Các nguyên tố hóa học và nước

I. Các nguyên tố hóa học có trong tế bào

Nguyên tố thiết yếu là nguyên tố cần thiết cho sự tồn tại và phát triển của các sinh vật.

1. Các nguyên tố hóa học có trong tế bào

- Có khoảng 25 nguyên tố được biết là có vai trò quan trọng đối với sự sống.

- Các nguyên tố C, H, O, N chiếm khoảng 96,3% khối lượng chất khô của tế bào.

- Phân loại: Có 2 loại nguyên tố là nguyên tố đa lượng (mỗi nguyên tố đa lượng chiếm tỉ lệ lớn hơn 0,01%) và nguyên tố vi lượng (mỗi nguyên tố vi lượng chiếm tỉ lệ nhỏ hơn 0,01%).

2. Vai trò của các nguyên tố carbon

- Cấu tạo: Nguyên tử carbon có 4 electron ở lớp ngoài cùng nên có thể cho đi hoặc thu về 4 electron để có đủ 8 electron ở lớp ngoài cùng.

- Vai trò: Nhờ đặc điểm cấu tạo, carbon có thể liên kết với chính nó hoặc các nguyên tử khác (H, O, N, P, S) để hình thành các mạch carbon với cấu trúc khác nhau, là cơ sở hình thành vô số hợp chất hữu cơ.

3. Vai trò của các nguyên tố hóa học

Các 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 là thành phần của các hợp chất hữu cơ tham gia các hoạt động sống của tế bào. Ví dụ: Mg cấu tạo nên diệp lục,…

Các nguyên tố vi lượng:

• Nguyên tố vi lượng là thành phần cấu tạo nên hầu hết các enzyme, hormone, vitamin,...
• Thiếu các nguyên tố vi lượng có thể là nguyên nhân gây nên nhiều bệnh như thiếu máu, bướu cổ,…

II. Nước và vai trò sinh học của nước

1. Cấu tạo và tính chất của nước

- Cấu tạo: Nước gồm một nguyên tử oxygen liên kết với hai nguyên tử hydrogen bằng liên kết cộng hóa trị.

- Tính chất:

• Nước có tính phân cực: Đầu oxygen của phân tử nước mang điện tích âm còn đầu hydrogen mang điện tích dương. Do đó, trong tế bào, nước tồn tại ở hai dạng: nước tự do và nước liên kết (là dạng nước liên kết với các phân tử phân cực hoặc nằm trong các liên kết hóa học).
• Các phân tử nước liên kết với nhau giúp tạo nên các cột nước liên tục giúp cho quá trình vận chuyển nước trong thân, cũng như tạo nên sức căng bề mặt giúp một số loài có thể đứng và di chuyển trên mặt nước.
• Nước có nhiệt dung riêng cao: Nước có thể hấp thu nhiệt hoặc thải nhiệt dự trữ.

2. Vai trò sinh học của nước trong tế bào

Do các tính phân cực nên nước có nhiều vai trò sinh học quan trọng đối với sự sống:

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

- Là dung môi hòa tan nhiều chất cần thiết.

- Là nguyên liệu và môi trường cho các phản ứng sinh hóa xảy ra trong tế bào để duy trì sự sống.

- Cân bằng và ổn định nhiệt độ của tế bào và cơ thể.