Sinh học

Tinh bột là chất dữ trữ năng lượng ở các loài thực vật. Do đó, để lấy tinh bột từ thực vật, con người thường ăn các bộ phận là cơ quan dự trữ của thực vật như rễ, củ, hạt, quả,…

- Đặc điểm cấu trúc của carbohydrate:

+ Là hợp chất hữu cơ được cấu tạo từ ba nguyên tố là C, H, O với tỉ lệ 1 : 2 : 1 và công thức cấu tạo chung là Cn(H2O)m.

+ Được cấu tạo theo nguyên tắc đa phân với đơn phân chủ yếu là glucose, fructose và galactose.

+ Dựa theo số lượng đơn phân trong phân tử mà người ta chia carbohydrate thành 3 loại: Đường đơn, đường đôi và đường đa

- Chức năng của carbohydrate:

+ Là nguồn năng lượng sử dụng và dự trữ của tế bào và cơ thể. Ví dụ: đường glucose, lactose,… là nguồn dự trữ năng lượng ngắn hạn. Tinh bột là nguồn năng lượng dự trữ trong cây, glycogen là năng lượng dự trữ trong cơ thể động vật và một số loài nấm.

+Cấu tạo nên các phân tử sinh học khác, tế bào và các bộ phận của cơ thể. Ví dụ: cellulose cấu tạo nên thành tế bào thực vật; chitin cấu tạo nên thành tế bào nấm và bộ xương ngoài của nhiều loài côn trùng, giáp xác; carbohydrate liên kết với protein tạo nên các phân tử glycoprotein là thành phần cấu tạo nên các cấu trúc khác nhau của tế bào;…

Đặc điểm chung của các phân tử sinh học:

- Có kích thước và khối lượng phân tử lớn.

- Thường được cấu tạo theo nguyên tắc đa phân gồm nhiều đơn phân hợp thành nên được gọi là các polymer.

- Thành phần hóa học chủ yếu của các phân tử sinh học là các nguyên tử carbon và các nguyên tử hydrogen, chúng liên kết với nhau hình thành nên bộ khung hydrogen đa dạng. Bộ khung hydrogen có khả năng liên kết với các nhóm chức khác nhau tạo ra một số hợp chất với các đặc tính khác nhau.

Khái niệm phân tử sinh học: Phân tử sinh học là những phân tử hữu cơ được tổng hợp và tồn tại trong các tế bào sống. Các phân tử sinh học chính bao gồm protein, lipid, carbohydrate, nucleic acid.

Để giảm thiểu nguy cơ thừa cân, béo phì thì cần phải cân bằng giữa lượng năng lượng hấp thụ và lượng năng lượng sử dụng bằng cách:

- Điều chỉnh lối sống và ăn uống cụ thể sử dụng lượng tinh bột, protein, lipid, chất béo một cách phù hợp.

- Thực hiện vận động cơ thể thường xuyên (tập thể dục vừa sức, lao động vừa sức) để có được một cơ thể khỏe mạnh.

- Nước có vai trò quan trọng đối với sự sống của tế bào và cơ thể:

+ Nước là thành phần chủ yếu cấu tạo nên tế bào và cơ thể.

+ Nhờ có tính phân cực nên nước có khả năng hòa tan nhiều chất cần thiết cho hoạt động sống của tế bào.

+ Nước là nguyên liệu và môi trường của nhiều phản ứng sinh hóa diễn ra trong tế bào.

+ Nước góp phần định hình cấu trúc không gian của nhiều phân tử hữu cơ trong tế bào, đảm bảo cho chúng thực hiện các chức năng sinh học, góp phần điều hòa nhiệt độ tế bào và cơ thể.

- Ngoài ra, theo lịch sử phát sinh và phát triển của sự sống trên Trái Đất, nước là môi trường sống ban đầu của mọi sự sống trên một hành tinh.

→ Như vậy, có thể thấy rằng nước là yếu tố rất cần thiết cho sự sống. Bởi vậy, khi tìm kiếm sự sống trong vũ trụ, các nhà thiên văn học lại tìm kiếm ở những hành tinh có dấu vết của nước

Mọi sinh vật đều có thành phần các nguyên tố hóa học trong tế bào về cơ bản giống nhau cho thấy các loài sinh vật trên Trái Đất đều có chung nguồn gốc tổ tiên (sinh vật tổ tiên).

Nguồn carbon cung cấp cho tế bào trong cơ thể chúng ta được lấy từ các chất dinh dưỡng có trong các loại thức ăn như carbohydrate, lipid, protein và nucleic acid. Khi thức ăn được đưa vào trong cơ thể, thức ăn sẽ được phân giải để trở thành các chất dinh dưỡng đơn giản rồi được hấp thụ vào máu đưa đến các tế bào. Ở các tế bào, sẽ diễn ra hàng loạt các phản ứng sinh hóa để sử dụng nguồn carbon và các chất khác trong các chất dinh dưỡng này để tổng hợp nên các chất đặc trưng cho cơ thể.

Hằng ngày chúng ta cần phải uống đủ nước là vì:

- Nước có vai trò quan trọng đối với cấu tạo và sự hoạt động chức năng của cơ thể. Cơ thể luôn phải duy trì một mức cân bằng nước ổn định, nếu thiếu nước cơ thể không thể hoạt động sống bình thường.

- Trong khi đó, lượng nước khi lấy vào cơ thể sẽ được tế bào sử dụng hoặc đào thải ra ngoài bởi các hoạt động bài tiết qua nước tiểu, phân, mồ hôi,… dẫn đến tình trạng thiếu hụt nước trong cơ thể. Bởi vậy, để đảm bảo cân bằng nước ổn định, chúng ta cần uống đủ nước mỗi ngày.

Nước có có trò đặc biệt quan trọng đối với tế bào:

- Nước là thành phần chủ yếu cấu tạo nên tế bào và cơ thể.

- Nhờ có tính phân cực nên nước có khả năng hòa tan nhiều chất cần thiết cho hoạt động sống của tế bào.

- Nước là nguyên liệu và môi trường của nhiều phản ứng sinh hóa diễn ra trong tế bào.

- Nước góp phần định hình cấu trúc không gian của nhiều phân tử hữu cơ trong tế bào, đảm bảo cho chúng thực hiện các chức năng sinh học, góp phần điều hòa nhiệt độ tế bào và cơ thể.

- Cấu trúc hóa học của nước: Mỗi phân tử nước có một nguyên tử oxygen liên kết với hai nguyên tử hydrogen bằng liên kết cộng hóa trị. Nguyên tử oxygen có khả năng hút điện nhiều hơn so với hydrogen. Do vậy, trong phân tử nước, nguyên tử hydrogen sẽ tích điện (+), còn oxygen tích điện (-) tạo cho nước có tính phân cực.

- Cấu trúc hóa học của nước quy định các tính chất vật lí sau:

+ Sức căng bề mặt lớn: Nhờ tính phân cực, các phân tử nước có thể liên kết với nhau bằng liên kết hydrogen nên các phân tử nước ở nơi bề mặt tiếp xúc với không khí liên kết chặt với nhau tạo nên sức căng bề mặt.

+ Nhiệt dung riêng cao: Các phân tử nước liên kết với nhau bằng rất nhiều liên kết hydrogen nên phải cung cấp một lượng nhiệt lớn mới có thể làm tăng nhiệt độ của nước.

Các phân tử có cùng số lượng nguyên tử carbon nhưng lại có đặc tính hóa học khác nhau là vì:

- Nguyên tử carbon có 4 electron hóa trị ở vòng ngoài nên có thể tạo nên bốn liên kết cộng hóa trị với các nguyên tử carbon khác → Có cùng số nguyên tử carbon cũng có thể hình thành nên bộ khung carbon đa dạng về cấu hình không gian.

- Bộ khung carbon liên kết với các nguyên tử hydrogen tạo khung hydrocarbon đa dạng như dạng mạch thẳng hoặc mạch vòng, phân nhánh hoặc không phân nhánh. Từ bộ khung hydrocarbon liên kết với các nhóm chức khác nhau tạo nên các hợp chất hữu cơ đa dạng.

- Ngoài ra, nguyên tử carbon linh hoạt có thể tạo nên các phân tử có cấu trúc và tính chất khác nhau từ cùng một số lượng nguyên tử (cùng công thức hóa học).