Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
III. Các nguyên tố hóa học của tế bào

III. Các nguyên tố hóa học của tế bào

Tải bản đầy đủ - 0trang

Tài liệu ôn thi HSG Sinh học 10



- Tạo ra môi trường trong của tế bào, của cơ thể.

- Qui định áp suất thẩm thấu của tế bào.

- Tham gia vào cấu tạo nhiều hợp chất hữu cơ khác – cấu trúc tế bào.

III. Nước

1. Cấu trúc và đặc tính lý hố của nước:

 Phân tử nước có cấu tạo như thế nào?

- Phân tử nước được cấu tạo từ 1 nguyên tử ôxy với 2 nguyên tử hyđrô bằng liên kết cộng hố

trị.

- Nước có cơng thức phân tử là H2O, công thức cấu tạo là H-O-H.

- Cấu trúc của phân tử nước:



 Vì sao phân tử nước có tính phân cực?

- Tính phân cực của phân tử (lưỡng cực) là đặc tính mà phân tử có một đầu mang điện tích

(+) một đầu mang điện tích (-)

- Tính phân cực của phân tử được tạo ra do liên kết cộng hóa trị phân cực giữa các nguyên tử

trong phân tử.

+ Liên kết cộng hóa trị phân cực là liên kết cộng hóa trị mà trong đó đơi e dùng chung lệch về

phía ngun tử có độ âm điện lớn hơn (Liên kết cộng hóa trị của hợp chất là LKCHT phân cực vì các

nguyên tố khác nhau nên có độ âm điện khác nhau).

+ Liên kết cộng hóa trị khơng phân cực là liên kết cộng hóa trị mà trong đó đơi e dùng chung

khơng lệch về phía nguyên tử nào (Mọi đơn chất đều là LKCHT không phân cực vì các nguyên tử

của cùng một nguyên tố liên kết với nhau nên ln có độ âm điện bằng nhau) .

- Trong 1 phân tử nước (H2O) thì:

+ Nguyên tử H (Z=1) → cấu hình e 1s 1 → có 1e lớp ngồi cùng → có xu hướng nhận thêm

1e để đạt 2e là cấu hình bền vững của He.

+ Nguyên tử O (Z=8) → cấu hình e 1s22s2 3p4 → có xu hướng nhận thêm 2e để đạt 8e là cấu

hình bền vững của các nguyên tố khí hiếm.

=> Do đó, một ngun tử Oxi sẽ liên kết với 2 nguyên tử hiđrô, trong mối liên kết này do Ơxi

có độ âm diện lớn hơn (3,44) so với hiđrơ (độ âm điện 2,2). Chính vì thế các e dùng chung bị hút về

phía ơxi (mà e mang điên tích âm) vì vậy đầu hiđro mang điện tích dương (+) còn đầu oxi mang điện

tích âm (-).

Sự phân cực này làm các phân tử nước liên kết với nhau và làm cho nước có thể hòa tan

nhiều các hợp chất khác.



Liên kết hydro của phân tử nước

 Tính phân cực của phân tử nước có vai trò gì?

Tính phân cực quyết định hầu hết các đặc tính khác của nước:

- Do tính phân cực mà các phân tử nước hấp dẫn lẫn nhau (liên kết hiđro) tạo cho nước ở thể

lỏng → là môi trường của các phản ứng hóa học, mơi trường sống của các sinh vật

Nguyễn Viết Trung



19



Tài liệu ôn thi HSG Sinh học 10



- Do tính phân cực nên có hai đầu một đầu mang điện tích (-), một đầu mang điện tích (+) →

là dung mơi hòa tan các chất.

- Tính phân cực quyết định sức căng bề mặt: Nước có sưc căng bề mặt lớn do các phân tử

nước có thể hút lẩn nhau bởi liên kết hiđro → giúp các sinh vật nhỏ có thể bám vào trên mặt hoặc

treo dưới nước.

- Quyết định tính ma dẫn: Do có tính phân cực nên các phân tử nước có thể bám vào nhiều

loại bêg mặt → nước có thể đi vào các khoảng khơng gian rất nhỏ bé → Có vai trò trong vận chuyển

nước ở mạch gỗ của thân cây, giúp nước vận chuyển từ dưới lên trên ngọn cây.

- Quyết định nhiệt dung (khả năng lấy và mất nhiệt): Nước có nhiệt dung lớn tức khả năng

lấy nhiệt và mất nhiệt châm → có vào trong việc điều hòa thân nhiệt

- Quyết định nhiệt bay hơi: Nước có nhiệt bay hơi cao do các liên kết hiđro là các liên kết yếu

→ Điều hòa thân nhiệt.

- Quyết định tính dẫn điện: Nước tinh khiết có tính dẫn điện thấp nhưng các ion hòa tan trong

nước làm cho nước dẫn điện tốt → co vai trò tròng quan trọng trong hoạt động chức năng của nhiều

tế bào.

 Nước có vai trò gì đối với tế bào?

- Là thành phần cấu tạo nên tế bào

- Là dung mơi hồ tan các chất.

- Tham gia vận chuyển các chất cần cho hoạt động sống của tế bào.

- Là môi trường và nguồn nguyên liệu cho các phản ứng sinh lý, sinh hoá của tế bào.

- Tham gia điều hoà, trao đổi nhiệt của tế bào và cơ thể…

 Vì sao nước đá thường nổi?

- Sự hấp thụ tĩnh điện giữa các phân tử nước tạo nên mối liên kết hydro yếu. Liên kết này

mạnh nhất khi nó nằm trên đường thẳng qua trục O-H của phân tử nước bên cạnh và yếu hơn khi nó

lệch trục O-H.

- Trong nước đá, tồn bộ liên kết đều mạnh cực đại ⇒ các phân tử phân bố trong 1 cấu trúc

mạng lưới dạng chuẩn, khoảng cách giữa các phân tử nước đá xa nhau hơn so với khoảng cách của

các phân tử nước khi ở dạng lỏng ⇒ nước đá có cấu trúc thưa hơn → nhẹ hơn và nổi trên mặt nước

 Vì sao nước đá ở thể rắn?

 Nước lạnh và nước nóng, loại nào có thời gian đóng băng nhanh hơn?



Nguyễn Viết Trung



20



Tài liệu ôn thi HSG Sinh học 10



IV. Cacbohidrat

Cacbohiđrat (gluxit, saccarit) là những hợp chất hữu cơ tạp chức, thường có cơng thức

chung là Cn(H2O)m

• Cacbohiđrat được phân thành ba nhóm chính sau đây:

- Monosaccarit: là nhóm cacbohiđrat đơn giản nhất, khơng thể thủy phân được. Ví dụ:

glucozơ, fructozơ (C6H12O6)

- Đisaccarit: là nhóm cacbohiđrat mà khi thủy phân sinh ra 2 phân tử monosaccarit. Ví dụ:

saccarozơ, mantozơ (C12H22O11)

- Polisaccarit: là nhóm cacbohiđrat phức tạp mà khi thủy phân đến cùng sinh ra nhiều phân

tử monosaccarit. Ví dụ: tinh bột, xenlulozơ (C6H10O5)n



Nguyễn Viết Trung



21



Tài liệu ôn thi HSG Sinh học 10



1. Monosaccait : (CH2O)n

- Xét về cấu trúc, monosacarid là những dẫn xuất aldehyd và ceton của rượu nhiều nguyên tử

và tương tự như vậy ta có alơose hoặc cetose.

- Đường đơn thường có cơng thức phân tử là bội số của CH2O

- Đường đơn được phân loại dựa vào:

Vị trí nhóm chức cacbonyl (C=O): đường aldose và đường ketose

Số nguyên tử C trong khung cacbon: Triose, pentose, hexose...



Nguyễn Viết Trung



22



Tài liệu ôn thi HSG Sinh học 10



- Triose (C3H6O3)

- Tetrose (C4H8O4)

- Pentose (C5H10O5)

- Hexose (C6H12O6):

a. Triose (C3H6O3)

Đây là những monosacand có 3 nguyên tử cathon. Đại diện của nhóm này là glycerylaldehyd

và dioxyaceton.



b. Tetrose (C4H8O4)

Tetrose là monosacand mà phân tử của nó có 4 carbon. Trước kia loại này khơng được các

nhà sinh vật học chú ý lắm, nhưng sau này người ta thấy khi thuỷ phân glucid, trong những sản phẩm

trung gian của quá trình trao đổi chất, cùng với dạng phosphoryl của loại hexose, pentose, còn có

dạng tetrose như eritrophosphat.



c. Pentose (C5H10O5)

Một số đại diện của loại monosacand 5 carbon này là:



Nguyễn Viết Trung



23



Tài liệu ôn thi HSG Sinh học 10



Pentose có thể tồn tại dạng vòng, chúng tham gia vào thành phần của acid nucleic



d. Hexose (C6H12O6)

Trong cơ thể đống vật và người, những hexose thường gặp là: glucose, fructose, mannose,

galactose (một phần hexose ở trạng thái tự đo, một phần ở dạng liên kết trong thành phần của

polysacand. Hexose tự nhiên: glucose, fructose, mannose, galactose thuộc loại cấu trúc dãy D - ở

trong điều kiện phòng thí nghiệm có thể nhận được đường dãy L.

Tất cả monosacand tự nhiên có vị ngọt và dễ hồ tan trong nước. Độ ngọt của mỗi loại đường không

giống nhau.

Monosacand loại hexose tương đối phổ biến như chúng ta đã trình bày ở trên.

• Gluczo:

- Glucozơ có cơng thức phân tử là C6H12O6, tồn tại ở dạng mạch hở và dạng mạch vòng;



Hoặc viết gọn là: CH2OH[CHOH]4CHO

- Glucozơ là chất kết tinh, khơng màu, nóng chảy ở 146 oC (dạng α) và 150oC (dạng β), dễ tan trong

nước

- Có vị ngọt, có trong hầu hết các bộ phận của cây (lá, hoa, rễ…) đặc biệt là quả chín (còn gọi là

đường nho)

- Trong máu người có một lượng nhỏ glucozơ, hầu như không đổi (khoảng 0,1 %)

Ứng dụng

- Trong y học: dùng làm thuốc tăng lực cho người bệnh (dễ hấp thu và cung cấp nhiều năng lượng)

- Trong công nghiệp: dùng để tráng gương, tráng ruốt phích (thay cho anđehit vì anđehit độc)

• Fructơzơ:

- Fructozơ (C6H12O6) ở dạng mạch hở là một polihiđroxi xeton, có cơng thức cấu tạo thu gọn là:



Hoặc viết gọn là: CH2OH[CHOH]3COCH2OH

- Là chất rắn kết tinh, dễ tan trong nước, có vị ngọt gấp rưỡi đường mía và gấp 2,5 lần glucozơ

- Vị ngọt của mật ong chủ yếu do fructozơ (chiếm tới 40 %)

2. Disacarid. (hay còn gọi là đường đơi)

Nó được thành lập do 2 monosacand hợp lại qua mạch osid sau khi khử đi một phần tử

nước .Thành phần những đường kép chủ yếu như sau:



Nguyễn Viết Trung



24



Tài liệu ôn thi HSG Sinh học 10



Một số chất đáng chú ý là:

• Saccarose (C12H22O11) : (α glucosido - 1,2, β - fructose) liên kết glucosid giữa C1 của

glucose và C2 của fructose.



- Saccarozơ là chất kết tinh, không màu, dễ tan trong nước, ngọt hơn glucozơ, nóng chảy ở nhiệt độ

185oC

- Có nhiều trong cây mía (nên saccarozơ còn được gọi là đường mía), củ cải đường, thốt nốt…

- Có nhiều dạng sản phẩm: đường phèn, đường kính, đường cát…

- Saccarozơ được dùng nhiều trong công nghiệp thực phẩm, để sản xuất bánh kẹo, nước giải khát…

Trong công nghiệp dược phẩm để pha chế thuốc.





Lactose (β - galactosido - 1,4, α - glucose) đường của sữa hàm lượng lactose thay đổi tuỳ loại

sữa. Đây là loại đường kép độc nhất được tổng hợp ở cơ thể gia súc - Lactose có tính oxy hố

khử điển hình của đường.







Maltose (Cơng thức phân tử C12H22O11 (α - glucosido 1 ,4 - α - glucose)



Còn gọi là đường mạch nha. Đường này sinh ra trong ống tiêu hoá do sự thuỷ phân tinh bột hoặc

glycogen bồi men amylase.



Nguyễn Viết Trung



25



Tài liệu ơn thi HSG Sinh học 10







Cellohiose: (β - glucosido - 1,4, β - glucose) là đường kép thu được khi thuỷphân cellulose chưa

triệt để.



3. Polysacarid

Polysacand là loại đa đường có trọng lượng phân tử rất cao, do nhiều gốc monosacarid hợp lại mà

thành. Công thức chung của polysacand là (C6H10O5)n. các loại polysacariô đáng kể nhất là:

- Tinh bột

- Glycogen

- Cellulose

- Kitin

a. Tinh bột

- Tinh bột là loại glucid dự trữ của thực vật được tạo thành trong q trình quang hợp. Nó là nguồn

thức ăn rất quan trọng đối với động vật, nhất là động vật nông nghiệp. Hàm lượng của tinh bột khác

nhau ở các lồi thực vật:

- Tinh bột là chất rắn vơ định hình, màu trắng, khơng tan trong nước nguội

- Trong nước nóng từ 65oC trở lên, tinh bột chuyển thành dung dịch keo (hồ tinh bột)

- Tinh bột có nhiều trong các loại ngũ cốc, củ (khoai, sắn), quả (táo, chuối)…

Ví dụ: gạo tẻ chứa khoảng: 75,81% ngơ chứa khoảng: 70,08%

* Cấu tạo hoá học của tinh bột được tạo thành từ các gốc a glucose gồm 2 thành phần:

+ Amylose (chiếm 10 - 20%)

- Chất này tan trong nước, không tạo hồ, với iod cho màu xanh, các gốc a - glucose được liên kết với

nhau qua mạch glucosid 1 - 4 tạo thành mạch thẳng.

Nguyễn Viết Trung



26



Tài liệu ôn thi HSG Sinh học 10



+ Amilopectin (chiếm 80 - 90%) không tan trong nước với iod cho màu tàn đỏ gồm các gốc a glucose liên kết với nhau qua mạch glucosid 1- 4 và 1-6 tạo cho phân tử tinh bột có cấu tạo phân

nhánh.



Cơng thức

Phân tử khối

Giá trị n

Mạch phân tử

Trương nở trong nước nóng

Tan trong nước nguội

Hóa gen

Tốc độ hấp thụ



Amilozo

(C6H10O5)n

150.000 - 600.000

1000 - 4000

Khơng phân nhánh

khơng





Chậm



Amilopectin

(C6H10O5)n

300.000 - 3.000.000

2000 – 200.000

Có phân nhánh



Khơng

khơng

Nhanh



b. Glycogen (hay còn gọi là tinh bột động vật)

Đó là loại glucid dự trữ trong gan và mô bào động vật. Cấu tạo hoá học của glycogen giống tinh bột,

tức là cấu tạo từ các α – glucose, nhưng mức độ phân nhánh của glycogen mạnh hơn (phân nhánh

nhiều hơn).



Tinh bột:

Thực vật dự trữ glucose không ở dạng đơn thuần mà ở dạng polysacharides, tinh bột. Chúng hiện diện trọng: gạo, khoai,

sắn...chúng ta ăn hàng ngày. Có 2 dạng tinh bột: amylose và amylose pectin.



- Amylose: chỉ là một chuỗi các glucose nối với nhau, khơng có nhánh.



Nguyễn Viết Trung



27



Tài liệu ơn thi HSG Sinh học 10

- Amylose pectin với cấu trúc có nhánh, chính cấu trúc nhánh này làm tăng diện tích tiếp xúc với dịch tiêu hóa nên

amylopectin được hấp thu rất nhanh, làm tốc độ gây tăng đường huyết của nó nhanh hơn so với amylose. Do sự khác

biệt về cấu trúc, đã tạo nên sự khác biệt ở:

Gạo trắng chúng ta ăn hàng ngày, chứa phần lớn là amylose pectin. Do đó, sau khi nấu chính hạt cơm sẽ nở khá to so

với ban đầu, các hạt mềm dính lại với nhau thành 1 khối dẻo. Tất cả là do amylose pectin. Và tất nhiên, khả năng làm

tăng đường huyết khá nhanh.

Nếu bạn đã từng nấu gạo lức (brown rice, red rice) thì bạn sẽ thấy sự khác biệt. Các hạt vẫn rời nhau sau khi nấu, đó là

do amylose pectin trong nó khơng cao. Tốc độ gây tăng đường huyết cũng thấp hơn so với gạo trắng thông thường.



 So sánh tinh bột với glycogen

- Giống nhau:

+ Đều được cấu tạo từ các α – glucose qua liên kết 1-4 và liên kết 1-6 glicozit

+ Đều là chất dự trử của sinh vật

+ Đều có thể nhận biết bằng dung dịch lugol (hay còn được gọi là nước

iốt hoặc dung dịch iốt mạnh, là một dung dịch có chứa kali iodua cùng iod tan trong nước. Đây là

một loại thuốc và chất khử trùng)

- Khác nhau:

Tinh bột

glycogen

- Là chất dự trử của thực vật

- Là chất dự trử của động vật và nấm

- Là cấu trúc dạng chuổi phân nhánh đơn giản - Là cấu trúc dạng chuổi phân nhánh phúc tạp

hơn (độ phân nhánh ít hơn)

hơn (phân nhánh mạnh hơn)

- Gồm hai loại phân tử là amilo và amilopectin - Chỉ có một loại phân tử.

- Gồm 10 - 20% là amilo (tan trong nước) và - Khơng có amilo và amilopectin

80-90% là amilopectin (tan trong nước ở nhiệt

độ cao)

- Nhận biết bằng dung dịch lugol: có màu xanh - Nhận biết bằng dung dịch lugol: có màu tím

đỏ.

- Khó phân giải để giải phóng năng lượng hơn - Dễ phân giải để giải phóng năng lượng hơn

(tốc độ phân giải chậm hơn)

(tốc độ phân giải nhanh hơn)

- Tích trử chủ yếu ở củ, hạt

- Tích trử ở gan và cơ

- Enzim phân giải là amilaza

- Enzim phân giải là glucagon do tuyến tụy tiết

ra

 Tại sao thực vật lại dự trữ tinh bột còn động vật lại dự trữ glycogen mặc dù 2 chất này có cấu tạo

hoá học là gần giống nhau?

- Ở động vật thường xuyên hoạt động, di chuyển nhiều => đòi hỏi nhiều năng lượng hơn do

các hoạt động sống nên dự trữ năng lượng dưới dạng glicogen dễ huy động, dễ phân hủy và đây là

nguồn dự trữ năng lượng ngắn hạn, tích trữ ở gan và cơ. Glicogen dễ phân giải tạo năng lượng hơn

tinh bột. Tinh bột cấu trúc phân nhánh, % chất không tan trong nước nhiều => khó sử dụng.

- Tinh bột nặng, dự trữ dài hạn chỉ sử dụng ở TV vì TV có đời sống cố định, ngồi ra tinh bột

khơng có khả năng khuyếch tán và hiệu ứng thẩm thấu. Đồng thời TV không có cơ quan và hoocmon

chuyển hóa glicogen (và ngược lại ở ĐV) => tinh bột là nguồn dự trữ chính.



Nguyễn Viết Trung



28



Tài liệu ôn thi HSG Sinh học 10



- Tinh bột là dạng dự trữ lí tưởng vì nó khơng khuếch tán ra khỏi tế bào và gần như không có

hiệu ứng thẩm thấu.

c. Cenlulose (hay còn gọi là chất xơ)

- Công thức phân tử: (C6H10O5)n; công thức của xenlulozơ có thể được viết là [C6H7O2(OH)3]n

- Đó là loại polysacarid phổ biến nhất của thực vật. Nó được cấu tạo từ nhiều gốc β - glucose qua

mạch - glucosid 1- 4 tạo thành chuỗi thẳng không phân nhánh, số lượng β - glucose khoảng vài chục

vạn. Trong thực vật, cellulose liên kết thành các bó sợi là các mi xen qua các liên kết hydrogen.



- Cenlulose chỉ bị phân hoá bồi enzym cenlulase vi sinh vật cho nên cơ thể gia súc muốn sử dụng

cellulose phải nhờ sự hoạt động của vi sinh vật có trong dạ cỏ của lồi nhai lại bởi vì trong cơ thể gia

súc khơng có enzym cellulase.

- Xenlulozơ là chất rắn hình sợi, màu trắng, không mùi, không vị, không tan trong nước và trong

dung môi hữu cơ thông thường như benzen, ete

- Xenlulozơ là thành phần chính tạo ra lớp màng tế bào thực vật, bộ khung của cây cối

- Xenlulozơ có nhiều trong trong cây bông (95 – 98 %), đay, gai, tre, nứa (50 – 80 %), gỗ (40 – 50

%)

d. Kitin

Kitin là một polysacand thuần được cấu tạo từ các đơn vị N-acetylglucosanliên nối với nhau bằng

liên kết β - glucosid 1- 4. Sự khác nhau duy nhất về mặt hóa học giữa chính và cellulose là sự

thay thế nhóm hydroxyl ở vị trí C2 bằng một nhóm được acetyl hóa (CO3-CO-NH):



Kitin có dạng sợi giống như cellulose và động vật cũng khơng tiêu hóa được chúng. Kitin là

thành phần cơ bản của lớp vỏ cứng của nhiều loài sinh vật, là polysacand phổ biến trong tự nhiên chỉ

sau cellulose.

e. Inuliên: là một polysacand dự trữ của thực vật. Đơn vị cấu tạo là fructose. Trọng lượng phân tử

của insuliên thấp vì nó chỉ có khoảng 30 gốc fructose, do đó polysacand này dễ dàng hoà tan trong

nước.

ở loài ngũ cốc thời kỳ phát triển đầu thường có đa đường cấu tạo do fructose. Khi chín muồi đa

đường này sẽ phát triển thành tinh bột.

g. Hemiceuulose: Đấy là tên chung của nhiều loại đa đường thường gặp trong rơm, gỗ, lõi ngơ...

Đa đường loại này nếu có đơn vị cấu tạo từ:

+ Mannose thì gọi là mannan

+ Arabinose thì gọi là araban

+ Galactose thì gọi là galactan

+ Cylose thì gọi là cylan

h.Dextran: là sản phẩm của vi khuẩn

Dextran cấu tạo từ α -glucose nối mạch glucosid 1 - 4 và 1 - 6, nhưng khác glycogen, mạch glucosid

1 - 4 ở đây là mạch rẽ.

Nguyễn Viết Trung



29



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

III. Các nguyên tố hóa học của tế bào

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×