Giải bài tập SBT Sinh học 10 Bài 3: Các nguyên tố hóa học và nước

Hãy giải thích các hình vẽ sau đây và qua đó nêu vai trò của nước trong tế bào.

Phương pháp giải

- Hình 1. Nước gồm 2 nguyên tổ hidrô và 1 phân tử nước.

- Hình 2. Các phân tử nước liên kết với nhau bằng liên kết hidrô.

- Nước là dung môi hòa tan các chất.

Hướng dẫn giải

- Hình 1.  Phân tử nước gồm 2 nguyên tử hiđrô hình thành 2 mối liên kết cộng hoá trị với ôxi.

+ Nước có tính phân cực, điện tích dương gần với mỗi nguyên tử hiđrô, điện tích âm gần với nguyên tử ôxi.

- Hình 2. Biểu diễn liên kết hiđrô giữa các phân tử nước. Có liên kết hiđrô mạnh trùng với trục O-H, liên kết hiđrô yếu lệch với trục O-H. Các liên kết này dễ tạo thành và dễ mất đi, chính vì vậy mà nước có thể tồn tại ờ trạng thái lỏng.

- Vai trò: Với tính phân cực của nước và trạng thái tồn tại của nước làm cho nước trở thành hợp chất có vai trò vô cùng quan trọng trong các cơ thể sống. Nước là môi trường hoà tan và môi trường phản ứng của các hợp chất vô cơ và hữu cơ, điều hoà nhiệt độ, duy trì trạng thái cân bằng cần thiết, tham gia các phản ứng sinh hoá, bảo vệ các hạt keo chống lại ngưng kết và biến tính.

Vì sao nói nước là dung môi tốt? Hãy minh hoạ bằng hình vẽ.

Phương pháp giải

- Nước có tính phân cực nên có khả năng hòa tan các chất.

Hướng dẫn giải

- Nước là dung môi hoà tan hầu hết các chất cần thiết cho sự sống vì các phân tử nước có tính phân cực. Do tính phân cực, các phân tử nước có sự hấp dẫn tĩnh điện với nhau. Sự hấp dẫn tĩnh điện của các phân tử nước được tạo nên bởi mối liên kết hiđrô. Liên kết hiđrô là các liên kết yếu do vậy chúng có thể dễ dàng hình thành và phá vỡ. Vì vậy, các phân tử nước có thể liên kết với các phân tử phân cực khác.

- Sự phân cực của nước là do mỗi nguyên tử hiđrô góp một êlectron vào đôi êlectron chung với nguyên tử ôxi tạo nên liên kết cộng hoá trị. 3 nguyên tử hợp thành phân tử nước không nằm trên đường thẳng. Hai nguyên tử hiđrô hình thành hai mối liên kết với nguyên tử ôxi. Phân tử nước có ưu thế trong mối liên kết cộng hoá trị, do đó phân tử nước có điện tích âm gần với mỗi nguyên tử ôxi và có điện tích dương gần với mỗi nguyên tử hiđrô.

Các đặc tính nào đảm bảo cho nước có vai trò quan trọng đối với sự sống? Đặc tính nào là quan trọng nhất?

Phương pháp giải

- Nước có các đặc tính:

+ Tính phân cực.

+ Nhiệt dung đặc trưng cao.

+ Nhiệt bay hơi cao.

+ Có lực gắn kết.

+ Nước đá nhẹ hơn nước bình thường.

Hướng dẫn giải

- Đặc tính của nước đảm bảo vai trò quan trọng của nó đối với sự sống:

+ Phân cực cao nên nước là dung môi tốt cho các phản ứng sinh hoá xảy ra.

+ Nhiệt dung đặc trưng cao nên làm ổn định nhiệt độ cơ thể cũng như nhiệt độ môi trường.

+ Nhiệt bay hơi cao nên làm giảm nhiệt độ cơ thể, điều hoà nhiệt độ.

+ Nước đá nhẹ hơn nước bình thường, nên nổi, vì vậy mùa đông lớp nước bề mặt đóng băng tạo nên lớp cách nhiệt, do đó sinh vật được bảo vệ.

+ Có lực gắn kết, nước có sức căng bề mặt giúp một số sống trên mặt nước, lực mao dẫn có thể giúp cây hút nước từ rễ lên lá.

- Trong đó, tính phân cực của nước là tối quan trọng cho sự sống, do đôi électron chung giữa ôxi và hiđrô kéo lệch về phía ôxi mang nhiều điện tích âm, còn hiđrô mang điện tích dương, phân tử nước có hai đầu tích điện trái dấu. Do đó các phân tử nước có khả năng liên kết nước với nhau và liên kết với các phân tử phân cực khác đảm bảo sự sống xảy ra.

Thế nào là nguyên tố đại lượng và nguyên tố vi lượng? Nêu vai trò của chúng trong cơ thể sống

Phương pháp giải

- Xem khái niệm nguyên tố đại lượng, nguyên tố vi lượng.

- Vai trò:

+ Nguyên tố đại lượng: Cấu tạo các hợp chất, cơ quan, dự trữ cung cấp năng lượng...

+ Nguyên tố vi lượng: Thành phần cấu trúc enzim.

Hướng dẫn giải

- Nguyên tố đại lượng là nguyên tố mà lượng chứa trong khối lượng chất sống của cơ thể lớn hơn 0,01%. Ví dụ: C, H, O, N, P, K, S, Ca, Na...

- Các nguyên tố vi lượng là nguyên tố mà lượng chứa trong khối lượng chất sống của cơ thể ít hơn 0,01%. Ví dụ: Mn, Cu, Mo...

- Vai trò của các nguyên tố:

+ Nguyên tố đại lượng:

• Cấu tạo nên các hợp chất (vô cơ, hữu cơ) xây dựng cấu trúc tế bào.
• Cấu tạo nên các cơ quan, bộ phận của cơ thể sinh vật.
• Có vai trò quan trọng trong dự trữ và cung cấp năng lượng cho các hoạt động của các cơ thể sống.
• Có vai trò quan trọng trong các hoạt động sinh lí của cơ thể như co cơ, dẫn truyền xung thần kỉnh.

+ Nguyên tố vi lượng: Là thành phần cấu trúc bắt buộc của hàng trăm hệ enzim xúc tác cho các phản ứng sinh hoá trong tế bào.

Tại sao người ta thường trộn iôt vào trong muối ăn mà không trộn iôt vào gạo để phòng chống bệnh bướu cổ?

Phương pháp giải

- Cơ thể chỉ cần 1 lượng nhỏ và thường xuyên nên trộn vào muối.

Hướng dẫn giải

- Iôt là nguyên tố vi lượng. Cơ thể chỉ cần một lượng rất nhỏ và thường xuyên nên trộn với muối là hợp lí.

- Nếu trộn iôt vào gạo, gạo sẽ có màu xanh, gây cảm giác bất thường không tốt cho tâm lí.

Vì sao C, H, O, N lại là 4 nguyên tố chủ yếu của cơ thể sống?

Phương pháp giải

- Tham gia cấu tạo nên các đại phân tử hữu cơ, có tính chất li hóa phù hợp.

Hướng dẫn giải

- Là nguyên tố phổ biến trong tự nhiên.

- Có khả năng liên kết với nhau và với nguyên tố khác bằng liên kết bền hoặc không bền tạo thành các phân tử và đại phân tử có cấu trúc đa dạng, bền vững, mềm dẻo. Là cơ sở cho sự đa dạng, bền vững, mềm dẻo của sự sống.

- Có tính chất lí hoá phù hợp với các tổ chức sống.

- Tại sao nói nguyên tố C là cơ sở tạo nên tính đa dạng của sự sống?

Phương pháp giải

- Xem vai trò của nguyên tố C trong cơ thể sống.

Hướng dẫn giải

- Cacbon là thành phần chính của tất cả các chất hữu cơ.

- Cacbon có khả năng kết hợp với các nguyên tố khác như N, O, S, H... theo các mô hình khác nhau, tạo ra hàng triệu chất hữu cơ khác nhau. 

Do đó, Cacbon có vai trò cực kì quan trọng tạo nên sự đa dạng của chất hữu cơ.

Häy giải thích tại sao nước tự do trong tế bào có tính chất lí hóa điển hình của H₂O, còn nước liên kết không có tính lí hóa điển hình ấy?

Phương pháp giải

- Dựa vào sự khác nhau về đồ bền vững của các liên kết hidrô trong phân tử nước.

Hướng dẫn giải

- Phân tử nước cấu tạo gồm 1 nguyên tử oxi và 2 nguyên tử hiđro. Trong đó nguyên tử hiđro liên kết với nguyên tử oxi bằng liên kết hiđro. Đầu nguyên tử oxi mang điện tích âm, còn nguyên tử hiđro mang điện tích dương. Nên phân tử nước có thính phân cực.

- Nước tự do ở trong tế bào, các liên kết hiđro không bền vững và luôn bị bẻ gãy nên nó có đầy đủ tính chất hóa lý của H₂O.

- Còn nước liên kết, liên kết hiđro trong phân tử nước luôn bền vững nên nó không có các tính chất hóa lí của H₂O.

Trình bày cấu trúc hóa học, tính chất vật lý và ý nghĩa sinh học của nước.

Phương pháp giải

- Xem cấu trúc hóa học, tính chất vật lý và ý nghĩa sinh học của nước.

Hướng dẫn giải

- Cấu trúc và đặc tính hóa lí của nước: Phân tử nước được cấu tạo từ một nguyên tử ôxi kết hợp với 2 nguyên tử hiđrô bằng các liên kết cộng hóa trị.

- Phân tử nước được cấu tạo từ một nguyên tử ôxi kết hợp với 2 nguyên tử hiđrô bằng các liên kết cộng hóa trị. Do đôi êlectron trong mối liên kết bị kéo lệch về phía ôxi nên phân tử nước có hai đầu tích điện trái dấu nhau làm cho phân tử nước có tính phân cực. Do phân cực nên phân tử nước này hút phân tử nước kia (qua liên kết hiđrô) và hút các phân tử phân cực khác tạo cho nước có vai trò đặc biệt quan trọng đối với sự sống

- Vai trò của nước: Các phân tử nước trong tế bào tồn tại ở dạng tự do hoặc ở dạng liên kết. Vì vậy, nước vừa là thành phần cấu tạo vừa là dung môi hòa tan nhiều chất cần thiết cho các hoạt động sống của tế bào, đồng thời nước còn là môi trường của các phản ứng sinh hóa. Nước chiếm tỉ lệ rất lớn trong tế bào. Nếu không có nước tế bào sẽ không thể tiến hành chuyển hóa vật chất để duy trì sự sống.

Đặc tính quan trọng nhất của phân tử nước đối với tế bào sống là

A. tính dẫn nhiệt.

B. tính phân cực.

C. tỉnh dẫn điện.

D. tính hoà tan chất khác.

Phương pháp giải

- Đặc tính quan trọng nhất của phân tử nước đối với tế bào sống là tính phân cực.

Hướng dẫn giải

• Chọn B.

Nước khộng có tính chất nào sau đây?

A. ở trạng thái rắn thì co lại.

B. Tính hoà tan tốt (dung môi tốt).

C. Nhiệt dung riêng cao.

D. Không cháy, không mùi.

Phương pháp giải

- Nước không có tính chất co lại ở trạng thái rắn.

Hướng dẫn giải

• Chọn A.

Trong cợ thể sống, các nguyên tố phổ biến là

A. C, H, O, N, P, Ca.

B. C, H, N, Ca, K, S.

C. O, N, C, Cl, MG, S.

D. C, H, O, Ca, K, P.

Phương pháp giải

- Trong cợ thể sống, các nguyên tố phổ biến là C, H, O, N, P, Ca.

Hướng dẫn giải

• Chọn A.

Các nguyên tố C, H, O được coi là nguyên tố sinh học phổ biến vì

A. cấu tạo nên mọi vật chất sống.

B. không kết hợp với nhau và với nhiều nguyên tố khác,

C. có tính chất lí hoá phù hợp với thế giới sống.

D. chiếm tỉ lệ nhiều nhất trong cơ thể sống.

Phương pháp giải

- Các nguyên tố C, H, O được coi là nguyên tố sinh học phổ biến vì chiếm tỉ lệ nhiều nhất trong cơ thể sống.

Hướng dẫn giải

• Chọn D.

Đặc điểm của nguyên tố vi lượng là

A. có vai trò khác nhau đối với từng loại sinh vật.

B. tham gia vào thành phần của các enzim.

C. chiếm tỉ lệ rất nhỏ trong tế bào.

D. cả A, B, C.

Phương pháp giải

- Đặc điểm của nguyên tố vi lượng là có vai trò khác nhau đối với từng loại sinh vật, tham gia vào thành phần của các enzim, chiếm tỉ lệ rất nhỏ trong tế bào.

Hướng dẫn giải

• Chọn D.

Nói về vai trò đối với cơ thể sống của các nguyên tố đại lượng và nguyên tố vi lượng, ý nào sau đây sai?

A. Nhiều nguyên tố đại lượng tham giạ cấu tạo nên các đại phân tử hữu cơ.

B. Các nguyên tố vi lượng thường tham gia cấu tạo nên enzim, vitamin.

C. Nguyên tố vi lượng có khối lượng nhỏ hơn 0,01% và không có vai trò quan trọng với cơ thể sống.

D. Có một số nguyên tố đại lượng không tham gia cấu tạo nên các đại phân tử hữu cơ.

Phương pháp giải

- Nguyên tố vi lượng có khối lượng nhỏ hơn 0,01% và có vai trò quan trọng với cơ thể sống.

Hướng dẫn giải

• Chọn C.

Trong các nguyên tố sau đây có trọng cơ thể người, những nguyên tố nào là nguyên tố vi lượng?

A. Fe, Cl, I

B. Na, I, Cu.

C. Cu, Fe, I.

D. Mg, Na, Cl.

Phương pháp giải

- Những nguyên tố vi lượng là Cu, Fe, I.

Hướng dẫn giải

• Chọn C.

Các nguyên tố vi lượng thường cần một lượng rất nhỏ đối với thực vật vì

A. phần lớn chúng đã có trong các hợp chất của thực vật.

B. chức năng chính của chúng là hoạt hoá các enzim.

C. chúng đóng vai trò thứ yếu đối với thực vật.

D. chúng chỉ cần cho thực vật ở một vài giai đoạn sinh trưởng nhất định.

Phương pháp giải

- Các nguyên tố vi lượng thường cần một lượng rất nhỏ đối với thực vật vì chức năng chính của chúng là hoạt hoá các enzim.

Hướng dẫn giải

• Chọn B.

Trong các nguyên tố sau, nguyên tố chiếm hàm lượng nhỏ nhất trong cơ thể người là

A. nitơ.

B. cacbon.

C. hiđrô.

D. phôtpho.

Phương pháp giải

- Nguyên tố chiếm hàm lượng nhỏ nhất trong cơ thể người là phôtpho.

Hướng dẫn giải

• Chọn D.

Vai trò nào dưới đây không phải là của nước trong tế bào?

A. Là dung môi hoà tan các chất.

B. Là môi trường diễn ra phản ứng sinh hoá.

C. Đảm bảo sự ổn định nhiệt.

D. Là nguồn dự trữ năng lượng.

Phương pháp giải

- Nước không phải là nguồn dự trữ năng lượng.

Hướng dẫn giải

• Chọn D.

Nước là dung môi hoà tan nhiều chất trong cơ thể sống vì chúng có

A. nhiệt dung riêng cao.

B. lực gắn kết.

C. nhiệt bay hơi cao.

D. tính phân cực.

Phương pháp giải

- Nước là dung môi hoà tan nhiều chất trong cơ thể sống vì chúng có tính phân cực.

Hướng dẫn giải

• Chọn D.

Ôxi và hiđrô trong phân tử nước kết hợp với nhau bằng các liên kết

A. tĩnh điện.

B. cộng hoá trị

C. hiđrô.

D. este.

Phương pháp giải

- Ôxi và hiđrô trong phân tử nước kết hợp với nhau bằng các liên kết cộng hoá trị.

Hướng dẫn giải

• Chọn B.

Nước có tính phân cực do

A. cấu tạo từ ôxi và hiđrô.

B. electron của hiđrô yếu.

C. 2 đầu có tích điện trái dấu.

D. các liên kết hiđrô luôn bền vững.

Phương pháp giải

- Nước có tính phân cực do 2 đầu có tích điện trái dấu.

Hướng dẫn giải

• Chọn C.

Để nước biến thành hơi phải cần năng lượng

A. bẻ gãy liên kết hiđrô giữa các phân tử nước.

B. bẻ gãy các liên kết ion giữa các nguyên tử trong phân tử nước.

C. bẻ gãy liên kết đồng hoá trị của các phân tử nước.

D. cao hơn nhiệt dung riêng của nước.

Phương pháp giải

- Để nước biến thành hơi phải cần năng lượng bẻ gãy liên kết hiđrô giữa các phân tử nước.

Hướng dẫn giải

• Chọn A.