh hưởng tới hoạt động sống thể tế bào khơng? Cho ví dụ? Hướng dẫn giải Khi thiếu thừa nguyên tố vi lượng ảnh hưởng lớn tới thể, gây rối loạn trình chuyển hóa ảnh hưởng tới số hoạt động sống thể Ví dụ: Ở người, thiếu I gây bệnh bướu cổ; thừa I gây bệnh bazơđô; thiếu Fe thiếu máu; thiếu Zn phận sinh dục khơng phát triển, hệ tiêu hóa bị rối loạn;… Bài tập tự luyện Câu 1: Bệnh sau liên quan đến thiếu nguyên tố iốt – nguyên tố vi lượng? A Bệnh bướu cổ B Bệnh còi xương C Bệnh cận thị D Bệnh tiểu đường Trang Câu 2: Các nhà khoa học tìm kiếm sống hành tinh khác tìm kiếm có mặt nước lí sau đây? A Nước dung mơi cho phản ứng sinh hóa tế bào B Nước cấu tạo từ nguyên tố đa lượng C Nước thành phần chủ yếu tham gia vào cấu trúc tế bào D Nước đảm bảo cho tế bào thể có nhiệt độ ổn định Câu 3: Phát biểu sau không nói vai trị nước sống? A Nước dung mơi hịa tan chất sống môi trường phản ứng B Nước có vai trị ổn định nhiệt độ thể, điều hịa nhiệt độ mơi trường sống C Nước dạng liên kết với hợp chất hữu khác, nước bảo vệ cấu trúc tế bào D Nước cung cấp lượng cho hoạt động sống nguyên liệu cho phản ứng Câu 4: Nước dung mơi hịa tan nhiều chất thể sống chúng có A nhiệt dung riêng cao B lực gắn kết C nhiệt bay cao D tính phân cực Câu 5: Phân biệt nguyên tố đa lượng nguyên tố vi lượng Câu 6: Vì C, H, O, N lại nguyên tố chủ yếu thể sống? Câu 7: Cho hình ảnh sau: Hãy cho biết hình ảnh nói đến điều gì? Dựa vào đặc tính, cấu trúc nước, giải thích sở tượng ĐÁP ÁN 1-A 2-C 3-D 4-D Câu 5: Phân biệt nguyên tố đa lượng nguyên tố vi lượng Nguyên tố đa lượng Nguyên tố vi lượng > 0,01% < 0,01% Tỉ lệ tế bào Vai trị + Cấu tạo nên hợp chất vơ cơ, hữu + Là thành phần cấu trúc bắt buộc xây dựng cấu trúc tế bào hàng trăm hệ enzim xúc tác cho + Cấu tạo nên quan, phận phản ứng sinh hóa tế bào thể sinh vật + Dự trữ cung cấp lượng cho Trang hoạt động thể sống + Tham gia hoạt động sinh lí thể co cơ, dẫn truyền xung thần kinh,… Ví dụ C, H, O, N, P, K, S, Ca, Na,… F, Cu, Fe, Mn, Mo, Zn, I,… Câu 6: C, H, O, N nguyên tố chủ yếu thể sống vì: Là nguyên tố phổ biến tự nhiên Có khả liên kết với với nguyên tố khác liên kết bền không bền, tạo thành phân tử đại phân tử có cấu trúc đa dạng, bền vững, mềm dẻo – sở cho đa dạng, bền vững, mềm dẻo sống Có tính chất lí hóa phù hợp với tổ chức sống Câu 7: Hình ảnh nói đến di chuyển lồi nhện nước mặt nước Giải thích: Nước có đặc tính phân cực, phân tử nước liên kết với nhờ liên kết hiđrô tạo nên màng mỏng bề mặt phân tử nước (sức căng bề mặt) giữ không cho phân tử nước tách rời Vì thế, nhện nước với thể nhẹ lớp lông mỏng bàn chân không thấm nước giúp chúng di chuyển bề mặt nước cách dễ dàng Trang ... dẫn giải Các nguyên tố C, H, O, N, P, Ca nguyên tố chiếm tỉ lệ lớn tế bào thể sinh vật Chúng nguyên tố đa lượng tham gia vào chức cấu trúc nên tế bào, đặc biệt nguyên tố C, H, O, N nguyên tố cấu... hiệu thiếu số nguyên tố thường xuất Nước vai trò nước tế bào 2.1 Cấu trúc đặc tính nước Hình 3. 1: Cấu tạo nước Phân tử nước cấu tạo từ nguyên tử ôxi với nguyên tử hiđrô liên kết cộng hóa trị ... đâu có nước có sống nên nhà khoa học trước hết tìm xem có nước hay khơng Ví dụ (Câu – SGK trang 18): Trình bày cấu trúc hóa học nước vai trò nước tế bào Hướng dẫn giải Cấu trúc hóa học nước: