Bài 5: Các nguyên tố hoá học và nước

I. Các nguyên tố hoá học

1. Các nguyên tố hoá học có trong tế bào

- Có khoảng 25 nguyên tố được biết là có vai trò quan trọng đối với sự sống. Mỗi nguyên tố chiếm tỉ lệ khác nhau, trong đó các nguyên tố C, H, O, N chiếm 96,3 % khối lượng chất khô của tế bào.

- 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.

2. Vai trò của nguyên tố 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.

3. Vai trò của các nguyên tố hoá học

- Nguyên tố đa lượng:

• Tham gia cấu tạo nên các đại phân tử hữu cơ như nucleic acid, protein, carbohydrate, lipid.
• Góp phần xây dựng nên cấu trúc tế bào và cơ thể sinh vật.
• Một số nguyên tố là thành phần của các hợp chất hữu cơ tham gia các hoạt động sống của tế bào.

- Nguyên tố vi lượng là thành phần cấu tạo nên hầu hết các enzyme, hoạt hoá enzyme và nhiều hợp chất hữu cơ tham gia vào các hoạt động sống của cơ thể.

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

1. Có khoảng 25 nguyên tố hoá 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,...

2. Các nguyên tố hoá 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.

II. Nước và vai trò sinh học của nước

1. Cấu tạo và tính chất 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 sinh học của nước trong tế bào

- 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.

Nước là thành phần cấu tạo chủ yếu ở mọi cơ thể sống. Do có tính phân cực nên nước có nhiều vai trò sinh học quan trọng đối với sự sống như: là thành phần cấu tạo nên tế bào, là dung môi hoà tan nhiều chất cần thiết và là môi trường của các phản ứng sinh hoá, điều hoà nhiệt độ cơ thể sinh vật.