THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA TẾ BÀOI. Các NTHH có trong tế bào Các nguyên tố sinh học 1. Định nghĩa: Là những nguyên tố tham gia cấu thành nên các hợp chất hoá học tạo nên cơ thể sống. gồm 25 nguyên tố (16 nguyên tố chính phổ biến, có mặt ở mọi cơ thể sinh vật và một vài nguyên tố tìm thấy trong các sinh vật đặc biệt.Các nguyên tố C, H, O, N là các nguyên tố phát sinh sự sống. . Có 6 nguyên tố chính mà hàm lượng chiếm tới 99% toàn bộ khối lượng cơ thểNguyên tố chínhCác nguyên tố sinh học khác Oxi: 65%Cacbon: 18%H: 10%N: 3%Ca: 2%P: 1%K: 0,35%S: 0,25%Cl: 0,16%Na: 0,15%Mg: 0,05%Fe: 0,004%Cu: dạng vếtMn: dạng vếtZn: dạng vếtIot: dạng vết(các nguyên tố vết ) Các nguyên tố sinh học cũng có trong giới vô cơ nhưng với tỉ lệ rất khác nhau:Ví dụ: C chiếm 0,03% thể tích khí quyển lại chiếm tới 20% khối lượng chất sốngNgược lại: Silic chiếm 27,7% vỏ trái đất nhưng lại gặp rất ít trong cơ thể sốngKết luận: => Sự sống bắt nguồn từ giới vô cơ. Các nguyên tố sinh học không phải là tập hợp ngẫu nhiên mà đã chịu sự tác động của chọn lọc tự nhiên. Mỗi nguyên tố đều có những tính chất đặc biệt thích hợp làm cơ sở cho sự sống2.Phân loại: Đa lượng, vi lượng, siêu vi lượng (hàm lượng, ví dụ, vai trò....)Đặc điểmĐa lượngVi lượngSiêu vi lượngVí dụC, H, O, N, S, P, K, Ca, Mg, Si, ...Fe, Cu, Mn, Zn, Mo, B, Co, Ti, Sr, Ba,... Hg, I, Ag, Pt, Au, Si, Sn, As, Hàm lượngbiến động từ101 đến 104 % chất khô Cơ thể cần > 100mgngàytừ 105 đến 107 % chất khô Cơ thể cần < 100mgngàytừ 107 đến 1014 % chất khôChức năng Cấu tạo các hợp chất sống Kiến tạo tế bào Quy định trạng thái của keo nguyên sinh Cấu tạo một số enzim Hoạt hoá các enzim+ Hỗ trợ các phản ứng hóa học trong cơ thể. Có trong thành phần của rất nhiều enzyme cần thiết.+ Giúp cơ thể sử dụng chất đạm, mỡ và đường+ Giúp làm vững chắc xương và điều khiển thần kinh, cơ + Nguyên tố vi lượng còn điều hòa hoạt động của cơ thể, tương tác với các chất khác như các vitamin,..+ Một số nguyên tố vi lượng như Sắt, Kẽm, Magne có tác dụng chống stress rất hiệu quả. Một số tham gia hoạt hóa E, VTM 1 số là các nguyên tố độc, yêu cầu trong cơ thể rất nhỏ nếu vượt quá sẽ gây độc cho cơ thể. Một số chưa được nghiên cứu chức năng. 4 nguyên tố đa lượng: Cácbon, Oxy, Hydro, Nitơ, chúng là thành phần cơ bản tạo nên nước, protein, xương, cơ (hay còn ở dạng chất đạm, chất đường và chất béo) trong cơ thể, các nguyên tố đa lượng này chiếm 96% trọng lượng cơ thể.Còn lại có khoảng 4% trọng lượng cơ thể là các chất hóa học vô cơ (khi cơ thể bị đốt cháy hoàn toàn chỉ còn lại các chất này, sẽ đọng lại thành tro). Hay còn được gọi là các khoáng chất. Trong số đó có một số nguyên tố là thiết yếu và cần thiết cho cơ thể sống nhưng chúng lại chỉ chiếm lượng nhỏ trong cơ thể, chúng thường hay được gọi là các nguyên tố vi lượng (hay còn gọi là vi khoáng). II. Các hợp chất trong tế bào1.Các hợp chất vô cơ. Những hợp chất vô cơ nào có vai trò thiết yếu đối với tế bào? Chứng minh vai trò của chúng? Những chất vô cơ thiết yếu: nước, muối khoáng, oxi, CO2 Nước: + Dung môi: hoà tan, khuếch tán, vận chuyển+ Nguyên liệu phản ứng+ Điều hoà nhiệt độ+ Quy định trạng thái và mức độ trao đổi chất hệ keo nguyên sinh Muối khoáng:+ Cấu tạo tế bào chất, quy định trạng thái+ Cấu tạo hợp chất hữu cơ: protein, axit nucleic+ Cấu tạo enzim xúc tác phản ứng+ Hoạt hoá các phản ứng sinh tổng hợp Oxi: tham gia quá trình hô hấp CO2 nguồn cacbon cho quá trình tổng hợp các chất hữu cơa. Nước. Cấu tạo: Là hợp chất hóa học phân cực được tạo thành từ 1 nguyên tử O và 2 nguyên tử H, Tính chất: (4 đặc tính nổi trội: Tính kết dính, điều tiết nhiệt độ, nở ra khi lạnh, tính đa tác dụng của một dung môi...) Vai trò của nước trong cơ thể sống: Làm giá đỡ, điều nhiệt, khung xương thủy tĩnh, dung môi... Phân tích đặc điểm cấu tạo liên quan đến các đặc tính lý hoá của nước? Trả lời Cấu tạo: 1 nguyên tử oxi liên kết cộng hoá trị phân cực với 2 nguyên tử hidro => Nước có tính phân cực (có tính lưỡng cực) Có khả năng tạo liên kết hidro giữa các phân tử nước với nhau và với các phân tử của các chất khác. Đặc tính lý hoá: Có thể tồn tại ở 3 trạng thái: rắn (khi các liên kết hidro ở dạng đẳng trục), lỏng (khi các liên kết hidro ở dạng lệch trục), khí (khi các liên kết hidro giữa các phân tử nước bị cắt đứt) Có thể chuyển đổi giữa 3 trạng thái khi thay đổi nhiệt độ Có tính dẫn nhiệt, hấp thụ nhiệt lớn để chuyển đổi giữa 3 trạng thái. Khả năng toả nhiệt và bay hơi cao Có thể hoà tan nhiều chất (do hình thành liên kết hidro với các nhóm phân cực của các hợp chất đó) Có sức căng bề mặt (do sự hình thành liên kết hidro viữa các phân tử nước ở bề mặt với các phân tử nước ở bên dưới) Phân tích các đặc tính của nước giúp nó có thể thực hiện vai trò trong cơ thể sống? Nước có 4 đặc tính nổi trội: Tính kết dính, điều tiết nhiệt độ, nở ra khi lạnh, tính đa tác dụng của một dung môi. Mọi đặc tính của nước đều do đặc điểm cấu tạo của nước quyết định. Tính kết dính: Do phân cực, các phân tử H2O hấp dẫn lẫn nhau. Vì vậy, ở nhiệt độ và áp suất bình thường, H2O ở dạng lỏng. Sự hấp dẫn tĩnh điện giữa các phân tử H2O tạo nên mối liên kết yếu gọi là liên kết hiđro. Liên kết này mạnh nhất khi nó nằm trên đường thẳng trùng với trục OH. Khi lệch trục OH, mối liên kết hiđro lúc này yếu hơn.Chính tính kết dính làm cho nước có vai trò như một khung xương thủy tĩnh giúp nâng đỡ các cơ thể sinh vật trong nước. Đồng thời tính kết dính cũng làm cho nước có sức căng bề mặt, tạo ra mặt thoáng vững chắc cho phép các cơ thể nhỏ bám vào và di chuyển trên mặt thoáng. Lực mao dẫn cũng là hệ quả của đặc tính này, nhờ vậy nước có thể bám vào nhiều bề mặt và liên kết với nhau để di chuyển trong các không gian rất nhỏ bé (khoảng gian bào, bó dẫn...), giúp vận chuyển các chất ngay cả khi ngược chiều trọng lực. Điều tiết nhiệt độ: Do tính phân cực nên giữa các phân tử nước hình thành liên kết hiđrô với nhau, một phân tử nước hình thành liên kết hiđrô với bốn phân tử nước khác. Do vậy tổng số liên kết hiđrô là rất lớn. Tuy nhiên, đây là loại liên kết yếu, dễ hình thành và cũng dễ phá vỡ. Để phá vỡ hết các liên kết hiđrô cần tiêu tốn năng lượng lớn vì thế nước có nhiệt bay hơi cao và nhiệt dung riêng lớn, có ý nghĩa trong việc điều hòa nhiệt độ: làm mát nhanh bằng bay mồ hôi nhưng cơ thể lấy và mất nhiệt một cách chậm chạp do đó không bị sốc nhiệt. Nở ra khi lạnh: Khi nhiệt độ ở khoảng 4 0C nước có mật độ cao nhất và có tính chất giống như những chất lỏng khác: Nở ra khi nóng lên và co lại khi lạnh đi. Khi nhiệt độ ở 0oC, nước giảm mật độ và ở trạng thái đóng băng. Do lúc này toàn bộ các liên kết đều là mạnh nhất (các liên kết bị kéo căng) → phân tử H2O phân bố trong cấu trúc mạng lưới chuẩn làm cho mật độ phân tử H2O giảm → nước đá có cấu trúc thưa hơn, nhẹ hơn và nổi trên mặt nước lỏng. Điều này giúp cho các sinh vật sống dưới nước ở các vùng cực vẫn có thể sống sót vì lớp băng đá nổi bên trên đã tạo ra một lớp cách nhiệt, giữ cho lớp nước bên dưới không bị đóng băng. Tính đa tác dụng của một dung môi: Do tính phân cực, phân tử H2O có thể tạo các liên kết hiđro với các phân tử chất tan => H2O là dung môi cực tốt:+ Với các chất hữu cơ không phải ion (đường); các phân tử H2O tạo các liên kết hiđro với các nhóm bên phân cực → hòa tan.+ Với các đại phân tử: H2O bao quanh các đại phân tử (VD: protein) → dung dịch keo (loãng: sol; đặc: gel) + Với các chất tan là ion, cụm phân tử H2O phân cực bao quanh các ion trái dấu và hình thành liên kết hiđro với chúng (mỗi ion được bao quanh bởi các phân tử H2O gọi là ion hiđrat hóa).Đặc tính này làm cho nước có một vai trò quan trọng: Là dung môi và nguyên liệu quan trọng cho các phản ứng sinh lý, sinh hóa trong cơ thể. Mặt khác, khi hòa tan các ion, nước trở nên dẫn điện vì thế có vai trò trong hoạt động chức năng của một số tế bào (VD: tế bào thần kinh). b. Muối khoáng.Đặc điểm, vai trò, tính chất của muối khoáng đối với tế bào? Đặc điểm, tính chất: Tồn tại ở dạng:+ Hoà tan thành các ion+ Liên kết trong các hợp chất hoặc các cấu trúc: CaCO3 trong xương, pectat canxi trong thành tế bào thực vật... Tính chất: Dễ bị thuỷ hoá, hình thành màng nước Tạo độ nhớt của keo nguyên sinh Vai trò: + Duy trì trạng thái cân đối của hệ keo (các ion khoáng có khả năng: làm tăng độ ngậm nư¬ớc, độ phân tán và làm giảm độ nhớt …hoặc ngư¬ợc lại)+ Tạo nên áp suất thẩm thấu và sức hút n¬ớc của tế bào+ Các ion khoáng không đều ở 2 bên màng tạo nên thế hiệu màng và dẫn truyền các xung điện:VD: Na+, K+ tham gia truyền xung thần kinhNa+ , Cl điều chỉnh nồng độ H+ trong tế bào liên quan đến pH, sự tổng hợp ATP + Là nguyên liệu để tổng hợp hàng loạt các chất hữu cơ: Protein, axit Nu, lipit…2. Các hợp chất hữu cơ Chất hữu cơ: Là các hợp chất cacbon (trừ CO, CO2); Các hợp chất hữu cơ trong tế bào là một hỗn hợp của vô vàn các phân tử nhỏ và phân tử lớn (đại phân tử: cacbohidrat, lipit, axit nucleic và protein)a. Các cacbohidrat Thành phần hóa học: C, H, O CTTQ: Cx(H¬2O)y Phân loại: Đường đơn, đường đôi, đường đa (cấu tạo, tính chất, vai trò) Một số loại đường đơn, đường đôi, đường đa quan trọng: Glucôzơ, fructôzơ, saccarôzơ, mantôzơ, tinh bột, glycogen, xenlulôzơ Vai trò: + Vai trò dự trữ và cung cấp năng lượng: các hợp chất carbohydrate như: tinh bột, glycogen, lactose của sữa... giữ vai trò chủ đạo trong việc cung cấp năng lượng cho tế bào hoạt động. Chúng đảm bảo trên 60% năng lượng cho các quá trình sống. Khi oxy hóa 1gram carbohydrate có thể giải phóng một lượng năng lượng tương đương 4,1kcal. Ở thực vật, phần lớn năng lượng được dự trữ dưới dạng tinh bột ở các mô dự trữ như củ, quả và hạt. Ở vi sinh vật và động vật có một phần năng lượng dự trữ dưới dạng glycogen, ví dụ: như glycogen dự trữ ở cơ và gan người. Sử dụng năng lượng có nguồn gốc từ glycogen có tính an toàn hơn nhiều so với các nguồn phi carbohydrate. Chính vì vậy ở động vật và người, ở những cơ quan đòi hỏi sự an toàn cao như tế bào não chỉ sử dụng năng lượng chính là từ glucose. Ngoài ra có hai loại pentose là ribose và deoxyribose là một thành phần quan trọng trong các hợp chất cao năng lượng như ATP. Chúng có quan hệ tới quá trình khai thác và dự trữ năng lượng ở tất cả mọi loại sinh vật. + Vai trò cấu trúc: carbohydrate là hợp chất sinh học tham gia rộng rãi trong các cấu trúc sống của cơ thể. Ở thực vật, tiêu biểu là các cellulose là thành phần chính của các cấu trúc ngoại bào như lớp thành tế bào cứng hay ở các mô sợi và gỗ của thân, rễ hay lá cây...Ở động vật các hợp chất như chitin trong các mô vỏ của động vật có xương sống như giáp sát, côn trùng...Ở vi khuẩn, các lớp vỏ cứng của tế bào là các dẫn xuất của carbohydrate như peptidoglycan hay murein, tỷ lệ của chúng ở tế bào vi khuẩn là cơ sở để phân loại vi khuẩn gram âm và gram dương.+ Vai trò bảo vệ: nhiều dẫn xuất của carbohydrate tham gia rộng rãi trong các hệ thống bảo vệ của cơ thể. Cellulose ở tế bào cứng như một lớp vỏ bảo vệ của thực vật, các mucopolysaccharide khi kết hợp với protein trong thành phần các mucin hay mucoprotein ở động vật có tác dụng như lớp dầu bôi trơn bảo vệ các niêm mạc như niêm mạc dạ dày, niêm mạc mắt...hay các khớp vận động ở người và động vật...Các glycoprotein là thành phần quan trọng của các kháng thể liên quan đến khả năng miễn dịch của sinh vật...+ Vai trò vận chuyển: các hợp chất carbohydrate tham gia trong các hệ thống vận chuyển chất trong cơ thể. Ví dụ, các glycoprotein chỉ thị nhóm máu , chúng có liên quan và cơ sở để phân loại nhóm máu, ví dụ các nhóm máu A, B, AB và O ở người. Chính vì vậy chúng có quan hệ tới các chức năng của máu trong đó có chức năng vận chuyển dinh dưỡng hay vận chuyển khí...b. Lipit. Cấu tạo: + Chứa các nguyên tố C, H, O +Trong phân tử có lượng oxi ít, tỉ lệ nhóm CH2 cao Tính chất: Ít phân cực, do vậy ít tan trong nước, tan nhiều trong các dung môi ít phân cực như etanol, clorofom. Gồm dầu, mỡ, sáp, photpholipit, steroit (cấu tạo, đặc tính, vai trò) Vai trò: + Lipid là nguồn cung cấp và dự trữ năng lượng nhiều nhất trong bộ ba glucid, protein, lipid. 1g lipid cho 9Kcal. Do vậy, thức ăn giàu lipid rất tốt cho người lao động nặng, người cần hồi phục dinh dưỡng cho người ốm. + Là dung môi cho các vitamin tan trong chất béo như vitamin A, D, E, K và F. Phần lớn các vitamin này vào trong cơ thể là từ chất béo của thực phẩm. + Lipid đóng vai trò quan trọng trong cấu trúc tế bào +Bảo vệ cơ thể trước những thay đổi về nhiệt độ và những va chạm cơ họcc. Axitnucleic Thành phần hóa học: C, H, O, N, P Cấu tạo: + Nguyên tắc cấu tạo: Nguyên tắc đa phân+ Cấu tạo của một đơn phân: nucleotit•KLPT: 300 đcv•Kích thước: 3,4 A0•Thành phần: 3 thành phần( 1 phân tử đường C5H10O4 , 1 nhóm photphat, 1 trong 4 loại bazo nito A,T,G,X+ Liên kết giữa các đơn phân: Liên kết hóa trị DP ( liên kết photpho dieste) Cấu trúc không gian: + Với ADN •Mạch kép: 2 mạch poly nu song song và ngược chiều•Các nu ở 2 mạch kết cặt với nhau theo NSBS( AT, GX)•Đường kính: 20 A0•Chu kì: 34 A0, gồm 10 cặp nu + Với ARN•Mạch đơn•Có 3 loại ARNmARN: Có dạng mạch thẳngtARN: Cấu trúc cuộn lại 1 đầu( Có 1 thùy mang bộ 3đối mã), đầu gắn với axit aminrARN: Cuộn xoắn đặc thù Chức năng: + Chức năng của ADN: Bảo quản và truyền đạt thông tin di truyền về cấu trúc và toàn bộ các loại protein của cơ thể sinh vật, do đó quy định các tính trạng của cơ thể sinh vật. + Chức năng của từng loại ARN: ARN thông tin: Truyền đạt thông tin di truyền từ ADN (gen cấu trúc) tới ribôxôm. ARN vận chuyển: Vận chuyển axit amin tương ứng tới ribôxôm (nơi tổng hợp protein). ARN ribôxôm: Thành phần cấu tạo nên ribôxôm.Trong tổng số ARN của tế bào, mARN chiếm tỉ lệ 2% 5%, tARN chiếm tỉ lệ 10% 20%, tARN chiếm tỉ lệ 70 80%.d. Protein. Khái niệm: Protein là đại phân tử có cấu trúc đa phân gồm nhiều đơn phân là các axit amin. Cấu trúc của protein: + Cấu trúc của axit amin – đơn phân cấu tạo nên protein.•KLPT: 110 ĐvC•Thành phần: 1 nhóm hydro cacbon 1 nhóm cacboxyl – COOH 1 nhóm amin – NH2 + Các axit amin iên kết với nhau bằng liên kết peptit + Cấu trúc không gian của protein: Cấu trúc bậc 1, bậc 2, bậc 3 và bậc 4. Chức năng: Các protein riêng biệt rất linh hoạt và đảm nhận nhiều chức năng chuyên hóa khác nhau: Nguyên liệu cấu trúc, xúc tác (enzim), điều hòa (hoocmon), bảo vệ (kháng thể), thụ quan, vận chuyển, dự trữ. Phân loại: Theo sự sắp xếp của các mạch, có thể chia thành Protein sợi và Protein dạng hạt hoặc viên.
THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA TẾ BÀO I Các NTHH có tế bào - Các nguyên tố sinh học Định nghĩa: Là nguyên tố tham gia cấu thành nên hợp chất hoá học tạo nên thể sống gồm 25 nguyên tố (16 nguyên tố phổ biến, có mặt thể sinh vật vài nguyên tố tìm thấy sinh vật đặc biệt.Các nguyên tố C, H, O, N nguyên tố phát sinh sống - Có nguyên tố mà hàm lượng chiếm tới 99% tồn khối lượng thể Ngun tố Các nguyên tố sinh học khác Oxi: 65% K: 0,35% Fe: 0,004% Cacbon: 18% S: 0,25% Cu: dạng vết H: 10% Cl: 0,16% Mn: dạng vết N: 3% Na: 0,15% Zn: dạng vết Ca: 2% Mg: 0,05% Iot: dạng vết P: 1% (các nguyên tố vết ) - Các nguyên tố sinh học có giới vơ với tỉ lệ khác nhau: Ví dụ: C chiếm 0,03% thể tích khí lại chiếm tới 20% khối lượng chất sống Ngược lại: Silic chiếm 27,7% vỏ trái đất lại gặp thể sống Kết luận: => Sự sống bắt nguồn từ giới vô Các nguyên tố sinh học tập hợp ngẫu nhiên mà chịu tác động chọn lọc tự nhiên Mỗi ngun tố có tính chất đặc biệt thích hợp làm sở cho sống 2.Phân loại: Đa lượng, vi lượng, siêu vi lượng (hàm lượng, ví dụ, vai trò ) Đặc điểm Ví dụ Đa lượng * Hàm lượng biến động từ10-1 đến 10-4 % chất khô - Cơ thể cần > 100mg/ngày - Cấu tạo hợp chất sống - Kiến tạo tế bào - Quy định trạng thái keo nguyên sinh *Chứ c Vi lượng C, H, O, N, S, P, K, Fe, Cu, Mn, Zn, Mo, B, Co, Ti, Sr, Ba, Ca, Mg, Si, từ 10-5 đến 10-7 % chất khô - Cơ thể cần < 100mg/ngày - Cấu tạo số enzim - Hoạt hoá enzim + Hỗ trợ phản ứng hóa học thể Có thành phần nhiều enzyme cần thiết + Giúp thể sử dụng chất đạm, mỡ đường + Giúp làm vững xương điều khiển thần kinh, + Nguyên tố vi lượng điều hòa hoạt động thể, tương tác với chất khác vitamin, + Một số nguyên tố vi lượng Sắt, Kẽm, Magne có tác dụng chống stress hiệu Siêu lượng Hg, I, Pt, Au, Sn, As, từ 10-7 10-14 % khô vi Ag, Si, đến chất - Một số tham gia hoạt hóa E, VTM - số nguyên tố độc, yêu cầu thể nhỏ vượt gây độc cho thể Một số chưa nghiên cứu chức - nguyên tố đa lượng: Cácbon, Oxy, Hydro, Nitơ, chúng thành phần tạo nên nước, protein, xương, (hay dạng chất đạm, chất đường chất béo) thể, nguyên tố đa lượng chiếm 96% trọng lượng thể Còn lại có khoảng 4% trọng lượng thể chất hóa học vơ (khi thể bị đốt cháy hồn tồn lại chất này, đọng lại thành tro) Hay gọi khống chất Trong số có số nguyên tố thiết yếu cần thiết cho thể sống chúng lại chiếm lượng nhỏ thể, chúng thường hay gọi nguyên tố vi lượng (hay gọi vi khoáng) II Các hợp chất tế bào Các hợp chất vô * Những hợp chất vô có vai trò thiết yếu tế bào? Chứng minh vai trò chúng? - Những chất vơ thiết yếu: nước, muối khống, oxi, CO * Nước: + Dung mơi: hồ tan, khuếch tán, vận chuyển + Nguyên liệu phản ứng + Điều hoà nhiệt độ + Quy định trạng thái mức độ trao đổi chất hệ keo nguyên sinh * Muối khoáng: + Cấu tạo tế bào chất, quy định trạng thái + Cấu tạo hợp chất hữu cơ: protein, axit nucleic + Cấu tạo enzim xúc tác phản ứng + Hoạt hoá phản ứng sinh tổng hợp * Oxi: tham gia q trình hơ hấp * CO2 nguồn cacbon cho q trình tổng hợp chất hữu a Nước - Cấu tạo: Là hợp chất hóa học phân cực tạo thành từ nguyên tử O nguyên tử H, - Tính chất: (4 đặc tính trội: Tính kết dính, điều tiết nhiệt độ, nở lạnh, tính đa tác dụng dung mơi ) - Vai trò nước thể sống: Làm giá đỡ, điều nhiệt, khung xương thủy tĩnh, dung môi * Phân tích đặc điểm cấu tạo liên quan đến đặc tính lý hố nước? Trả lời * Cấu tạo: nguyên tử oxi liên kết cộng hoá trị phân cực với nguyên tử hidro => Nước có tính phân cực (có tính lưỡng cực) - Có khả tạo liên kết hidro phân tử nước với với phân tử chất khác * Đặc tính lý hố: - Có thể tồn trạng thái: rắn (khi liên kết hidro dạng đẳng trục), lỏng (khi liên kết hidro dạng lệch trục), khí (khi liên kết hidro phân tử nước bị cắt đứt) - Có thể chuyển đổi trạng thái thay đổi nhiệt độ - Có tính dẫn nhiệt, hấp thụ nhiệt lớn để chuyển đổi trạng thái - Khả toả nhiệt bay cao - Có thể hồ tan nhiều chất (do hình thành liên kết hidro với nhóm phân cực hợp chất đó) - Có sức căng bề mặt (do hình thành liên kết hidro viữa phân tử nước bề mặt với phân tử nước bên dưới) * Phân tích đặc tính nước giúp thực vai trò thể sống? Nước có đặc tính trội: Tính kết dính, điều tiết nhiệt độ, nở lạnh, tính đa tác dụng dung mơi Mọi đặc tính nước đặc điểm cấu tạo nước định - Tính kết dính: Do phân cực, phân tử H 2O hấp dẫn lẫn Vì vậy, nhiệt độ áp suất bình thường, H 2O dạng lỏng Sự hấp dẫn tĩnh điện phân tử H 2O tạo nên mối liên kết yếu gọi liên kết hiđro Liên kết mạnh nằm đường thẳng trùng với trục O-H Khi lệch trục O-H, mối liên kết hiđro lúc yếu Chính tính kết dính làm cho nước có vai trò khung xương thủy tĩnh giúp nâng đỡ thể sinh vật nước Đồng thời tính kết dính làm cho nước có sức căng bề mặt, tạo mặt thoáng vững cho phép thể nhỏ bám vào di chuyển mặt thoáng Lực mao dẫn hệ đặc tính này, nhờ nước bám vào nhiều bề mặt liên kết với để di chuyển không gian nhỏ bé (khoảng gian bào, bó dẫn ), giúp vận chuyển chất ngược chiều trọng lực - Điều tiết nhiệt độ: Do tính phân cực nên phân tử nước hình thành liên kết hiđrơ với nhau, phân tử nước hình thành liên kết hiđrơ với bốn phân tử nước khác Do tổng số liên kết hiđrô lớn Tuy nhiên, loại liên kết yếu, dễ hình thành dễ phá vỡ Để phá vỡ hết liên kết hiđrô cần tiêu tốn lượng lớn nước có nhiệt bay cao nhiệt dung riêng lớn, có ý nghĩa việc điều hòa nhiệt độ: làm mát nhanh bay mồ hôi thể lấy nhiệt cách chậm chạp khơng bị sốc nhiệt - Nở lạnh: Khi nhiệt độ khoảng 0C nước có mật độ cao có tính chất giống chất lỏng khác: Nở nóng lên co lại lạnh Khi nhiệt độ 0oC, nước giảm mật độ trạng thái đóng băng Do lúc tồn liên kết mạnh (các liên kết bị kéo căng) → phân tử H 2O phân bố cấu trúc mạng lưới chuẩn làm cho mật độ phân tử H2O giảm → nước đá có cấu trúc thưa hơn, nhẹ mặt nước lỏng Điều giúp cho sinh vật sống nước vùng cực sống sót lớp băng đá bên tạo lớp cách nhiệt, giữ cho lớp nước bên không bị đóng băng - Tính đa tác dụng dung mơi: Do tính phân cực, phân tử H 2O tạo liên kết hiđro với phân tử chất tan => H 2O dung môi cực tốt: + Với chất hữu ion (đường); phân tử H 2O tạo liên kết hiđro với nhóm bên phân cực → hòa tan + Với đại phân tử: H2O bao quanh đại phân tử (VD: protein) → dung dịch keo (loãng: sol; đặc: gel) + Với chất tan ion, cụm phân tử H 2O phân cực bao quanh ion trái dấu hình thành liên kết hiđro với chúng (mỗi ion bao quanh phân tử H 2O gọi ion hiđrat hóa) Đặc tính làm cho nước có vai trò quan trọng: Là dung môi nguyên liệu quan trọng cho phản ứng sinh lý, sinh hóa thể Mặt khác, hòa tan ion, nước trở nên dẫn điện có vai trò hoạt động chức số tế bào (VD: tế bào thần kinh) b Muối khống Đặc điểm, vai trò, tính chất muối khống tế bào? * Đặc điểm, tính chất: - Tồn dạng: + Hoà tan thành ion + Liên kết hợp chất cấu trúc: CaCO xương, pectat canxi thành tế bào thực vật - Tính chất: Dễ bị thuỷ hố, hình thành màng nước Tạo độ nhớt keo ngun sinh * Vai trò: + Duy trì trạng thái cân đối hệ keo (các ion khống có khả năng: làm tăng độ ngậm nước, độ phân tán làm giảm độ nhớt …hoặc ngược lại) + Tạo nên áp suất thẩm thấu sức hút nớc tế bào + Các ion khống khơng bên màng tạo nên hiệu màng dẫn truyền xung điện: VD: Na+, K+ tham gia truyền xung thần kinh Na+ , Cl- điều chỉnh nồng độ H+ tế bào liên quan đến pH, tổng hợp ATP + Là nguyên liệu để tổng hợp hàng loạt chất hữu cơ: Protein, axit Nu, lipit… Các hợp chất hữu - Chất hữu cơ: Là hợp chất cacbon (trừ CO, CO 2); Các hợp chất hữu tế bào hỗn hợp phân tử nhỏ phân tử lớn (đại phân tử: cacbohidrat, lipit, axit nucleic protein) a Các cacbohidrat - Thành phần hóa học: C, H, O - CTTQ: Cx(H2O)y - Phân loại: Đường đơn, đường đôi, đường đa (cấu tạo, tính chất, vai trò) - Một số loại đường đơn, đường đôi, đường đa quan trọng: Glucôzơ, fructôzơ, saccarôzơ, mantôzơ, tinh bột, glycogen, xenlulôzơ - Vai trò: + Vai trò dự trữ cung cấp lượng: hợp chất carbohydrate như: tinh bột, glycogen, lactose sữa giữ vai trò chủ đạo việc cung cấp lượng cho tế bào hoạt động Chúng đảm bảo 60% lượng cho trình sống Khi oxy hóa 1gram carbohydrate giải phóng lượng lượng tương đương 4,1kcal Ở thực vật, phần lớn lượng dự trữ dạng tinh bột mô dự trữ củ, hạt Ở vi sinh vật động vật có phần lượng dự trữ dạng glycogen, ví dụ: glycogen dự trữ gan người Sử dụng lượng có nguồn gốc từ glycogen có tính an toàn nhiều so với nguồn phi carbohydrate Chính động vật người, quan đòi hỏi an tồn cao tế bào não sử dụng lượng từ glucose Ngồi có hai loại pentose ribose deoxyribose thành phần quan trọng hợp chất cao lượng ATP Chúng có quan hệ tới trình khai thác dự trữ lượng tất loại sinh vật + Vai trò cấu trúc: carbohydrate hợp chất sinh học tham gia rộng rãi cấu trúc sống thể Ở thực vật, tiêu biểu cellulose thành phần cấu trúc ngoại bào lớp thành tế bào cứng hay mô sợi gỗ thân, rễ hay Ở động vật hợp chất chitin mô vỏ động vật có xương sống giáp sát, trùng Ở vi khuẩn, lớp vỏ cứng tế bào dẫn xuất carbohydrate peptidoglycan hay murein, tỷ lệ chúng tế bào vi khuẩn sở để phân loại vi khuẩn gram âm gram dương + Vai trò bảo vệ: nhiều dẫn xuất carbohydrate tham gia rộng rãi hệ thống bảo vệ thể Cellulose tế bào cứng lớp vỏ bảo vệ thực vật, mucopolysaccharide kết hợp với protein thành phần mucin hay mucoprotein động vật có tác dụng lớp dầu bôi trơn bảo vệ niêm mạc niêm mạc dày, niêm mạc mắt hay khớp vận động người động vật Các glycoprotein thành phần quan trọng kháng thể liên quan đến khả miễn dịch sinh vật + Vai trò vận chuyển: hợp chất carbohydrate tham gia hệ thống vận chuyển chất thể Ví dụ, glycoprotein thị nhóm máu , chúng có liên quan sở để phân loại nhóm máu, ví dụ nhóm máu A, B, AB O người Chính chúng có quan hệ tới chức máu có chức vận chuyển dinh dưỡng hay vận chuyển khí b Lipit - Cấu tạo: + Chứa nguyên tố C, H, O +Trong phân tử có lượng oxi ít, tỉ lệ nhóm -CH2- cao - Tính chất: Ít phân cực, tan nước, tan nhiều dung mơi phân cực etanol, clorofom - Gồm dầu, mỡ, sáp, photpholipit, steroit (cấu tạo, đặc tính, vai trò) - Vai trò: + Lipid nguồn cung cấp dự trữ lượng nhiều ba glucid, protein, lipid 1g lipid cho 9Kcal Do vậy, thức ăn giàu lipid tốt cho người lao động nặng, người cần hồi phục dinh dưỡng cho người ốm + Là dung môi cho vitamin tan chất béo vitamin A, D, E, K F Phần lớn vitamin vào thể từ chất béo thực phẩm + Lipid đóng vai trò quan trọng cấu trúc tế bào +Bảo vệ thể trước thay đổi nhiệt độ va chạm học c Axitnucleic - Thành phần hóa học: C, H, O, N, P - Cấu tạo: + Nguyên tắc cấu tạo: Nguyên tắc đa phân + Cấu tạo đơn phân: nucleotit KLPT: 300 đcv Kích thước: 3,4 A0 Thành phần: thành phần( phân tử đường C 5H10O4 , nhóm photphat, loại bazo nito A,T,G,X + Liên kết đơn phân: Liên kết hóa trị D-P ( liên kết photpho dieste) - Cấu trúc không gian: + Với ADN Mạch kép: mạch poly nu song song ngược chiều Các nu mạch kết cặt với theo NSBS( A-T, G-X) Đường kính: 20 A0 Chu kì: 34 A0, gồm 10 cặp nu + Với ARN Mạch đơn Có loại ARN mARN: Có dạng mạch thẳng tARN: Cấu trúc cuộn lại đầu( Có thùy mang 3đối mã), đầu gắn với axit amin rARN: Cuộn xoắn đặc thù - Chức năng: + Chức ADN: Bảo quản truyền đạt thông tin di truyền cấu trúc toàn loại protein thể sinh vật, quy định tính trạng thể sinh vật + Chức loại ARN: ARN thông tin: Truyền đạt thông tin di truyền từ ADN (gen cấu trúc) tới ribôxôm ARN vận chuyển: Vận chuyển axit amin tương ứng tới ribôxôm (nơi tổng hợp protein) ARN ribôxôm: Thành phần cấu tạo nên ribôxôm Trong tổng số ARN tế bào, mARN chiếm tỉ lệ 2%- 5%, tARN chiếm tỉ lệ 10%20%, tARN chiếm tỉ lệ 70- 80% d Protein - Khái niệm: Protein đại phân tử có cấu trúc đa phân gồm nhiều đơn phân axit amin - Cấu trúc protein: + Cấu trúc axit amin – đơn phân cấu tạo nên protein KLPT: 110 ĐvC Thành phần: nhóm hydro cacbon nhóm cacboxyl – COOH nhóm amin – NH2 + Các axit amin iên kết với liên kết peptit + Cấu trúc không gian protein: Cấu trúc bậc 1, bậc 2, bậc bậc - Chức năng: Các protein riêng biệt linh hoạt đảm nhận nhiều chức chuyên hóa khác nhau: Nguyên liệu cấu trúc, xúc tác (enzim), điều hòa (hoocmon), bảo vệ (kháng thể), thụ quan, vận chuyển, dự trữ - Phân loại: Theo xếp mạch, chia thành Protein sợi Protein dạng hạt viên ... trò cấu trúc: carbohydrate hợp chất sinh học tham gia rộng rãi cấu trúc sống thể Ở thực vật, tiêu biểu cellulose thành phần cấu trúc ngoại bào lớp thành tế bào cứng hay mô sợi gỗ thân, rễ hay... D, E, K F Phần lớn vitamin vào thể từ chất béo thực phẩm + Lipid đóng vai trò quan trọng cấu trúc tế bào +Bảo vệ thể trước thay đổi nhiệt độ va chạm học c Axitnucleic - Thành phần hóa học: C, H,... có vai trò hoạt động chức số tế bào (VD: tế bào thần kinh) b Muối khoáng Đặc điểm, vai trò, tính chất muối khống tế bào? * Đặc điểm, tính chất: - Tồn dạng: + Hoà tan thành ion + Liên kết hợp chất