SINH HỌC 10

GV: PHAN LÊ NHẬT BỬU

Bài 5: Các nguyên tố hóa học và nước 
Khi bị tiêu chảy kéo dài do ăn phải thức ăn bị nhiễm khuẩn, cơ thể sẽ
cảm thấy mệt mỏi. Khi đó, chúng ta cần phải cung cấp thật nhiều nước
và chất điện giải. Việc cung cấp nước và chất điện giải có vai trò gì?

- Các chất điện giải như: Na, K, Cl,… đóng vai trò quan trọng trong
việc duy trì sự cân bằng chất lỏng cho tế bào và các mô trong cơ
thể, giúp điều hòa chức năng tim và thần kinh, phân phối oxygen,
cân bằng pH trong cơ thể,…
- Nước là dung môi để cho các phản ứng sinh hóa trong cơ thể xảy
ra, là dung môi hòa tan các chất cần thiết, điều hòa nhiệt độ cơ thể
sinh vật,… Do đó, thiếu nước hoạt động sống của tế bào bị ảnh
hưởng nghiêm trọng, dẫn đến cơ thể không duy trì được trạng thái
hoạt động bình thường.

I. Các nguyên tố hóa học
Hiện nay, có những nguyên tố nào được
tìm thấy trong cơ thể sinh vật?
Hiện nay, có khoảng 25 nguyên tố được
biết là có vai trò quan trọng đối với sự
sống.
Các nguyên tố được tìm thấy trong cơ thể
sinh vật như: Oxygen (O), carbon (C),
hydrogen (H), nitrogen (N), calcium (Ca),
phosphorus (P), Mg, S, Na,…
Trong đó các nguyên tố C, H, O, N chiếm
96,3% khối lượng chất khô của tế bào.

I. Các nguyên tố hóa học

1. Các nguyên tố hóa học có trong tế bào:
Hiện nay, có những nguyên tố nào được
tìm thấy trong cơ thể sinh vật?

- Hiện nay, có khoảng 25 nguyên tố

được biết là có vai trò quan trọng đối
với sự sống.
- Trong đó các nguyên tố C, H, O, N
chiếm 96,3% khối lượng chất khô của
tế bào.

I. Các nguyên tố hóa học
Bảng 3. Tỷ lệ % về khối lượng của các nguyên tố hoá học cấu tạo
nên cơ thể người

Nguyên O
tố

C

H

N

Ca P

K

S

Na Cl Mg

Tỷ lệ % 65 18.5 9.5 3.3 1.5 1.0 0.4 0.3 0.2 0.2 0.1

Dựa vào tỉ lệ các nguyên
trong
cơ2thể,
người
- Các nguyên tố hóa họctốchia
làm
nhóm:
Cáctanguyên tố đa
chia
chúng thành mấy
lượng và các nguyên tố vi
lượng.
nhóm?

1. Các nguyên tố hóa học có trong tế bào:
Người ta chia các nguyên tố hóa học thành 2 nhóm:
+ Nguyên tố đa lượng (Có hàm lượng ≥ 0,01% khối
lượng chất khô) như: C, H, O, N, Ca, S, Mg …
+ Nguyên tố vi lượng (Có hàm lượng ≤0,01% khối lượng
chất khô) như: F, I, Cu, Fe, Mn, Co, Zn…
Nguyên tố vi lượng chiếm tỉ lệ nhỏ nhưng không thể thiếu.

2. Vai trò của nguyên tố carbon

Quan sát Hình 5.2 và cho biết cấu trúc của nguyên tử carbon có đặc điểm gì
giúp nó trở thành nguyên tố có vai trò quan trọng trong tế bào?
- Nguyên tử carbon có vai trò quan trọng trong việc tham gia
cấu tạo nên các đại phân tử như protein, carbohydrate, lipid,
nucleic acid, từ đó nguyên tố này trở thành nguyên tố có vai
trò quan trọng trong tế bào.
- Sở dĩ, nguyên tử carbon có vai trò quan trọng như vậy là
do cấu trúc đặc biệt của nguyên tử này:
Carbon có bốn electron ở lớp ngoài cùng (có hóa trị bốn) nên
có thể cho đi hoặc thu về bốn electron để có đủ tám electron
ở lớp ngoài cùng, do đó, nó có thể hình thành liên kết với các
nguyên tử khác (C, H, O, N, P, S).
Nhờ đó, carbon có thể hình thành các mạch carbon với cấu
trúc khác nhau, là cơ sở hình thành vô số hợp chất hữu cơ
khác nhau.

2. Vai trò của nguyên tố carbon

- Nguyên tử carbon có vai trò quan trọng trong việc tham gia cấu tạo
nên các đại phân tử như protein, carbohydrate, lipid, nucleic acid
nên là nguyên tố có vai trò quan trọng trong tế bào.
- Carbon có bốn electron ở lớp ngoài cùng nên có thể cho đi hoặc thu
về bốn electron, do đó, nó có thể hình thành liên kết với chính nó và
nhiều nhóm chức khác, hình thành các mạch carbon với cấu trúc khác
nhau, là cơ sở hình thành vô số hợp chất hữu cơ khác nhau.

3. Vai trò của các nguyên tố hóa học:
Thiếu Mg sẽ ảnh hưởng như thế nào đến thực vật?

Mg là nguyên tố đa lượng tham gia vào cấu tạo
của diệp lục ở thực vật.
Khi thiếu Mg, cây sẽ có các biểu hiện là:
- Lá cây sẽ mất màu xanh bình thường và
xuất hiện các đốm vàng, mép lá cong lên,
xuất hiện dải màu vàng ở phần thịt lá trong
khi hai bên gân chính vẫn còn xanh do diệp
lục tố hình thành không đầy đủ.
- Cây chậm ra hoa, ra quả.
- Thiếu nhiều Mg, cây có thể bị chết khô.

- Thiếu I, cơ thể sẽ thiếu hụt
hormone
thyroxine
–
hormone có chức năng
chuyển hóa ở tế bào, kích
thích sự phát triển bình
thường của hệ thần kinh, gây
ra bệnh bướu cổ.

Tại sao các nguyên tố vi lượng chiếm một tỉ lệ rất nhỏ nhưng không thể thiếu?

Các nguyên tố vi lượng chiếm một tỉ lệ rất nhỏ nhưng không
thể thiếu là vì:
- Nguyên tố vi lượng đóng vai trò quan trọng đối với sinh
vật vì chúng là thành phần cấu tạo nên hầu hết các
enzyme, hoạt hóa enzyme và nhiều hợp chất hữu cơ tham
gia vào các hoạt động sống của cơ thể (hormone, vitamin,
…).
- Nếu thiếu các nguyên tố vi lượng sẽ dẫn đến các bệnh đặc
biệt là những bệnh liên quan đến chuyển hóa.

- Ngộ độc Asen (thạch tín): ung thư da, ung
thư phổi, thận, bàng quang.
- Ngộ độc chì: nôn mửa, tiêu chảy, đau bụng
dữ dội, sau đó táo bón, viêm niệu, viêm ống
thận cấp, rối loạn thần kinh (nhứt đầu, mệt
mỏi, co giật, liệt).
- Thiếu kẽm (Zn)  vô sinh.
- Thiếu sắt (Fe)  thiếu máu.

3. Vai trò của các nguyên tố hóa học:

- Nguyên tố đa lượng tham gia cấu tạo 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.
- Nguyên tố vi lượng là thành phần cấu tạo nên hầu hết
các enzyme, hoạt hóa enzyme và nhiều hợp chất hữu cơ
tham gia vào các hoạt động sống của cơ thể (hormone,
vitamin,…).

Tại sao các nhà dinh dưỡng học đưa ra lời khuyên rằng: “Nên thường xuyên
thay đổi món ăn giữa các bữa ăn và trong một bữa nên ăn nhiều món”?
- Nên thường xuyên thay đổi món:
Các chất dinh dưỡng rất tốt cho cơ thể. Tuy nhiên khi chúng ta sử dụng
dư thì sẽ ảnh hưởng đến sức khỏe của chúng ta.
Ví dụ như ăn nhiều đu đủ, bí, carot… sẽ bị triệu trứng vàng da do cơ thể
bị dư beta caroten – tiền chất của vitamin A. Do đó, chúng ta nên thường
xuyên thay đổi món ăn.
- Nên ăn nhiều món:
Nhu cầu chất dinh dưỡng của cơ thể chúng ta rất cao, chúng ta cần phải
hấp thụ nhiều loại chất dinh dưỡng để đảm bảo sức khỏe và các hoạt
động trong cơ thể được duy trì ổn định. Tuy nhiên, trong mỗi một món
ăn không thể cung cấp đủ số lượng và số loại chất dinh dưỡng mà cơ thể
cần. Do đó, chúng ta nên ăn nhiều món kết hợp lại.

II. Nước và vai trò sinh học của nước

1. Cấu tạo và tính chất của nước
Quan sát Hình 5.3a và cho biết các nguyên
tử cấu tạo nên phân tử nước mang điện
tích gì. Tại sao? Tính phân cực của phân tử
nước là do đâu?

- Các phân tử cấu tạo nên nguyên tử nước gồm có 2 nguyên tử
hydrogen và 1 nguyên tử oxygen.
- Trong đó, hydrogen mang điện tích dương (+), oxygen mang điện
tích âm (-) vì: Oxygen có khả năng hút electron mạnh hơn nên
cặp electron dùng chung có xu hướng lệch về phía oxygen.

II. Nước và vai trò sinh học của nước
Quan sát Hình 5.3a và cho biết các nguyên
tử cấu tạo nên phân tử nước mang điện
tích gì. Tại sao? Tính phân cực của phân tử
nước là do đâu?

- Tính phân cực của nước là do:
Trong phân tử nước, oxygen có khả năng hút electron mạnh hơn nên
cặp electron dùng chung có xu hướng lệch về phía oxygen.
Do đó, đầu oxygen của phân tử nước sẽ mang điện tích âm, còn đầu
hydrogen sẽ mang điện tích dương.
do có hai đầu tích điện trái dấu, điều này đã tạo nên tính phân cực
của phân tử nước.

Liên kết hydrogen được hình thành như
thế nào?

Cụ thể, hydrogen tích điện dương bị hấp
dẫn bởi oxygen tích điện âm của phân tử
bên cạnh và ngược lại tạo thành các liên
kết hydrogen giữa các phân tử nước với
nhau.

Liên kết hydrogen được hình thành do đầu hydrogen của phân tử nước
này liên kết với đầu oxygen của phân tử nước kia.

H

O

O

H

_

hy
đr

ô

_

H

H

O

kế
t
ên
Li

H

O
+

H

+

H

Màng phim và cột nước liên tục

Hình 3.1

H

- Phân tử nước có tính phân cực  các phân tử nước có thể hút nhau và hút
các phân tử phân cực khác tạo nên cột nước liên tục hoặc màng phim bề mặt.

Tại sao con nhện nước, con gọng vó lại có thể đứng và
chạy trên mặt nước?

Do các phân tử H2O liên kết với nhau tạo nên sức căng
trên bề mặt  nhện nước lại có thể đứng và chạy trên mặt
nước.

II. Nước và vai trò sinh học của nước

1. Cấu tạo và tính chất của nước

- Một phân tử nước gồm có 2 nguyên tử hydrogen và 1 nguyên tử
oxygen liên kết với nhau bằng liên kết cộng hóa trị.

-

Oxygen có khả năng hút electron mạnh hơn nên cặp electron dùng
chung có xu hướng lệch về phía oxygen, đầu oxygen mang điện tích
âm, đầu hydrogen mang điện tích dương tạo nên tính phân cực của
phân tử nước.

- Các phân tử nước có thể liên kết với nhau hoặc liên kết với các
phân tử phân cực khác bằng liên kết hydrogen tạo nên sức căng bề
mặt, tạo nên cột nước liên tục giúp cho quá trình vận chuyển nước
trong thân cây.

Em có nhân xét gì về mật độ và sự liên kết giữa các phân tử nước ở
trạng thái lỏng và rắn

Do ở trạng thái rắn, nước đá ở dạng tinh thể tứ diện (rỗng ở
giữa)
tử bịtử
kéo
ra xa
nhau.thái
.  lỏng lại cao hơn
Tại saonên
mậtcác
độ nguyên
của các phân
nước
ở trạng
ở trạng
thái rắn?
Còn ở trạng thái lỏng thì
các phân
tử H2O được sắp xếp
chen khít với nhau

Khi cho vào ngăn đá, H2O trong NSC của tế bào đông thành đá, khoảng
Hậucác
quảphân
gì sẽtửxảy
khiđưa
các tế
bàohiện
sốngđược
vào ngăn
đá trình
ở trong
tủ đổi
cách
xa ra
nhau
không
thực
các quá
trao
chất, thể tích tế bào tăng lên  cấulạnh?
trúc tế bào bị phá vỡ  tế bào bị chết.

2. Vai trò sinh học của nước trong tế bào
Tại sao nước có thể làm dung môi hòa tan nhiều chất cần
thiết?

Do nước có tính phân cực nên phân tử nước có thể
liên kết với các phân tử phân cực khác (NaCI, KCI,
NH...).

Vai trò của nước đối với tế
bào?

Hoạt động làm tan tinh thể NaCl của

Tại sao nước có vai trò quan trọng trong quá trình cân bằng và ổn
định nhiệt độ của tế bào và cơ thể? Cho ví dụ.
- Nước có vai trò quan trọng trong quá trình cân bằng và ổn định nhiệt
độ của tế bào và cơ thể vì:
Nước có thể hấp thụ nhiệt từ không khí khi quá nóng hoặc thải nhiệt dữ
trữ khi quá lạnh. Mà nước chiếm khoảng 70% trọng lượng trong cơ thể
và phân bố không đồng đều ở các cơ quan, tổ chức khác nhau.
- Ví dụ: Khi cơ thể hoạt động mạnh, lúc này nhiệt độ cơ thể tăng cao,
nước sẽ hấp thụ một lượng nhiệt trong cơ thể và giải phóng chúng năng
lượng nhiệt này ra bên ngoài thông qua việc toát mồ hôi. Điều đó đảm
bảo giúp thân nhiệt cơ thể duy trì ổn định.

Quá trình thoát hơi nước qua lá giúp giảm nhiệt độ bề mặt lá trong những
ngày nắng nóng.

Tại sao khi bón phân cho cây trồng cần phải kết hợp với việc tưới nước?
Phân bón cho cây trồng thường ở dạng rắn hoặc dạng bột.
Nhưng cây không thể hấp thụ chất dinh dưỡng có trong phân bón ở
những dạng này mà chỉ hấp thụ được dưới dạng muối khoáng hòa
tan trong nước thành dạng ion tự do.
Do đó, khi bón phân cho cây trồng cần phải kết hợp với việc tưới
nước để mang lại hiệu quả cao nhất và tránh gây lãng phí.

2. Vai trò sinh học của nước trong tế bào
- Là thành phần chính cấu tạo nên tế bào.
- Là dung môi hòa tan nhiều chất cần thiết.
- Là môi trường của các phản ứng sinh hóa.
- Điều hòa nhiệt độ cơ thể sinh vật.

Tại sao phần lớn các loại thuốc chữa bệnh thường được sản xuất dưới dạng muối?
Phần lớn các loại thuốc chữa bệnh thường được sản xuất dưới dạng
muối vì:
- Các hợp chất muối được hình thành nhờ các liên kết ion.
- Liên kết này làm cho muối rất bền vững khi khô nhưng dễ dàng bị
tách ra và tan trong nước hoặc dung môi phân cực. Điều này làm cho
muối không thể tái lập lại cấu trúc ban đầu giúp tăng tốc độ hấp thụ
thuốc chữa bệnh khi vào cơ thể.

Khi cơ thể con người bị thiếu sắt, iod và calcium thì có tác hại như thế nào đến sức
khỏe?
- Thiếu sắt: Thiếu sắt có thể gây ra các triệu chứng bao gồm: mệt mỏi, yếu đuối,
hụt hơi, chóng mặt, đau đầu, nhạy cảm với nhiệt độ, tay chân lạnh, đau ngực, khó
tập trung, tim đập nhanh, hội chứng chân không nghỉ, thèm ăn các món kỳ quặc
không phải thực phẩm (chẳng hạn có trường hợp thèm  ăn tóc hoặc đất sét).
Ngoài ra còn có một số dấu hiệu thể chất do thiếu hụt sắt, chẳng hạn như: móng
tay dễ gãy, nứt khóe miệng, rụng tóc, viêm lưỡi, da nhợt nhạt, nhịp tim hoặc nhịp
thở không đều.
- Thiếu iod: Thiếu iod ở thai phụ dễ xảy ra sảy thai, thai chết lưu hoặc sinh non.
Nếu thiếu iod nặng trong giai đoạn mang thai, trẻ sinh ra sẽ bị đần độn, câm, điếc
và các dị tật bẩm sinh khác. Thiếu iod ở trẻ em sẽ gây chậm phát triển trí tuệ,
chậm lớn, nói ngọng, nghễnh ngãng,... Ngoài ra, thiếu iod còn gây ra bướu cổ,
thiểu năng tuyến giáp ảnh hưởng lớn đến sự phát triển và hoạt động của cơ thể,
giảm khả năng lao động, dễ mệt mỏi.
- Thiếu calcium: Đối với trẻ em, thiếu calcium dẫn đến còi xương, suy dinh dưỡng,
biến dạng xương, rối loạn hệ thần kinh, rối loạn giấc ngủ, co giật các cơ, hệ miễn
dịch suy yếu. Đối với người lớn, thiếu calcium dẫn đến loãng xương, hạ calcium
máu, viêm loét đường tiêu hóa, suy nhược thần kinh, bệnh tim.

Khi để rau, củ trong ngăn đá tủ lạnh sau đó lấy ra ngoài thì sẽ bị hỏng rất
nhanh. Hãy vận dụng các kĩ năng trong tiến trình nghiên cứu để giải thích và
kết luận về vấn đề trên.
Khi để rau, củ trong ngăn đá tủ lạnh, nước có trong tế bào của rau, củ bị
đóng băng.
Khi nước bị đóng băng, các quá trình sống của tế bào bị dừng hoàn toàn.
Đồng thời, các liên kết hydrogen trong nước của tế bào trở nên cứng hơn
làm gia tăng thể tích gây phá vỡ cấu trúc của tế bào (tế bào chết).
Bởi vậy, khi lấy ra ngoài, tế bào bị phân hủy nhanh chóng khiến cho rau, củ
sẽ bị hỏng rất nhanh.