Mở đầu
Hoạt động mở đầu SGK Sinh 10 Chân trời sáng tạo Bài 5 (trang 21): 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?Trả lời:
– Việc cung cấp nước và chất điện giải có vai trò:
+ Bù lại lượng nước và chất khoáng bị thiếu hụt để các tế bào (đặc biệt là các tế bào thần kinh, tim và cơ) có thể duy trì năng lượng, bổ sung dưỡng chất cần thiết cho các cơ quan thực hiện nhiệm vụ của mình.
+ 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 oxy, cân bằng axit-bazo trong cơ thể.
I. Các nguyên tố hóa học
1. Các nguyên tố hóa học có trong tế bào
Câu hỏi 1 SGK Sinh 10 Chân trời sáng tạo Bài 5 (trang 21): Hiện nay, có những nguyên tố nào được tìm thấy trong cơ thể sinh vật?Trả lời:
– 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.
2. Vai trò của nguyên tố carbon
Câu hỏi 2 SGK Sinh 10 Chân trời sáng tạo Bài 5 (trang 22): 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.
3. Vai trò của nguyên tố hóa học
Câu hỏi 3 SGK Sinh 10 Chân trời sáng tạo Bài 5 (trang 22): Thiếu Mg sẽ ảnh hưởng thế nào đến thực vật?Trả lời:
– Mg là nguyên tố cấu tạo nên chất diệp lục. Thiếu Mg thực vật sẽ không có diệp lục hấp thụ ánh sáng mặt trời để thực hiện quá trình quang hợp, nên thực vật không tạo ra các chất hữu cơ phục vụ cho quá trình sống của chúng
– Khi thiếu Mg, cây sẽ có một số biểu hiện sau:
+ 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.
+ Xuất hiện các mô hoại tử thường từ các lá phía dưới, lá trưởng thành lên lá non.
+ Cây chậm ra hoa, ra quả.
+ Qua thời gian có thể bị chết khô.
Câu hỏi 4 SGK Sinh 10 Chân trời sáng tạo Bài 5 (trang 22): Tại sao các nguyên tố vi lượng chiếm một ti lệ rất nhỏ nhưng không thể thiếu?
Trả lời:
– Nguyên tố vi lượng là nguyên tố đóng vai trò quan trọng đối với sinh vật. 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,…).
– Mặc dù chiếm 1 tỉ lệ rất nhỏ nhưng không thể thiếu vì nếu thiếu các nguyên tố vi lượng này 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 SGK Sinh 10 Chân trời sáng tạo Bài 5 (trang 22): 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:
– Việc thay đổi món ăn thường xuyên và ăn nhiều món trong một bữa ăn sẽ mang lại nhiều lợi ích cho sức khỏe. Giúp cung cấp đầy đủ và cân bằng các chất dinh dưỡng cần thiết cho cơ thể, tránh tình trạng thiếu hụt dinh dưỡng. Tạo sự phong phú trong khẩu vị, làm cho bữa ăn trở nên hấp dẫn và thú vị hơn.
– Ngoài ra, việc đa dạng hóa thực phẩm còn tối ưu hóa sự đa dạng của vi khuẩn đường ruột, giúp duy trì sự cân bằng và sức khỏe tổng thể. Cuối cùng, thay đổi món ăn giúp tránh sự mệt mỏi và ngán ngẩm khi phải ăn một loại thực phẩm liên tục. Do đó, để đảm bảo cơ thể luôn khỏe mạnh và bữa ăn luôn ngon miệng, chúng ta nên thường xuyên thay đổi món ăn và ăn nhiều món trong mỗi bữa.
II. Nước và vai trò sinh học của nước
1. Cấu tạo và tính chất của nước
Câu hỏi 5 SGK Sinh 10 Chân trời sáng tạo Bài 5 (trang 23): 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?
- Đầu oxygen mang điện tích âm và đầu hydrogen mang điện tích dương. Nguyên nhân là do nguyên tố oxygen có khả năng hút electron mạnh hơn nên cặp electron dùng chung có xu hướng lệch về phía oxygen. Và chính điều này gây nên tính phân cực của phân tử nước.
Câu hỏi 6 SGK Sinh 10 Chân trời sáng tạo Bài 5 (trang 23): Liên kết hydrogen được hình thành như thế nào?
Trả lời:
– Liên kết hydrogen được hình thành từ lực hút tĩnh điện giữa nguyên tử Hydro với một nguyên tử hoặc một nhóm nguyên tử có độ âm điện cao hơn. Do đó, liên kết hydrogen được xem là một loại liên kết cộng hóa trị hay còn gọi là liên kết H.
– Nhờ có tính phân cực mà các phân tử nước có thể liên kết với nhau hoặc liên kết với các phân tử phân cực khác bằng liên kết hydrogen.
2. Vai trò sinh học của nước trong tế bào
Câu hỏi 7 SGK Sinh 10 Chân trời sáng tạo Bài 5 (trang 23): Tại sao nước có thể làm dung môi hòa tan nhiều chất cần thiết?Trả lời:
– Nước có thể làm dung môi hòa tan nhiều chất là do nước có tính phân cực. 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. Nhờ những đặc điểm đó, nước trở thành dung môi hoà tan nhiều chất.
Câu hỏi 8 SGK Sinh 10 Chân trời sáng tạo Bài 5 (trang 23): Tại sao nước có vai trò quan trọng trong quá trình cân bằng và ổn đinh nhiệt độ của tế bào và cơ thể ? Cho ví dụ?
Trả lời:
– Nước chiếm đến 70% cơ thể, có vai trò cân bằng nhiệt trong cơ thể là 37 độ C. Khả năng thích nghi trước những thay đổi của môi trường dựa vào cơ chế điều hòa thân nhiệt. Nước có thể hấp thụ nhiệt từ không khí khi quá nóng hoặc thải nhiệt dự trữ khi quá lạnh, nhờ đó mà nước tham gia điều hoà nhiệt độ môi trường và cơ thể sinh vật.
– Ví dụ:
+ Khi nhiệt độ không khí tăng, các tế bào khí khổng tăng thải H2O để điều hòa nhiệt độ không khí xung quanh thực vật.
+ Khi cơ thể hoạt động mạnh, lúc này nhiệt độ cơ thể tăng cao, nước sẽ hấp thụ một lượng nhiệt trong cơ thể, mồ hôi sẽ mang theo nhiệt lượng ra bên ngoài cơ thể.. Điều đó đảm bảo giúp thân nhiệt cơ thể duy trì ổn định.
+ Khi trời chuyển lạnh, lỗ chân lông thu nhỏ lại, làm các tế bào da giảm thoát nước để giữ ấm cho cơ thể.
Vận dụng SGK Sinh 10 Chân trời sáng tạo Bài 5 (trang 23): 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. Khi bón phân, cây không thể hấp thụ chất dinh dưỡng trực tiếp dưới dạng phân tử mà là dưới dạng ion do những dạng này mà chỉ hấp thụ được dưới dạng muối khoáng hòa tan trong nước. Vì vậy, khi bón phân cho cây trồng cần phải kết hợp với việc tưới nước để làm hòa tan phân bón, giúp rễ dễ hấp thu hơn, đồng thời cung cấp một lượng nước cho thực vật, mang lại hiệu quả cao nhất và tránh gây lãng phí.
Bài tập
Bài tập 1 SGK Sinh 10 Chân trời sáng tạo Bài 5 (trang 23): 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 muối là hợp chất phân cực mạnh, rất dễ hòa tan trong nước. 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.
Bài tập 2 SGK Sinh 10 Chân trời sáng tạo Bài 5 (trang 23): Khi cơ thể bị thiếu sắt, iod, và calcium thì có tác hại nhứ thế nào đến sức khỏe ?
Lời giải:
– Sắt là thành phần cấu tạo nên hemoglobin có chắc năng vận chuyển oxygen, nên thiếu sắt dẫn đến thiếu máu, gây ra tình trạng tim đập nhanh gây căng thẳng, mệt mỏi, rụng tóc, bong móng, suy giảm trí nhớ, trí thông minh, suy giảm hệ miễn dịch, thậm chí có thể gây suy giảm khả năng sinh sản và gây sẩy thai đối với nữ.
– Thiếu iod dẫn đến dễ bị bướu cổ, thường xuyên mệt mỏi, giảm tư duy sáng tạo, giảm khả năng học tập, năng suất lao động kém.
– Thiếu Canxi:
+ 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.
Bài tập 3 SGK Sinh 10 Chân trời sáng tạo Bài 5 (trang 23): 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:
– Tiến trình nghiên cứu:
+ Quan sát: Khi để rau, củ trong ngăn đá tủ lạnh, rau, củ trở nên cứng hơn do các phân tử nước liên kết chặt chẽ hơn để tạo thành tinh thể đá.
+ Xây dựng giả thuyết: Do sự phá vỡ liên kết hidro một các đột ngột dẫn đến các tế bào rau, củ bị vỡ.
+ Thiết kế và tiến hành thí nghiệm: Quan sát dưới kính hiển vi hai mẫu tiêu bản tế bào rau, củ đông đá và rau, củ đã đưa ra bên ngoài từ ngăn đá tủ lạnh.
+ Kết quả nghiên cứu: Tiêu bản tế bào rau, củ đông đá có các tế bào nguyên vẹn. Tiêu bản tế bào rau, củ sau khi đem ra ngoài: các tế bào bị phá vỡ cấu trúc.
– Kết luận: Khi để rau, củ trong ngăn đá tủ lạnh sau đó lấy ra ngoài thì sẽ phá vỡ liên kết hydro làm tăng thể tích nước trong các tế bào, dẫn đến chèn ép lên các bào quan, phá vỡ cấu trúc tế bào và làm rau, củ nhanh bị hỏng.