I. CÁC NGUYÊN TỐ HOÁ HỌC
1. Các nguyên tố hóa học có trong tế bào
- Hiện nay, 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 khoảng 96,3 % khối lượng chất khô của tế bào.
- Dựa vào tỉ lệ có trong cơ thể mà các nguyên tố hoá học được chia thành hai loại: nguyên tố đa lượng và nguyên tổ vi lượng.
2. Vai trò của nguyên tố carbon
- Nguyên tử carbon có bốn electron ở lớp ngoài cùng nên có thể cho đi hoặc thu về bốn electron để có đủ tám electron ở lớp ngoài cùng => có thể hình thành liên kết với các nguyên tử khác (C, H, O, N, P, S).
- Nhờ đặc điểm này, carbon có thể 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 nguyên tố đa lượng 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 đại lượng:
+ Là thành phần cấu tạo nên hầu hết các enzyme và nhiều hợp chất hữu cơ tham gia vào các hoạt động sống của cơ thể (hormone, vitamin, hemoglobin,...)
+ Ví dụ: Fe là thành phần cấu tạo nên hemoglobin có chức năng vận chuyển Oxygen, nếu thiếu Fe sẽ dẫn đến thiếu máu; I-ốt là thành phần cấu tạo của hormone thyroxine có chức năng kích thích chuyển hoá ở tế bào, kích thích sự phát triển bình thường của hệ thần kinh, thiếu I-ốt sẽ qây ra bệnh bướu cổ.
II. NƯỚC VÀ VAI TRÒ SINH HỌC CỦA NƯỚC
1. Cấu tạo và tính chất của nước
- Một phân tử nước được cấu tạo từ một nguyên tử oxygen liên kết với hai nguyên tử hydrogen bằng liên kết cộng hoá trị (là liên kết được hình thành do dùng chung cặp electron).
- Đầu oxygen của phân tử nước sẽ mang điện tích âm, còn đầu hydrogen sẽ mang điện tích dương => Tính phân cực của phân tử nước.
- Trong tế bào, nước tồn tại ở hai dạng: nước tự do và nước liên kết.
- Nhờ sự liên kết giữa các phân tử nước với nhau và khả năng liên kết của nước vào thành tế bào đã tạo nên cột nước liên tục giúp quá trình vận chuyển nước trong thân cây; tạo ra sức căng bề mặt => một số loài sinh vật nhỏ (ví dụ như nhện nước) có thể đứng và di chuyển trên mặt nước.
- Nước có thể hấp thụ nhiệt từ không khí khi quá nóng hoặc thải nhiệt dự trữ vào không khí khi quá lạnh
=> Điều hoà nhiệt độ môi trường và cơ thể sinh vật.
2. Vai trò sinh học của nước trong tế bào
- Nước có nhiều vai trò quan trọng đối với tế bào:
+ Là thành phần chính cấu tạo nên tế bào;
+ Là dung môi hoà tan nhiều chất cần thiết, vừa là nguyên liệu;
+ Là môi trường cho nhiều phản ứng sinh oá xảy ra trong tế bào để duy trì sự sống;
+ Nước còn đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo sự cân bằng và ổn định nhiệt độ của tế bào và cơ thể.