Các nguyên tố hóa học và nước

I. CÁC NGUYÊN TỐ HOÁ HỌC

1. Thành phần hoá học của tế bào

Khi phân tích thành phần hoá học của tế bào, tế bào được cấu tạo từ các nguyên tố hoá học. Trong tế bào có thể có mặt hầu hết các nguyên tố trong tự nhiên (92 nguyên tố). Trong đó, 25 nguyên tố đã được nghiên cứu kỹ là C, H, O, N, S, P, K, Ca, Mg, Fe, Mn, Cu, Zn, Mo, B, Cl, Na, Si, Co… là cần thiết cho sự sống.

Trong đó C, H, O và N chiếm 96% trọng lượng chất khô của tế bào, các nguyên tố còn lại chiếm chiếm một tỉ lệ nhỏ. Trong đó nguyên tố C là nguyên tố quan trọng nhất để tạo nên sự đa dạng của vật chất hữu cơ.

Tuy đều được cấu tạo từ các thành phần vô cơ nhưng vật sống có các đặc trưng của thể giới sống (chuyển hoá vật chất và năng lượng với môi trường, cảm ứng, sinh trưởng và phát triển, sinh sản) trong khi các vật không sống thì không có khả năng này.

Nguyên nhân sự khác biệt đó là do sự khác nhau về thành phần, tỉ lệ các chất hoá học, sự tương tác của các chất hoá học dẫn đến các đặc tính sinh học nổi trội mà chỉ ở có ở thế giới sống.

2. Nguyên tố đa lượng và nguyên tố vi lượng

Dựa vào tỉ lệ và vai trò của các nguyên tố trong tế bào. Người ta chia các nguyên tố hoá học thành 2 nhóm cơ bản:

+ Nguyên tố đại lượng (Có hàm lượng 0,01% khối lượng chất khô): Là thành phần cấu tạo nên tế bào, các hợp chất hữu cơ như cacbohidrat, lipit... điều tiết quá trình trao đổi chất trong tế bào. Bao gồm các nguyên tố C, H, O, N, Ca, S, Mg...

+ Nguyên tố vi lượng (Có hàm lượng < 0,01% khối lượng chất khô): Là thành phần cấu tạo enzim, các hooc mon, điều tiết quá trình trao đổi chất trong tế bào. Bao gồm các nguyên tố: Cu, Fe, Mn, Co, Zn...

Sự tương tác giữa các nguyên tố đa lượng và vi lượng đã tạo nên các hợp chất: vô cơ (nước, muối khoáng) và hợp chất hữu cơ (lipit, cacbohidrat, prôtêin và axit nuclêic).

II. NƯỚC VAI TRÒ CỦA NƯỚC TRONG TẾ BÀO

1. Cấu trúc hoá học của nước

Phân tử nước được cấu tạo từ một nguyên tử oxi kết hợp với 2 nguyên tử hiđro bằng các liên kết cộng hoá trị.

Do đôi êlectron trong mối liên kết bị kéo lệch về oxi nên phân tử nước có 2 đầu tích điện trái dấu nhau (phân cực) → có khả năng hình thành liên kết hiđro (H) giữa các phân tử nước với nhau và với các phân tử chất tan khác → tạo cho nước có tính chất lí hoá đặc biệt (dẫn điện, tạo sức căng bề mặt, dung môi...).