Bài 5. Các nguyên tố hoá học và nước

I. Các nguyên tố hoá học

1. Các nguyên tố hoá học trong tế bào

- Có khoảng 20 - 25% các nguyên tố hoá học tồn tại trong tự nhiên là các nguyên tố cần thiết cho sinh vật.

- Các nguyên tố hoá học được chia thành hai nhóm:

• Đại lượng (đa lượng): chiếm lượng lớn trong cơ thể.
• Vi lượng: chiếm lượng rất nhỏ, thường nhỏ hơn 0,01% khối lượng cơ thể nhưng vô cùng cần thiết cho hoạt động của tế bào và cơ thể.

- Một số bệnh ở người và thực vật do thiếu nguyên tố đại lượng và vi lượng.

2. Carbon

- Carbon có bốn electron tự do tham gia liên kết cộng hoá trị với các nguyên tử carbon khác và các nguyên tử khác như O, N, P,...

→ Các nguyên tố carbon tạo nên mạch "xương sống" của các hợp chất hữu cơ chính có trong tế bào như: protein, nucleic acid, carbohydrate, lipid.

II. Nước

1. Cấu tạo hoá học và tính chất vật lí, hoá học của nước

- Trong phân tử nước, nguyên tử O có khả năng hút cặp electron mạnh hơn tạo nên liên kết phân cực với nguyên tử H. 

- Nguyên tử O mang một phần điện tích âm và nguyên tử H mang một phần điện tích dương 

→ Phân tử nước dễ dàng liên kết với nhau và với nhiều phân tử khác bằng liên kết hydrogen làm cho nước có những tính chất độc đáo.

2. Vai trò của nước

- Nước chiếm khoảng 70 - 90% khối lượng tế bào và còn là thành phần chính của dịch gian bào, huyết tương, dịch khớp,...

- Nước là "dung môi của sự sống". Nước có thể hoà tan nhiều hợp chất như muối, đường, protein,... Nước là môi trường cho các phản ứng và trực tiếp tham gia vào nhiều phản ứng trong tế bào. Trong cơ thể, nước là môi trường vận chuyển các chất.

- Nước có khả năng hấp thụ và thải ra một lượng nhiệt lớn. Khi nước bay hơi và ngưng tụ giúp tế bào và cơ thể thải nhiệt.

1. Nguyên tố đại lượng chiếm lượng lớn trong cơ thể sinh vật (C, H, O, N, P, S,...) và cấu tạo nên các hợp chất chính trong tế bào. Nguyên tố vi lượng chiếm lượng rất nhỏ nhưng lại rất cần thiết cho hoạt động của tế bào và cơ thể. 

2. Carbon tạo nên mạch " xương sống" của các hợp chất hữu cơ trong tế bào và tạo nên sự đa dạng về cấu trúc của các hợp chất.

3. Nước chiếm khoảng 70- 90% khối lượng tế bào. Nước là phân tử phân cực có khả năng hình thành liên kết hydrogen với nhau và với nhiều hợp chất khác. Do vậy, nước là dung môi hoà tan nhiều hợp chất; làm môi trường phản ứng và môi trường vận chuyển; tham gia trực tiếp vào nhiều phản ứng hoá học; đóng vai trò điều hoà nhiệt độ tế bào và cơ thể.