BÀI 5: CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC VÀ NƯỚC
Trang bìa
Trang bìa
Ảnh
BÀI 5 CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC VÀ NƯỚC
Mở đầu
Yêu cầu cần đạt
- Liệt kê được một số nguyên tố hóa học chính có trong tế bào (C, H, O, 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.
Khởi động
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?
Các nguyên tố hóa học
Thảo luận 1
Hiện nay, có những nguyên tố nào được tìm thấy trong cơ thể sinh vật?
Hiện nay, có khoảng 25 nguyên tố được tìm thấy trong cơ thể sinh vật. Ví dụ: - Nguyên tố đa lượng: C, H, O, N, Ca, P, K, S, Na, Cl, Mg. - Nguyên tố vi lượng: I, Fe, Cu, Mo, Zn.
Thảo luận 2
Ảnh
Quan sát Hình 5.2 và cho biết cấu trúc của nguyên tử carbon có đặc điểm gì giúp nó trở thành nguyên tố có vai trò quan trọng trong tế bào.
Nguyên tử carbon có bốn electron để có đủ tám electron ở lớp ngoài cùng (có hóa trị bốn) nên có thể cho đi hoặc thu về bốn electron để có đủ tám electron ở lớp ngoài cùng, do đó có thể hình thành liên kết với bốn nguyên tử khác (C, H, O, N, P, S). Nhờ đặc điểm này cho phép carbon có thể hình thành các mạch carbon với cấu trúc khác nhau. Đây là cơ sở hình thành vô số hợp chất hữu cơ khác nhau.
Thảo luận 3
Thiếu Mg sẽ ảnh hưởng thế nào đến thực vật?
Mg là thành phần cấu tạo của diệp lục. Nếu thiếu Mg, diệp lục không được tổng hợp (lá có màu vàng), thực vật không thực hiện được quá trình quang hợp dẫn đến thiếu chất dinh dưỡng và chết.
Thảo luận 4
Tại sao các nguyên tố vi lượng chiếm một tỉ lệ rất nhỏ nhưng không thể thiếu?
Nguyên tố vi lượng dù chiếm một tỉ lệ rất nhỏ nhưng không thể thiếu vì chúng tham gia cấu tạo nên nhiều enzyme, hormone, vitamin,... trong cơ thể. Ngoài ra chúng còn tham gia vào rất nhiều hoạt động sống của tế bào.
Vai trò nguyên tố hóa học
Hình vẽ
Có khoảng 25 nguyên tố hóa học cấu tạo nên cơ thể sống, được chia thành hai nhóm là đa lượng và vi lượng. Đa số các nguyên tố đa lượng tham gia cấu tạo các hợp chất hữu cơ, còn các nguyên tố vi lượng chủ yếu cấu thành nên các enzyme, hormone, vitamin,... Các nguyên tố hóa học chính trong tế bào gồm C, H, O, N, P, S. Trong đó, nguyên tố carbon có vai trò quan trọng vì cấu trúc nguyên tử carbon có thể liên kết với chính nó và nhiều nhóm chức khác nhau.
Nước và vai trò sinh học
Thảo luận 5
Quan sát hình 5.3a và cho biết các nguyên tử cấu tọa nên phân tử nước mang điện tích gì. Tại sao? Tính phân cực của phân tử nước là do đâu?
Ảnh
- Trong phân tử nước, nguyên tử oxygen cao hơn hydrogen nên cặp electron dùng chung bị kéo lệch về phía oxygen. - Tính phân cực của phân tử nước là do hai đầu điện tích trái dấu nên phân tử nước có tính phân cực.
Thảo luận 6
Liên kết hydrogen được hình thành như thế nào?
Liên kết hydrogen được hình thành do đầu hydrogen của phân tử nước này liên kết với đầu oxygen của phân tử nước kia.
Thảo luận 7
Tại sao nước có thể làm dung môi hòa tan nhiều chất cần thiết?
Do nước có tính phân cực nên phân tử nước có thể liên kết với các phân cực khác (NaCl, KCl, latex(NH_3,..))
Thảo luận 8
Tại sao nước có vai trò quan trọng trong quá trình cân bằng và ổn định nhiệt độ của tế bào và cơ thể? Cho ví dụ.
Nước có khả năng giữ nhiệt và thải nhiệt nên có vai trò trong quá trình cân bằng và ổn định nhiệt độ của tế bào và cơ thể. Ví dụ: - Khi trời nóng, cơ thể toát mồ hôi. Trong mồ hôi có thành phần chủ yếu là nước nên khi bay hơi, nước mang theo nhiệt để làm mát cơ thể. - Quá trình thoát hơi nước qua lá giúp giảm nhiệt độ bề mặt lá trong những ngày nắng nóng.
Vai trò sinh học của nước
Hình vẽ
Nước là thành phần cấu tạo chủ yếu ở mọi cơ thể sống. Do đó tính phân cực nên có nhiều vai trò sinh học quan trọng đối với sự sống như: là thành phần cấu tạo nên tế bào, là dung môi hòa tan nhiều chất cần thiết và là môi trường của phản ứng sinh hóa, điều hòa nhiệt độ cơ thể sinh vật.
Vận dụng
Tại sao khi bón phân cho cây trồng cần phải kết hợp với việc tưới nước?
Khi bón phân cần kết hợp tưới nước vì giúp nước hòa tan phân bón thành dạng ion tự do để vật dễ hấp thụ.
Bài tập
Bài 1
Bài tập trắc nghiệm
Hiện nay, có khoảng bao nhiêu nguyên tố có vai trò quan trọng đối với sự sống?
A. 92
B. 25
C. 30
D. 110
Bài 2
Bài tập trắc nghiệm
Trong tế bào, các nguyên tố C, H, O, N chiếm tỉ lệ
A. 92,6 %.
B. 96,3 %.
C. 93,6%
D. 96,2%
Bài 3
Bài tập trắc nghiệm
Nguyên tố nào sau đây có vai trò đặc biệt quan trọng với sự sống?
A. H
B. S
C. C
D. O