Tiêu đề phần 2 THÀNH PHẦN HÓA HỌC. CÂU HỎI.docx ✅

CÂU HỎI THÀNH PHẦN HÓA HỌC TẾ BÀO Câu 1: Cacbon có ba đồng vị là C 12 , C 13 , C 14 . Tại sao trong nghiên cứu tuổi hóa thạch, các nhà sử học chủ yếu đo đồng vị C 14 ? Gợi ý trả lời: - Carbon là nguyên tố chính cấu tạo nên các thành phần hóa học của tế bào. - Trong tự nhiên, tồn tại cả 3 đồng vị của carbon, mặc dù các chất đồng vị có khối lượng hơi khác nhau nhưng chúng vẫn hoạt động như nhau trong các phản ứng hóa học. - C 12 , C 13 là những chất đồng vị bền vững, nghĩa là hạt nhân của chúng không có xu hướng bị mất đi các hạt. - Chất đồng vị C 14 không bền vững hoặc có tính phóng xạ. Chất đồng vị phóng xạ là chất mà hạt nhân của nó khi bị phân hủy một cách ngẫu nhiên, giải phóng các hạt và năng lượng. Khi sự phân hủy dẫn đến sự thay đổi số proton thì nó chuyển đổi nguyên tử sang nguyên tử của nguyên tố khác. Ở đây, C 14 bị phân hủy thành nitrogen. => đo đồng vị phóng xạ C 14 giúp xác định được tuổi của hóa thạch. Câu 2: Tại sao sự sống lại chọn các nguyên tố C, H, O, N là những nguyên tố phát sinh hữu cơ? Gợi ý trả lời: - Các nguyên tố này đứng đầu các nhóm trong bảng hệ thống tuần hoàn, chúng là những nguyên tố nhẹ nhất, bé nhất của mỗi nhóm. Lớp electron của các nguyên tố này là H 1 , O 2+6 , N 2+5 và C 2+4 nên chúng có hóa trị tương ứng là H=1, O=2, N=3, C=4. - Cả 4 nguyên tố này đều có tính chất là dễ tạo các liên kết cộng hóa trị, do vậy chúng dễ tác dụng lẫn nhau để tạo ra nhiều hợp chất. - Trong các nguyên tố tạo liên kết cộng hóa trị chúng nhẹ nhất ở mỗi nhóm mà sự bền vững của liên kết này hầu như tỉ lệ nghịch với trọng lượng của nguyên tử tham gia. - Ngoài ra, ba nguyên tố O, N, C có khả năng tạo liên kết đơn hoặc đôi, nhờ đó các hợp chất thêm đa dạng. Riêng C có thể tạo thành liên kết ba với N hoặc với C. Các hợp chất của chúng dễ tạo thành các liên kết hiđro. Câu 3: Sắt là nguyên tố vi lượng cần để phân tử hemoglobin thực hiện chức năng vận chuyển oxy trong các tế bào hồng cầu một cách hoàn hảo. Hiệu ứng thiếu hụt sắt có thể gây ra những hiện tượng nào? Gợi ý trả lời: - Fe có vai trò hoạt hóa các enzim trong quá trình tạo hồng cầu, là thành phần cấu trúc lên Hb là sắc tố thực hiện chức năng vận chuyển O 2 của hồng cầu. - Người thiếu Fe có thể biểu hiện hiệu ứng lượng oxygen thấp trong máu như mệt mỏi. Trạng thái này được gọi là bệnh thiếu máu và cũng có thể do quá ít tế bào hồng cầu hoặc hemoglobin biến dạng. Câu 4: Để cho các cây táo sinh trưởng và phát triển tốt ở một số vùng nhất định người ta thường đóng một số đinh kẽm vào thân cây. Hãy giải thích tại sao người ta lại làm như vậy? Gợi ý trả lời: - Người ta đóng đinh vào cây như vậy chứng tỏ ở vùng trồng cây này đất thiếu kẽm. - Kẽm là một nguyên tố vi lượng nên rất cần cho cây nhưng với lượng rất nhỏ và cần liên tục trong thời gian dài. Kẽm sẽ được khuyếch tán rất chậm từ đinh vào cây đảm bảo cho nhu cầu dinh dưỡng của cây. Câu 5: Phân biệt liên kết mạnh và liên kết yếu? Vai trò sinh học của các loại liên kết này? Gợi ý trả lời: a. Phân biệt liên kết mạnh và liên kết yếu: Liên kết mạnh Liên kết yếu - Lực liên kết mạnh, khó bị phá vỡ. - Sự hình thành hay phá vỡ đòi hỏi năng lượng cao (VD: liên kết C-C phải 83 Kcal/mol). - Số lượng nguyên tử tham gia hạn chế. Số lượng liên kết cộng hóa trị mà nguyên tử tham gia tối đa chính là hóa trị của nguyên tử đó (oxy hóa trị 2). - Góc giữa 2 liên kết cộng hóa trị thường cố - Lực liên kết yếu, dễ bị phá vỡ. - Sự hình thành hay phá vỡ đòi hỏi năng lượng thấp (khoảng 1-7 Kcal.mol). - Liên kết không hạn chế số lượng nguyên tử tham gia. Số lượng liên kết tùy thuộc số lượng nguyên tử có thể đồng thời tiếp xúc với nhau. - Góc liên kết hợp thành hay thay đổi, khả

kị nước khiến chân nhện không bị dính ướt. Câu 7: Vào những năm 1800, morphin được tách chiết từ nhựa quả khô của cây thuốc phiện và heroin được tổng hợp từ morphin – đây là một chất có khả năng gây nghiện. Tuy nhiên, trong thành phần của một số loại thuốc ngày nay chúng ta đang sử dụng rộng rãi trên thị trường có chứa morphin. a. Hãy cho biết thuốc đó có tác dụng gì? Cho ví dụ? b. Tại sao các tế bào thần kinh lại mang thụ thể thuốc gây nghiện – các hợp chất mà cơ thể chúng ta không tạo ra? Gợi ý trả lời: a. Các thuốc đó có chứa morphin có tác dụng làm dịu cơn đau và thay thế cảm giác đau bằng trạng thái hưng phấn. - Cơ chế tác động: + Morphin là thuốc giảm đau mạnh do làm tăng ngưỡng nhận cảm giác đau, thuốc còn làm giảm các đáp ứng phản xạ với đau. + Morphin gắn với các phân tử thụ thể đặc hiệu trên bề mặt tế bào thần kinh, làm ức chế tất cả các điểm chốt trên đường dẫn truyền cảm giác đau của hệ thần kinh trung ương như tuỷ sống, hành tuỷ, đồi thị và vỏ não. b. Cơ thể tạo ra một chất được gọi là endorphin - là các phân tử tín hiệu do tuyến yên tạo ra để gắn với thụ thể, làm giảm cơn đau và gây trạng thái hưng phấn trong các thời điểm có stress như tập luyện cường độ cao,… - Vì morphine có hình dạng giống với endorphin và bắt chước chúng bằng cách gắn với các thụ thể endorphin trong não. Đó là lí do tại sao các tế bào thần kinh lại mang thụ thể thuốc gây nghiện – các hợp chất mà cơ thể chúng ta không tạo ra. Câu 8: Tại sao phần lớn thuốc chữa bệnh được sản xuất dưới dạng muối? Gợi ý trả lời: Môi trường tác động đến độ bền của các liên kết ion: - Ở tinh thể muối khô, liên kết hình thành trong phân tử muối là liên kết ion => thuốc bền vững, không bị phân hủy. - Khi hòa vào nước, các liên kết ion yếu đi nhiều vì mỗi ion bị chia sẻ một phần bởi các mối tương tác của nó với phân tử nước => thuốc tan ra, cơ thể dễ hấp thụ. Câu 9: Một lần, khi đợi ở sân bay, Neil Campbell nghe được lời tuyên bố này:” Thật hoang tưởng và ngu dốt để lo lắng về nền công nghiệp hay nông nghiệp gây ô nhiễm môi trường bằng các chất thải hóa học. Cuối cùng thì những chất đó cũng được cấu tạo từ chính các nguyên tử đã có trong môi trường của chúng ta”. Bạn đồng tình hay phản bác lại luận cứ đó? Giải thích? Gợi ý trả lời: Không đồng tình với luận cứ đó vì: - Trên vỏ trái đất có hơn 100 nguyên tố hóa học được tìm thấy, tuy nhiên để chúng tương tác với nhau hình thành các liên kết hóa học cần điều kiện thích hợp (nhiệt độ, áp suất, pH,…). - Có những nguyên tố không tồn tại riêng lẻ trong tự nhiên mà tồn tại dưới dạng phân tử. Ví dụ: Nitơ phân tử (N 2 ), tồn tại trong tự nhiên rất bền vững. Do đó, nếu muốn phá vỡ liên kết ba trong phân tử N 2 cần nguồn năng lượng rất lớn (tia lửa điện trong sấm sét lên đến hàng nghìn Vôn) hoặc nhờ hoạt động của vi sinh vật. - Các chất thải hóa học gây ô nhiễm môi trường như CO 2 , NO 2 , SO 2 ,…trong tự nhiên được hình thành với tốc độ rất chậm, để gây hại đến môi trường cần khoảng thời gian dài. - Do hoạt động nông nghiệp, đặc biệt là công nghiệp đã tạo ra một lượng lớn chất thải hóa học trong thời gian ngắn => phá hủy môi trường. Hậu quả gây ra hiệu ứng nhà kính, El nino,… Câu 10: Điều gì nếu oxi và hiđro trong phân tử nước có độ âm điện bằng nhau? Gợi ý trả lời: - Nước có 4 đặc tính nổi trội: Tính kết dính, điều tiết nhiệt độ, nở ra khi lạnh, tính đa tác dụng của một dung môi.
- Nếu oxi và hiđro trong phân tử nước có độ âm điện bằng nhau hình thành liên kết cộng hóa trị không phân cực, đôi điện tử dùng chung nằm ở giữa 2 nguyên tố => không hình thành tính phân cực của phân tử nước => mất đi các đặc tính nổi trội của nước vì: +Tính kết dính: Do phân cực, các phân tử H 2 O hấp dẫn lẫn nhau. Vì vậy, ở nhiệt độ và áp suất bình thường, H 2 O ở dạng lỏng. Sự hấp dẫn tĩnh điện giữa các phân tử H 2 O tạo nên mối liên kết yếu gọi là liên kết hiđro. Liên kết này mạnh nhất khi nó nằm trên đường thẳng trùng với trục O-H. Khi lệch trục O-H, mối liên kết hiđro lúc này yếu hơn. => Chính tính kết dính làm cho nước có vai trò như một khung xương thủy tĩnh giúp nâng đỡ các cơ thể sinh vật trong nước. Đồng thời tính kết dính cũng làm cho nước có sức căng bề mặt, tạo ra mặt thoáng vững chắc cho phép các cơ thể nhỏ bám vào và di chuyển trên mặt thoáng. Lực mao dẫn cũng là hệ quả của đặc tính này, nhờ vậy nước có thể bám vào nhiều bề mặt và liên kết với nhau để di chuyển trong các không gian rất nhỏ bé (khoảng gian bào, bó dẫn...), giúp vận chuyển các chất ngay cả khi ngược chiều trọng lực. + Điều tiết nhiệt độ: Do tính phân cực nên giữa các phân tử nước hình thành liên kết hiđrô với nhau, một phân tử nước hình thành liên kết hiđrô với bốn phân tử nước khác. Do vậy tổng số liên kết hiđrô là rất lớn. Tuy nhiên, đây là loại liên kết yếu, dễ hình thành và cũng dễ phá vỡ. Để phá vỡ hết các liên kết hiđrô cần tiêu tốn năng lượng lớn vì thế nước có nhiệt bay hơi cao và nhiệt dung riêng lớn, có ý nghĩa trong việc điều hòa nhiệt độ: làm mát nhanh bằng bay mồ hôi nhưng cơ thể lấy và mất nhiệt một cách chậm chạp do đó không bị sốc nhiệt. + Nở ra khi lạnh: Khi nhiệt độ ở khoảng 4 0 C nước có mật độ cao nhất và có tính chất giống như những chất lỏng khác: Nở ra khi nóng lên và co lại khi lạnh đi. Khi nhiệt độ ở 0 o C, nước giảm mật độ và ở trạng thái đóng băng. Do lúc này toàn bộ các liên kết đều là mạnh nhất (các liên kết bị kéo căng) → phân tử H 2 O phân bố trong cấu trúc mạng lưới chuẩn làm cho mật độ phân tử H 2 O giảm → nước đá có cấu trúc thưa hơn, nhẹ hơn và nổi trên mặt nước lỏng. Điều này giúp cho các sinh vật sống dưới nước ở các vùng cực vẫn có thể sống sót vì lớp băng đá nổi bên trên đã tạo ra một lớp cách nhiệt, giữ cho lớp nước bên dưới không bị đóng băng. + Tính đa tác dụng của một dung môi: Do tính phân cực, phân tử H 2 O có thể tạo các liên kết hiđro với các phân tử chất tan => H 2 O là dung môi cực tốt: Với các chất hữu cơ không phải ion (đường); các phân tử H 2 O tạo các liên kết hiđro với các nhóm bên phân cực → hòa tan. Với các đại phân tử: H 2 O bao quanh các đại phân tử (VD: protein) → dung dịch keo (loãng: sol; đặc: gel) Với các chất tan là ion, cụm phân tử H 2 O phân cực bao quanh các ion trái dấu và hình thành liên kết hiđro với chúng (mỗi ion được bao quanh bởi các phân tử H 2 O gọi là ion hiđrat hóa). => Đặc tính này làm cho nước có một vai trò quan trọng: Là dung môi và nguyên liệu quan trọng cho các phản ứng sinh lý, sinh hóa trong cơ thể. Mặt khác, khi hòa tan các ion, nước trở nên dẫn điện vì thế có vai trò trong hoạt động chức năng của một số tế bào (VD: tế bào thần kinh). => Do đó, nếu oxi và hiđro trong phân tử nước có độ âm điện bằng nhau mọi quá trình như trao đổi chất, điều hòa nhiệt độ,…của sự sống đều không xảy ra => sự sống bị diệt vong. Câu 11: Theo vật lý ta đã biết rằng: Các chất giãn nở thể tích ra khi nhiệt độ tăng lên, co lại khi lạnh đi. Như vậy theo nguyên lý này cùng một khối lượng, nước đá ở 0 o C sẽ có thể tích nhỏ hơn nước ở nhiệt độ > 0 o C. Từ công thức tính khối lượng riêng: D = m/V, ta thấy nước đá sẽ có khối lượng riêng lớn hơn nước lỏng bình thường. Vậy theo logic đó khi ta thả vào nước lỏng nước đá sẽ chìm chứ không thể nổi được. Vì lý do gì mà nước đá lại có thể nổi lên được? Gợi ý trả lời: - Nước có cấu tạo từ Hidro và Oxi, phân tử nước là một phân tử phân cực (- O), (+H) do đó các phân tử nước có thể hình thành được các liên kết Hidro. Theo khảo sát qua các đợt thí nghiệm ta thấy bình thường ở nhiệt độ lớn hơn 4 o C do chuyển động nhiệt của các phân tử nước mạnh vì vậy các liên kết Hidro bị bẻ gẫy, các phân tử nước ép xát vào nhau do chuyển động nhiệt và lực hút tĩnh điện. - Khi hạ thấp nhiệt độ của nước xuống dưới 4 o C, chuyển động nhiệt giữa các phân tử nước giảm các liên kết hidro hình thành cầu nối giữa các phân tử nước. Do cấu tạo hình dạng nguyên tử góc giữa hai nguyên tử Hidro là 104,45 o . Khi tạo thành liên kết tinh thể lục giác mở các các phân tử nước phải rời xa nhau. Vì lí do này mà thể tích của nước đá tăng lên khi chuyển từ pha lỏng sang pha rắn, dẫn tới khối