Bài 4: Các nguyên tố hóa học và nước A/ Câu hỏi mở đầu
Trả lời câu hỏi trang 23 SGK Sinh học 10 - Kết nối tri thức với cuộc sống: Tìm hiểu sự tương tác giữa các thành phần hóa học của tế bào tạo nên sự sống không chỉ đáp ứng sự tò mò ham hiểu biết của con người mà còn đem lại nhiều ứng dụng thiết thực. Vậy các loại nguyên tố hóa học cấu tạo nên tế bào có gì đặc biệt?
Trả lời:
- Các nguyên tố hóa học cấu tạo nên tế bào của các cơ thể sống là các nguyên tố có trong tự nhiên, trong đó có khoảng 25 – 30 nguyên tố phổ biến và cần thiết. Các nguyên tố này liên kết với nhau tạo nên các chất vô cơ và chất hữu cơ.
- Các nguyên tố cấu tạo nên tế bào có hàm lượng và vai trò không giống nhau. Người ta phân biệt làm 2 loại: nguyên tố đại lượng và nguyên tố vi lượng.
- Sự tương tác đặc biệt của các phân tử hóa học trong tế bào đã làm xuất hiện các đặc tính nổi trội như khả năng sinh trưởng, sinh sản, cảm ứng,…
B/ Câu hỏi giữa bài
I. KHÁI QUÁT VỀ HỌC THUYẾT TẾ BÀO
Trả lời câu hỏi 1 mục “Dừng lại và suy ngẫm” trang 24 SGK Sinh học 10 - Kết nối tri thức với cuộc sống: Học thuyết tế bào hiện đại có những nội dung gì?
Trả lời:
Học thuyết tế bào hiện đại gồm các nội dung:
(1) Mọi sinh vật đều được cấu tạo từ một hoặc nhiều tế bào. Sự sống được tiếp diễn do sự chuyển hóa và sự di truyền xảy ra bên trong các tế bào.
(2) Tế bào là đơn vị nhỏ nhất, đơn vị cơ bản cấu tạo nên tất cả các sinh vật.
(3) Tế bào chỉ được sinh ra từ sự phân chia của các tế bào có trước.
Trả lời câu hỏi 2 mục “Dừng lại và suy ngẫm” trang 24 SGK Sinh học 10 - Kết nối tri thức với cuộc sống: Vì sao tế bào được xem là đơn vị cấu trúc và chức năng của cơ thể sống?
Trả lời:
- Tế bào là đơn vị cấu trúc của sự sống vì: Mọi cơ thể sống đều được cấu tạo từ tế bào.
- Tế bào là đơn vị chức năng của sự sống vì: Cơ thể có 4 đặc trưng cơ bản gồm trao đổi chất; sinh trưởng; sinh sản và cảm ứng. Cả 4 đặc trưng này đều được tiến hành ở mức độ tế bào. Các hoạt động sống ở cấp độ tế bào là cơ sở nền tảng để thực hiện các hoạt động sống ở cấp độ cơ thể.
II. CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC TRONG TẾ BÀO
Trả lời câu hỏi 1 mục “Dừng lại và suy ngẫm” trang 25 SGK Sinh học 10 - Kết nối tri thức với cuộc sống: Hoàn thành bảng theo mẫu sau:
Trả lời:
Nhóm nguyên tố
Hàm lượng
trong cơ thể người Vai trò Đại diện
Đa lượng
Lớn hơn 0,01% trong khối lượng chất sống của cơ thể.
Có vai trò cấu trúc nên các phân tử sinh học cũng như thành phần của tế bào.
C, H,O,N, S, P, Ca, Mg,…
Vi lượng
Ít hơn 0,01% trong khối lượng chất sống của cơ thể.
Tham gia cấu tạo enzyme, hormone,… giúp điều hòa, điều tiết các hoạt động sống của tế bào.
Mn, Fe, Zn,…
Trả lời câu hỏi 2 mục “Dừng lại và suy ngẫm” trang 25 SGK Sinh học 10 - Kết nối tri thức với cuộc sống: Tại sao các phân tử có cùng số lượng nguyên tử carbon nhưng lại có đặc tính hóa học khác nhau?
Trả lời:
Các phân tử có cùng số lượng nguyên tử carbon nhưng lại có đặc tính hóa học khác nhau vì:
- Nguyên tử C có 4e hóa trị ở vòng ngoài nên có thể đồng thời tạo 4 liên kết cộng hóa trị với các nguyên tử C khác, hình thành nên bộ khung C đa dạng ngay cả khi có cùng số nguyên tử C.
+ Bộ khung C liên kết với các nguyên tử H tạo khung hidrocarbon có dạng mạch thẳng hoặc mạch vòng, phân nhánh hoặc không phân nhánh. Từ bộ khung hidrocarbon liên kết với các nhóm chức khác nhau tạo nên các hợp chất hữu cơ chủ yếu của tế bào như carbohydrate, lipid, protein, nucleic acid.
→ Nguyên tử carbon linh hoạt có thể tạo nên các phân tử có cấu trúc và tính chất hóa học khác nhau từ cùng một số lượng nguyên tử (có cùng công thức hóa học).
III. NƯỚC VÀ VAI TRÒ CỦA NƯỚC ĐỐI VỚI SỰ SỐNG
Trả lời câu hỏi 1 mục “Dừng lại và suy ngẫm” trang 27 SGK Sinh học 10 - Kết nối tri thức với cuộc sống: Cấu trúc hóa học của nước quy định các tính chất vật lí nào?
Trả lời:
- Cấu trúc hóa học của nước: 2 nguyên tử H liên kết với 1 nguyên tử O bằng liên kết cộng hóa trị.
- Đặc tính vật lí của nước do cấu trúc hóa học quy định:
+ Nước có tính phân cực do cặp đôi electron dùng chung bị lệch về phía nguyên tử O.
+ Nước có sức căng bề mặt lớn: Các phân tử nước liên kết với nhau bằng liên kết hydrogen, liên kết hydrogen là liên kết yếu nhưng rất linh động.
+ Nhiệt dung riêng cao: Các phân tử nước liên kết với nhau bằng rất nhiều liên kết hydrogen nên phải cung cấp một lượng nhiệt lớn mới có thể làm tăng nhiệt độ của nước.
+ Phân tử nước hút các phân tử phân cực khác nên nước có khả năng hòa tan nhiều chất.
Trả lời câu hỏi 2 mục “Dừng lại và suy ngẫm” trang 27 SGK Sinh học 10 - Kết nối tri thức với cuộc sống: Nước có vai trò như thế nào trong tế bào?
Trả lời:
Vai trò của nước trong tế bào:
- Nước là thành phần cấu tạo nên các tế bào và cơ thể.
- Nhờ có tính phân cực nên nước có khả năng hòa tan nhiều chất cần thiết cho các hoạt động sống của tế bào.
- Nước là nguyên liệu của nhiều phản ứng và là môi trường cho các phản ứng sinh hóa diễn ra trong tế bào.
- Nước góp phần định hình cấu trúc không gian đặc trưng của nhiều phân tử hữu cơ trong tế bào, đảm bảo cho chúng thực hiện được các chức năng sinh học, góp phần điều hòa nhiệt độ tế bào và cơ thể.
Trả lời câu hỏi 3 mục “Dừng lại và suy ngẫm” trang 27 SGK Sinh học 10 - Kết nối tri thức với cuộc sống: Tại sao hằng ngày chúng ta cần phải uống đủ nước?
Trả lời:
Hằng ngày, chúng ta cần phải uống đủ nước, vì:
- Nước chiếm khoảng 70% khối lượng cơ thể và có vai trò vô cùng quan trọng đối với cơ thể sống như: là thành phần cấu tạo nên các tế bào và cơ thể, có khả năng hòa tan nhiều chất cần thiết cho các hoạt động sống của tế bào, là nguyên liệu của nhiều phản ứng và là môi trường cho các phản ứng sinh hóa diễn ra trong tế bào, góp phần định hình cấu trúc không gian đặc trưng của nhiều phân tử hữu cơ trong tế bào, đảm bảo cho chúng thực hiện được các chức năng sinh học, góp phần điều hòa nhiệt độ tế bào và cơ thể.
- Mà lượng lớn trong cơ thể bị hao hụt bởi các hoạt động sống như hoạt động chuyển hóa vật chất và năng lượng, hoạt động bài tiết nước tiểu và mô hôi.
- Bởi vậy, cần uống nước đầy đủ để bù đáp lượng nước đã hao hụt, đảm bảo cho các hoạt động sống của cơ thể được diễn ra bình thường.
C/ Luyện tập và vận dụng
Trả lời câu hỏi 1 mục “Luyện tập và vận dụng” trang 27 SGK Sinh học 10 - Kết nối tri thức với cuộc sống: Nguồn carbon cung cấp cho các tế bào trong cơ thể chúng ta được lấy từ đâu? Giải thích?
Trả lời:
Nguồn carbon cung cấp cho các tế bào trong cơ thể chúng ta được lấy từ thức ăn chúng ta sử dụng hàng ngày. Vì thức ăn được cấu tạo từ chất hữu cơ mà thành phần của các chất hữu cơ thì không thể thiếu C. Khi thức ăn được đưa vào cơ thể sẽ được chuyển hóa thành năng lượng để sử dụng cho các quá trình của tế bào đồng thời thức ăn cũng biến đổi thành các chất đơn giản để trở thành nguyên liệu tham gia tạo nên protein, lipid, nucleic acid cùng một số carbohydrate đặc trưng cho cơ thể.
Trả lời câu hỏi 2 mục “Luyện tập và vận dụng” trang 27 SGK Sinh học 10 - Kết nối tri thức với cuộc sống: Mọi sinh vật đều có thành phần các nguyên tố hóa học trong tế bào về cơ bản giống nhau. Điều này nói lên điều gì về mối quan hệ tiến hóa giữa các sinh vật trên Trái Đất?
Trả lời:
Mọi sinh vật đều có thành phần các nguyên tố hóa học trong tế bào về cơ bản giống nhau. Điều này cho thấy các sinh vật trên Trái Đất có chung một nguồn gốc tổ tiên.
Trả lời câu hỏi 3 mục “Luyện tập và vận dụng” trang 27 SGK Sinh học 10 - Kết nối tri thức với cuộc sống: Tại sao khi tìm kiếm sự sống trong vũ trụ, các nhà thiên văn học lại tìm kiếm ở những hành tinh có dấu vết của nước?
Trả lời:
Khi tìm kiếm sự sống trong vũ trụ, các nhà thiên văn học lại tìm kiếm ở những hành tinh có dấu vết của nước vì vai trò vô cùng quan trọng đối với cơ thể sống như: là thành phần cấu tạo nên các tế bào và cơ thể, có khả năng hòa tan nhiều chất cần thiết cho các hoạt động sống của tế bào, là nguyên liệu của nhiều phản ứng và là môi trường cho các phản ứng sinh hóa diễn ra trong tế bào, góp phần định hình cấu trúc không gian đặc trưng của nhiều phân tử hữu cơ trong tế bào, đảm bảo cho chúng thực hiện được các chức năng sinh học, góp phần điều hòa nhiệt độ tế bào và cơ thể.
Không có nước sẽ không có sự sống.
