Tóm tắt lý thuyết Sinh 10 Bài 4: Các nguyên tố hóa học và nước mang đến cái nhìn khái quát, súc tích về các kiến thức trọng yếu, giúp học sinh dễ dàng nắm bắt và ghi nhớ.
Bài viết này Kiến Thức THPT tập trung vào vai trò của các nguyên tố hóa học, thành phần cấu tạo và tính chất của nước – yếu tố cốt lõi trong sự sống. Đây sẽ là công cụ hữu ích để học sinh ôn luyện, củng cố kiến thức.
Các nguyên tố hóa học và nước
Khái quát về học thuyết tế bào
Vào năm 1839, hai nhà sinh học người Đức là Matthias Jakob Schleiden và Theodor Schwann đã đề xuất học thuyết tế bào đầu tiên dựa trên việc quan sát cấu trúc của nhiều loại tế bào thực vật và động vật, và nhận ra rằng các sinh vật đều có cấu trúc tế bào tương đồng.
Học thuyết tế bào hiện đại gồm ba điểm chính:
- Mọi sinh vật đều được cấu tạo từ một hoặc nhiều tế bào. Sự sống được duy trì nhờ quá trình chuyển hóa và di truyền diễn ra trong tế bào.
- Tế bào là đơn vị nhỏ nhất, đồng thời là đơn vị cấu trúc và chức năng của tất cả các cơ thể sinh vật.
- Tế bào chỉ được hình thành thông qua sự phân chia từ những tế bào có sẵn.
Cấu trúc tế bào động vật
Tế bào là đơn vị cấu trúc và chức năng của cơ thể sống:
- Tế bào được xem là đơn vị cấu trúc của cơ thể sống vì mọi sinh vật đều được cấu tạo từ một hoặc nhiều tế bào. Đồng thời, tế bào là cấp độ tổ chức sống cơ bản thể hiện đầy đủ các hoạt động của một hệ sống.
- Tế bào cũng là đơn vị chức năng cơ bản của mọi sinh vật sống vì mọi quá trình trao đổi chất, chuyển hóa năng lượng và di truyền của cơ thể đều diễn ra bên trong tế bào.
Hoạt động sống ở cấp độ tế bào là cơ sở cho hoạt động sống ở cấp độ cơ thể
>> Xem thêm: Lý thuyết sinh học 10 bài 3: Các cấp độ tổ chức của thế giới sống
Các nguyên tố hóa học trong tế bào
Các nguyên tố hóa học trong tế bào
- Khoảng 20 – 25% các nguyên tố hóa học có trong tự nhiên là những nguyên tố thiết yếu cho sự sống của sinh vật.
- Tế bào của các loài sinh vật khác nhau đều có thành phần các nguyên tố hóa học cơ bản giống nhau, tuy nhiên, có sự khác biệt nhất định về hàm lượng và thành phần các nguyên tố hóa học này.
Tỉ lệ các nguyên tố hóa học trong cơ thể người
- Dựa trên tỉ lệ phần trăm khối lượng trong cơ thể, các nguyên tố trong cơ thể sinh vật được phân thành hai nhóm: nguyên tố đại lượng và nguyên tố vi lượng.
| Nhóm nguyên tố | Hàm lượng
trong cơ thể người |
Vai trò | Đại diện |
| Đại lượng | Các nguyên tố chiếm tỉ lệ lớn trong cơ thể người, trong đó C, H, O, N chiếm 96% khối lượng, trong khi các nguyên tố như Ca, P, K, S chiếm 3,4% còn lại. | Đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành tất cả các phân tử sinh học và các thành phần hóa học của tế bào. | C, H, O, N, Ca, P, K, S,… |
| Vi lượng | Mặc dù chỉ chiếm một lượng nhỏ trong cơ thể, nhưng nếu thiếu các nguyên tố này, các hoạt động sống sẽ bị rối loạn nghiêm trọng. | Góp phần vào việc hình thành enzyme, vitamin,… và đóng vai trò điều chỉnh các quá trình trao đổi chất trong toàn bộ hoạt động sống của cơ thể. | Fe, I, Zn, Mg, Mn,… |
Thiếu một số nguyên tố đại lượng và vi lượng trong cơ thể có thể dẫn đến rối loạn chuyển hóa và gây ra các bệnh lý.
- Ví dụ: Ở người, khi thiếu i-ốt, tuyến giáp sẽ phát triển bất thường, gây ra bệnh bướu cổ. Ở thực vật, thiếu sắt (Fe) có thể dẫn đến bệnh vàng lá ở các lá non.
Nguyên tố carbon
Carbon có vai trò đặc biệt quan trọng trong cấu tạo tế bào:
Cấu tạo nguyên tử carbon
- Nguyên tử carbon có 4 electron ở lớp vỏ ngoài, cho phép nó tạo ra bốn liên kết cộng hóa trị với các nguyên tử carbon khác, từ đó hình thành nên các khung carbon có kích thước và cấu trúc không gian đa dạng.
- Các khung carbon này liên kết với các nguyên tử hydrogen để tạo thành khung hydrocarbon đa dạng. Từ các khung hydrocarbon này, liên kết với nhiều nhóm chức khác nhau, tạo nên các hợp chất hữu cơ phong phú.
- Hơn nữa, nguyên tử carbon rất linh hoạt, có khả năng hình thành các phân tử có cấu trúc và tính chất khác nhau dù có cùng số lượng nguyên tử và cùng công thức hóa học.
Các nguyên tử carbon có thể liên kết với nhau theo nhiều cách tạo nên các hợp chất hữu cơ có cấu trúc và chức năng rất khác nhau
Nước và vai trò của nước đối với sự sống
Cấu trúc và tính chất vật lí, hóa học của nước
Cấu trúc hóa học của nước: Mỗi phân tử nước bao gồm một nguyên tử oxy liên kết với hai nguyên tử hydro thông qua liên kết cộng hóa trị.
Cấu tạo phân tử nước
>> Xem thêm: Lý thuyết SGK Sinh học 10: Quá trình truyền tin tế bào
Tính chất của nước:
- Nước có tính phân cực: Nguyên tử oxy có khả năng hút điện mạnh hơn so với nguyên tử hydro. Do đó, trong phân tử nước, nguyên tử hydro sẽ mang điện tích dương (+), còn nguyên tử oxy mang điện tích âm (-), tạo nên tính phân cực cho nước.
- Sức căng bề mặt lớn: Nhờ tính phân cực, các phân tử nước có thể liên kết với nhau thông qua liên kết hydro, khiến các phân tử nước ở bề mặt tiếp xúc với không khí kết dính chặt chẽ với nhau, tạo ra sức căng bề mặt lớn.
- Nhiệt dung riêng cao: Do các phân tử nước liên kết với nhau bằng nhiều liên kết hydro, nên cần cung cấp một lượng nhiệt lớn để làm tăng nhiệt độ của nước.
Liên kết hydrogen giữa các phân tử nước
- Nhiệt bay hơi cao: Khi nước bay hơi, nó hấp thụ một lượng lớn nhiệt từ cơ thể sinh vật, giúp hạ nhiệt độ của cơ thể cũng như môi trường xung quanh.
Vai trò sinh học của nước đối với tế bào
Nước có vai trò vô cùng quan trọng đối với tế bào:
- Là thành phần chính tạo nên tế bào và cơ thể.
- Là dung môi có khả năng hòa tan nhiều chất cần thiết cho các hoạt động sống của tế bào.
- Là nguyên liệu và môi trường cho các phản ứng chuyển hóa vật chất diễn ra bên trong tế bào.
- Góp phần định hình cấu trúc không gian của nhiều phân tử hữu cơ trong tế bào, giúp chúng thực hiện các chức năng sinh học.
- Góp phần điều hòa nhiệt độ của tế bào và cơ thể nhờ có nhiệt dung cao và nhiệt bay hơi lớn.
Hàm lượng nước trong cơ thể người
Tác giả:
thuthuy
Xin chào! Mình là Thu Thủy - Rất vui được đồng hành cùng các bạn học sinh khối THPT tại trang web kienthucthpt.com. Tại đây chia sẻ các kiến thức của các môn học chi tiết và đầy đủ nhất, là nơi để các bạn giao lưu, học hỏi cùng nhau.
