Tiêu đề Chuyên đề 1.1 Thành phần hóa học của tế bào - GV.docx ✅

và OH⁻ trường cho phản ứng acid–base. Tỷ trọng lớn nhất ở 4°C Khi đóng băng, thể tích tăng, khối lượng riêng giảm Nước đá nổi lên trên → bảo vệ sinh vật thuỷ sinh mùa đông. III. VAI TRÒ SINH HỌC CỦA NƯỚC TRONG TẾ BÀO Vai trò Mô tả 1. Nước là môi trường cho phản ứng sinh hoá Mọi phản ứng trao đổi chất đều xảy ra trong môi trường nước hoặc dung dịch. Ví dụ: phản ứng enzym, tổng hợp, phân giải, quang hợp, hô hấp,… 2. Nước là nguyên liệu tham gia phản ứng Phản ứng thủy phân: phân tách phân tử lớn (protein, polysaccharide, lipid) thành đơn phân. Trong quang hợp, nước là nguồn cung cấp electron và H⁺, đồng thời là nguồn O₂ được giải phóng 3. Nước là chất vận chuyển và điều hoà nội môi Nước vận chuyển các chất dinh dưỡng, ion, hormone,… trong cơ thể. Tham gia duy trì áp suất thẩm thấu và cân bằng ion trong tế bào. Thấm hút – thoát hơi – bài tiết đều liên quan đến vai trò điều hòa của nước. 4. Nước là yếu tố điều nhiệt Do có nhiệt dung riêng lớn, nước hấp thụ hoặc toả nhiệt mà ít thay đổi nhiệt độ → giúp sinh vật ổn định nội môi nhiệt. Thoát hơi nước ở lá cây, mồ hôi ở người giúp cơ thể hạ nhiệt. B. CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC Mọi sinh vật đều được cấu tạo từ vật chất, và vật chất được tạo nên từ các nguyên tố hóa học. Những nguyên tố này hợp lại theo tỉ lệ xác định, tạo nên mọi phân tử trong tế bào – từ nước, protein, lipid, đến axit nucleic. Nói cách khác, sự sống có nền tảng hóa học. Hiểu rõ các nguyên tố giúp ta hiểu được bản chất cấu trúc và hoạt động của tế bào. NGUYÊN TỐ ĐA LƯỢNG NGUYÊN TỐ VI LƯỢNG Là những nguyên tố chiếm tỉ lệ lớn (≥ 0,01% khối lượng cơ thể). Là các nguyên tố cần với lượng rất nhỏ (<0,01% khối lượng cơ thể) nhưng rất quan trọng cho hoạt động sống. Vai trò chính: Cấu trúc và năng lượng Vai trò chính: Xúc tác, điều hòa, enzyme Thiếu hụt gây ra: Rối loạn cấu trúc, năng lượng Thiếu hụt gây ra: Ảnh hưởng enzyme, hormone Chiếm khoảng 96% khối lượng cơ thể sống, gồm 4 nguyên tố chính:  Sắt (Fe): Thành phần của hemoglobin trong hồng cầu giúp vận chuyển oxy; đồng thời có
 C (Carbon) – Cấu tạo khung của các hợp chất hữu cơ: cacbohidrat, lipid, protein, axit nucleic.  H (Hydrogen) – Thành phần của nước, hợp chất hữu cơ, tham gia phản ứng oxy hóa – khử.  O (Oxygen) – Tham gia hô hấp tế bào, là thành phần của nước và hợp chất hữu cơ.  N (Nitrogen) – Cấu tạo amino acid, protein, và base nitơ trong ADN, ARN. mặt trong nhiều enzyme hô hấp. Thiếu sắt gây bệnh thiếu máu.  Iốt (I): Thành phần của hormone tuyến giáp (thyroxin), có vai trò điều hòa chuyển hóa cơ thể. Thiếu iốt gây bướu cổ, rối loạn trao đổi chất.  Đồng (Cu): Cấu tạo nên một số enzyme oxy hóa – khử, tham gia hô hấp tế bào. Thiếu đồng làm rối loạn hô hấp và chuyển hóa sắt.  Kẽm (Zn): Là cofactor của nhiều enzyme, cần thiết cho quá trình tổng hợp protein và hoạt động của hormone insulin. Thiếu kẽm gây chậm lớn, rối loạn sinh sản, rụng tóc.  Mangan (Mn): Hoạt hóa các enzyme trong quang hợp (ở thực vật) và trong hô hấp tế bào (ở động vật). Thiếu mangan làm giảm hoạt tính enzyme.  Molypden (Mo): Cấu tạo enzyme cố định nitơ ở vi khuẩn nốt sần và enzyme khử nitrat. Thiếu molypden làm cây họ đậu kém cố định nitơ.  Coban (Co): Thành phần của vitamin B₁₂, cần cho quá trình tạo hồng cầu. Thiếu coban gây thiếu máu ác tính.  Flo (F): Giúp men răng cứng, ngăn sâu răng và góp phần vào cấu trúc xương. Thiếu flo làm răng yếu, dễ sâu. Ngoài ra, còn một số nguyên tố đa lượng chiếm khoảng 4% khối lượng cơ thể:  P (Phosphorus) – Thành phần của ATP, ADN, ARN, màng phospholipid.  S (Sulfur) – Có trong amino acid (cysteine, methionine), tạo cầu nối disulfide trong protein.  Ca (Calcium) – Thành phần của xương, răng; tham gia truyền tín hiệu tế bào và co cơ.  K (Potassium) – Duy trì điện thế màng, điều hòa hoạt động thần kinh và cơ.  Na (Sodium) – Tham gia dẫn truyền xung thần kinh và cân bằng nước.  Mg (Magnesium) – Trung tâm hoạt động của enzyme, có trong diệp lục.  Cl (Chlorine) – Duy trì áp suất thẩm thấu, cân bằng ion và thành phần acid HCl trong dạ dày. C. CÁC PHÂN TỬ SINH HỌC Các carbohydrate, protein và acid nucleic lớn là những phân tử dạng chuỗi được gọi là polyme. Một polyme là một phân tử dài gồm nhiều khối cấu tạo giống hệt hoặc tương tự nhau được nối với nhau bằng các liên kết cộng hóa trị. Các đơn vị lặp lại tạo nên cấu trúc của polyme là những phân tử nhỏ hơn được gọi là monome. Ngoài việc tạo nên các polyme, một số monome còn có chức năng riêng biệt của chúng. Sự tổng hợp và phân giải của các polyme Khi liên kết hình thành giữa hai monome, mỗi monome sẽ đóng góp một phần của phân tử nước bị loại bỏ:  Một monome cung cấp nhóm hydroxyl (–OH)  Monome còn lại cung cấp nguyên tử hydro (–H)
Ngược lại, các polyme được phân giải thành monome thông qua phản ứng thủy phân (hydrolysis) — về cơ bản là phản ứng ngược với phản ứng tách nước. Liên kết giữa các monome bị phá vỡ khi một phân tử nước được thêm vào:  Nguyên tử hydro (H) từ nước gắn vào một monome  Nhóm hydroxyl (–OH) gắn vào monome còn lại Các phản ứng tách nước và thủy phân cũng có thể tham gia vào việc hình thành hoặc phân hủy các phân tử không phải là polyme, chẳng hạn như một số loại lipid. I. CARBOHYDRATE Carbohydrate bao gồm các loại đường và các polyme của đường. Monosaccharide (đường đơn) Carbohydrate đơn giản nhất, đây là các monome dùng để tạo nên những carbohydrate phức tạp hơn. Disaccharide (đường đôi) Hai phân tử đường đơn liên kết với nhau bằng liên kết cộng hóa trị. Polysaccharide (đường đa) Các đại phân tử carbohydrate là những polyme được cấu tạo từ nhiều đơn vị đường đơn liên kết với nhau. 1. Đường đơn Monosaccharide thường có công thức phân tử là bội số của đơn vị CH₂O. Glucose (C₆H₁₂O₆) là monosaccharide phổ biến nhất và đóng vai trò trung tâm trong hóa học của sự sống. Trong cấu trúc của glucose, ta có thể thấy đặc trưng của một phân tử đường: