Giải Sinh 10 Bài 5: Các nguyên tố hóa học và nước CTST
Mở đầu trang 21 SGK Sinh 10 CTST
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? Lời giải
Khi bị tiêu chảy lúc này cơ thể rất mệt mỏi do bị mất nước, khoáng do đó chúng ta
cần phải cung cấp nước và chất điện giải cho cơ thể. Nguyên nhân là do:
- 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
Câu 1 trang 21 SGK Sinh 10 CTST: Hiện nay, có những nguyên tố nào được tìm
thấy trong cơ thể sinh vật? Lời giải
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.
Câu 2 trang 22 SGK Sinh 10 CTST: 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? Lời giải
- 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.
Câu 3 trang 22 SGK Sinh 10 CTST: Thiếu Mg sẽ ảnh hưởng như thế nào đến thực vật? Lời giải
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.
Câu 4 trang 22 SGK Sinh 10 CTST: Tại sao các nguyên tố vi lượng chiếm một tỉ
lệ rất nhỏ nhưng không thể thiếu? Lời giải
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. Ví dụ, 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.
Luyện tập trang 22 SGK Sinh 10 CTST: 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”? Lời giải
- 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 do 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
Câu 5 trang 23 SGK Sinh 10 CTST: 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? Lời giải
- 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.
- 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. Điều này đã tạo nên tính phân cực của phân tử nước.
Câu 6 trang 23 SGK Sinh 10 CTST: Liên kết hydrogen được hình thành như thế nào? Lời giải
Liên kết hydrogen được hình thành giữa các phân tử nước với nhau: Phân tử nước
có tính phân cực. Do đó, những vùng tích điện của phân tử nước bị hấp dẫn bởi
những phần điện tích trái dấu của các phân tử nước bên cạnh. 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.
Câu 7 trang 23 SGK Sinh 10 CTST: Tại sao nước có thể làm dung môi hòa tan nhiều chất cần thiết? Lời giải
Do tính phân cực, các phân tử nước có sự hấp dẫn tĩnh điện với nhau. Sự hấp dẫn
tĩnh điện của các phân tử nước được tạo nên bởi mối liên kết hidrogen. Khi nước ở
dạng lỏng liên kết hidrogen rất dễ bị phá vỡ tuy nhiên cũng rất dễ hình thành lại.
Chính nhờ đặc điểm đó mà nước có thể liên kết với các phân tử khác và hòa tan nhiều chất cần thiết.
Câu 8 trang 23 SGK Sinh 10 CTST: 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. Lời giải
- 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.
Vận dụng trang 23 SGK Sinh 10 CTST: Tại sao khi bón phân cho cây trồng cần
phải kết hợp với việc tưới nước? Lời giải
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. 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.
Bài tập trang 23 SGK Sinh 10 CTST
Câu 1: Tại sao phần lớn các loại thuốc chữa bệnh thường được sản xuất dưới dạng muối? Lời giải
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.
Câu 2: Khi cơ thể con người bị thiếu sắt, iod và calcium thì có tác hại như thế nào đến sức khỏe? Lời giải
- 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.
Câu 3: 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. Lời giải
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.