Giải Sinh 10 Bài 4: Các nguyên tố hóa học và nước KNTT
Mở đầu trang 23 SGK Sinh 10 KNTT
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? Lời giải:
- Sự đặc biệt của các loại nguyên tố hóa học cấu tạo nên tế bào là: 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,…
Dừng lại và suy ngẫm trang 24 SGK Sinh 10 KNTT
Câu 1: Học thuyết tế bào hiện đại có những nội dung gì? Lời giải:
Học thuyết tế bào hiện đại bao gồm ba nội dung sau:
- Tất cả mọi sinh vật đều được cấu tạo từ một hoặc nhiều tế bào. Sự sống được tiếp
diễn do có sự chuyển hóa và sự di truyền xảy ra bên trong các tế bào.
- Tế bào là đơn vị nhỏ nhất, đơn vị cấu trúc và đơn vị chức năng cấu tạo nên mọi cơ thể sinh vật.
- Tế bào chỉ được sinh ra từ sự phân chia các tế bào có trước.
Câu 2: Vì sao tế bào được xem là đơn vị cấu trúc và chức năng của cơ thể sống? Lời giải:
- Tế bào là đơn vị cấu trúc của cơ thể vì mọi cơ thể đều được cấu tạo từ tế bào. Tế
bào là đơn vị nhỏ nhất, từ tế bào hình thành nên mô → cơ quan → hệ cơ quan → cơ thể.
- Tế bào là đơn vị chức năng của cơ thể vì các hoạt động sống ở cấp độ tế bào (cảm
ứng, trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng, lớn lên, phân sinh) là cơ sở cho các
hoạt động sống ở cấp độ cơ thể (cảm ứng, trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng,
sinh trưởng và phát triển, sinh sản). Cụ thể:
+ Nhờ các chất được cơ thể lấy vào từ môi trường, tế bào tiến hành trao đổi chất và
chuyển hóa năng lượng giúp tạo ra năng lượng và vật chất cho tế bào nói riêng và
cơ thể nói chung hoạt động.
+ Sự lớn lên và phân chia của tế bào là cơ sở để cơ thể sinh trưởng phát triển và sinh sản.
+ Tế bào cảm ứng với các kích thích từ môi trườnggiúp cơ thể phản ứng với các kích thích đó.
Dừng lại và suy ngẫm trang 25 SGK Sinh 10 KNTT
Câu 1: Hoàn thành bảng theo mẫu sau: Lời giải: Nhóm
Hàm lượng trong cơ thể người Vai trò nguyên tố Đại lượng
Chiếm tỉ lệ lớn. Trong đó, các
Có vai trò chủ chốt cấu
nguyên tố C, H, O, N chiếm 96%
tạo nên mọi phân tử sinh
khối lượng trong cơ thể người, còn học cũng như mọi thành
lại các nguyên tố như Ca, P, K, S
phần hóa học của tế bào. chiếm 3,4%. Vi lượng
Chỉ chiếm một lượng nhỏ trong cơ Tham gia cấu tạo enzim,
thể nhưng nếu thiếu chúng các hoạt vitamin,… có vai trò
động sống sẽ bị rối loạn.
điều tiết các quá trình
trao đổi chất trong toàn
bộ hoạt động sống của cơ thể.
Câu 2: Tại sao các phân tử có cùng số lượng nguyên tử carbon nhưng lại có đặc tính hóa học khác nhau? Lời giải:
Các phân tử có cùng số lượng nguyên tử carbon nhưng lại có đặc tính hóa học khác nhau là vì:
- Nguyên tử carbon có 4 electron hóa trị ở vòng ngoài nên có thể tạo nên bốn liên
kết cộng hóa trị với các nguyên tử carbon khác → Có cùng số nguyên tử carbon
cũng có thể hình thành nên bộ khung carbon đa dạng về cấu hình không gian.
- Bộ khung carbon liên kết với các nguyên tử hydrogen tạo khung hydrocarbon đa
dạng như dạng mạch thẳng hoặc mạch vòng, phân nhánh hoặc không phân nhánh.
Từ bộ khung hydrocarbon liên kết với các nhóm chức khác nhau tạo nên các hợp chất hữu cơ đa dạng.
- Ngoài ra, nguyên tử carbon linh hoạt có thể tạo nên các phân tử có cấu trúc và tính
chất khác nhau từ cùng một số lượng nguyên tử (cùng công thức hóa học).
Dừng lại và suy ngẫm trang 27 SGK Sinh 10 KNTT
Câu 1: Cấu trúc hóa học của nước quy định các tính chất vật lí nào? Lời giải:
- Cấu trúc hóa học của nước: Mỗi phân tử nước có một nguyên tử oxygen liên kết
với hai nguyên tử hydrogen bằng liên kết cộng hóa trị. Nguyên tử oxygen có khả
năng hút điện nhiều hơn so với hydrogen. Do vậy, trong phân tử nước, nguyên tử
hydrogen sẽ tích điện (+), còn oxygen tích điện (-) tạo cho nước có tính phân cực.
- Cấu trúc hóa học của nước quy định các tính chất vật lí sau:
+ Sức căng bề mặt lớn: Nhờ tính phân cực, các phân tử nước có thể liên kết với
nhau bằng liên kết hydrogen nên các phân tử nước ở nơi bề mặt tiếp xúc với không
khí liên kết chặt với nhau tạo nên sức căng bề mặt.
+ 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.
Câu 2: Nước có vai trò như thế nào trong tế bào? Lời giải:
Nước có có trò đặc biệt quan trọng đối với tế bào:
- Nước là thành phần chủ yếu cấu tạo nên tế bào và cơ thể.
- Nhờ có tính phân cực nên nước có khả năng hòa tan nhiều chất cần thiết cho hoạt
động sống của tế bào.
- Nước là nguyên liệu và môi trường của nhiều phản ứng sinh hóa diễn ra trong tế bào.
- Nước góp phần định hình cấu trúc không gian của nhiều phân tử hữu cơ trong tế
bào, đảm bảo cho chúng thực hiện các chức năng sinh học, góp phần điều hòa nhiệt
độ tế bào và cơ thể.
Câu 3: Tại sao hằng ngày chúng ta cần phải uống đủ nước? Lời giải:
Hằng ngày chúng ta cần phải uống đủ nước là vì:
- Nước có vai trò quan trọng đối với cấu tạo và sự hoạt động chức năng của cơ thể.
Cơ thể luôn phải duy trì một mức cân bằng nước ổn định, nếu thiếu nước cơ thể
không thể hoạt động sống bình thường.
- Trong khi đó, lượng nước khi lấy vào cơ thể sẽ được tế bào sử dụng hoặc đào thải
ra ngoài bởi các hoạt động bài tiết qua nước tiểu, phân, mồ hôi,… dẫn đến tình trạng
thiếu hụt nước trong cơ thể. Bởi vậy, để đảm bảo cân bằng nước ổn định, chúng ta
cần uống đủ nước mỗi ngày.
Luyện tập và vận dụng trang 27 SGK Sinh 10 KNTT
Câu 1: Nguồn carbon cung cấp cho các tế bào trong cơ thể chúng ta được lấy từ đâu? Giải thích? Lời giải:
Nguồn carbon cung cấp cho tế bào trong cơ thể chúng ta được lấy từ các chất dinh
dưỡng có trong các loại thức ăn như carbohydrate, lipid, protein và nucleic acid. Khi
thức ăn được đưa vào trong cơ thể, thức ăn sẽ được phân giải để trở thành các chất
dinh dưỡng đơn giản rồi được hấp thụ vào máu đưa đến các tế bào. Ở các tế bào, sẽ
diễn ra hàng loạt các phản ứng sinh hóa để sử dụng nguồn carbon và các chất khác
trong các chất dinh dưỡng này để tổng hợp nên các chất đặc trưng cho cơ thể.
Câu 2: 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? Lời giải:
Mọi sinh vật đều có thành phần các nguyên tố hóa học trong tế bào về cơ bản giống
nhau cho thấy các loài sinh vật trên Trái Đất đều có chung nguồn gốc tổ tiên (sinh vật tổ tiên).
Câu 3: 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? Lời giải:
- Nước có vai trò quan trọng đối với sự sống của tế bào và cơ thể:
+ Nước là thành phần chủ yếu cấu tạo nên tế bào và cơ thể.
+ Nhờ có tính phân cực nên nước có khả năng hòa tan nhiều chất cần thiết cho hoạt
động sống của tế bào.
+ Nước là nguyên liệu và môi trường của nhiều phản ứng sinh hóa diễn ra trong tế bào.
+ Nước góp phần định hình cấu trúc không gian của nhiều phân tử hữu cơ trong tế
bào, đảm bảo cho chúng thực hiện các chức năng sinh học, góp phần điều hòa nhiệt
độ tế bào và cơ thể.
- Ngoài ra, theo lịch sử phát sinh và phát triển của sự sống trên Trái Đất, nước là
môi trường sống ban đầu của mọi sự sống trên một hành tinh.
→ Như vậy, có thể thấy rằng nước là yếu tố rất cần thiết cho sự sống. Bởi vậy, 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.