1.1. Các nguyên tố hóa học và nước
Bài 4: Các nguyên tố hóa học và nước
a. Học thuyết tế bào
Nội dung chính của học thuyết tế bào hiện đại là:
(1) Mọi sinh vật đều được cấu tạo từ một hoặc nhiều tế bào. Sự sống được tiếp diễn do có sự chuyển hoá và sự di truyền xảy ra bên trong các tế bào.
(2) Tế bào là đơn vị nhỏ nhất, đơn vị cơ bản cấu tạo nên tất cả các sinh vật.
(3) Tế bào chỉ được sinh ra từ sự phân chia của các tế bào có trước.
b. Các nguyên tố hóa học trong tế bào
Tế bào được cấu tạo từ các nguyên tố vi lượng và đa lượng. Nguyên tố đa lượng chiếm tỉ lệ lớn, giữ vai trò cấu trúc nên mọi phân tử trong tế bào Nguyên tố vi lượng chiếm tỉ lệ rất nhỏ nhưng cũng đóng vai trò quan trọng trong việc điều hòa các hoạt động sống của tế bào.
Hình 4.1. Tỉ lệ các nguyên tố hóa học trong cơ thể người
Hình 4.2. Các nguyên tử carbon có thể liên kết với nhau theo nhiều cách tạo nên các hợp chất hữu cơ có cấu trúc và chức năng rất khác nhau
c. Nước và vai trò của nước đối với sự sống
Nước được cấu tạo từ 2 nguyên tử H và 1 nguyên tử O. Do đặc tính phân cực nên nước có các tính chất vật lí, hóa học quan trọng quy định vai trò của nước với tế bào như: là thành phần chính cấu tạo nên tế bào, dung môi hòa tan các chất cần thiết cho tế bào, nguyên liệu và môi trường của các phản ứng chuyển hóa vật chất trong tế bào. Không có nước sẽ không có sự sống.
1.2. Các phân tử sinh học
Khái niệm: Các phân tử sinh học chính bao gồm carbohydrate, pr Các phân tử sinh học chính gồm lipid, protein và các nucleic acid.
– Carbohydrat – chất đường bột: Carbohydrate được cấu tạo từ các nguyên tử C, H và O theo tỉ lệ 1: 2:1 và công thức tổng quát là Cn(H2O)m bao gồm các loại đường đơn, đường đôi và đường đa với chức năng chính là dự trữ năng lượng và cấu trúc nên các phân tử sinh học khác nhau.
– Lipid và chất béo: Lipid là những phân tử kị nước có cấu trúc và chức năng rất đa dạng. Các loại lipid chủ yếu là triglycerid, phospholipid, steroid, carotenoid và một số loại vitamin như A, E, D, K. Chức năng chủ yếu của lipid là dự trữ năng lượng dài hạn và cấu trúc nên màng tế bào và các bộ phận khác của tế bào.
– Protein – chất đạm:
+ Protein được cấu tạo theo nguyên tắc đa phân gồm nhiều đơn phân là amino acid.
+ Tính đa dạng và đặc thù của protein được quy định bởi số lượng, thành phần, trình tự sắp xếp các amino acid và các bậc cấu trúc của nó. Cấu hình không gian ba chiều của protein quy định chức năng của chúng.
+ Protein có rất nhiều chức năng như cấu trúc, vận chuyển, xúc tác, miễn dịch, truyền tin
– Nucleic acid
+ DNA được cấu tạo bởi hai chuỗi polynucleotide liên kết với nhau bằng các liên kết hydrogen (A=T, G=C).
+ Mỗi nucleotide được cấu tạo từ ba thành phần: base (gồm 4 loại A, T, G, C), đường deoxyribose và gốc phosphat.
+ Chức năng của DNA là mang, bảo quản và truyền đạt thông tin di truyền.
– Ribonucleic acid – RNA
+ RNA có cấu trúc chủ yếu từ một chuỗi polynucleotide. Mỗi nucleotide được cấu tạo từ base, đường ribose và nhóm phosphat. Có bốn loại base là A, U, G và C.
+ Chức năng của RNA rất đa dạng: làm khuôn để tổng hợp protein, vận chuyển amino acid, cấu tạo nên ribosome, điều hòa hoạt động gene, xúc tác cho một số loại phản ứng hóa học.