Bài giảng Sinh đại cương 1: Chương 3 - Nước và sự sống

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:30

Thêm vào BST

Báo xấu

3
lượt xem 0
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Sinh đại cương 1" Chương 3 - Nước và sự sống, được biên soạn gồm các nội dung chính sau: Nước là cái nôi của sự sống; Cấu trúc phân tử và đặc tính hóa học của nước; Bốn đặc tính vật lý của nước thiết yếu cho sự sống; Nước góp phần sắp xếp các phân tử vô cực;...Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Sinh đại cương 1: Chương 3 - Nước và sự sống

Chương 3. Nước và sự sống 1. Nước là cái nôi của sự sống 2. Cấu trúc phân tử và đặc tính hóa học của nước 3. Bốn đặc tính vật lý của nước thiết yếu cho sự sống 4. Nước góp phần sắp xếp các phân tử vô cực
1.  Nước là cái nôi của sự sống Vì sao nước được xem là cái nôi của sự sống? •  Sự sống tiến hóa trong nước trong vòng 2 tỉ năm trước khi vào đất liền; nước là môi trường cho phép các phân tử khác di chuyển và tương tác với nhau. •  Khoảng 2/3 cơ thể sinh vật chứa nước, sinh vật cần nước để phát triển bình thường.
2. Cấu trúc phân tử và đặc tính hóa học của nước Molecular formula: H2O Structural formula: H - O - H Cấu trúc của phân tử nước thường được trình bày theo ba mô hình: Bohr, “không gian” và “ball-and-tick”
• Mô hình Bohr Cầu nối cộng hóa trị đơn Phân tử nước bền, vì phù hợp với quy tắc bộ tám (octet rule), và không có điện tử nào không bắt cặp.
• Mô hình không gian (space-filling model, calotte model) chỉ cấu trúc ba chiều của phân tử. Nguyên tử: hình cầu, có màu sắc và kích thước riêng; tâm hình cầu tương ứng với nhân nguyên tử
• Mô hình “ball-and-stick” (phát triển từ mô hình lấp đầy không gian) cho thấy vị trí không gian của các nguyên tử (quả bóng, khối cầu) và các cầu nối (cây gậy, que).
Điện tích một phần“δ” (delta) rất yếu so với điện tích đầy đủ của một ion. Tính âm điện lớn hơn của O và 2 cầu nối tạo góc 105o → Phân tử nước hữu cực có các đầu mang δ: 2 δ- ở gần O và 1 δ+ trên mỗi H.
Giải thích góc 1050 (104,50): sự sắp xếp bền nhất của các δ theo một tứ diện: 2 δ- và 2 δ+ cách đều nhau.
Tóm lại, các đầu phân biệt của phân tử nước hữu cực được so sánh với hai cực của một nam châm, và đặc tính hóa học nổi bật của phân tử nước là các δ- và δ+ giữa hai phân tử hút nhau, tạo nên cầu nối hydrogen và dẫn tới các đặc tính vật lý của nước thiết yếu cho sự sống.
3. Bốn đặc tính vật lý của nước thiết yếu cho sự sống (1) Tính kết (cohesion) và bám (adhesion) Kết → lực hút giữa các phân tử nước Bám → lực hút giữa nước với các phân tử khác
Tính kết do các cầu nối hydrogen giữ các phân tử nước bên nhau (lực kết). δ+ của phân tử này bị hút bởi δ- của phân tử khác, và ngược lại, tạo nên cầu nối hydrogen → nước là “phân tử” khổng lồ.
Do lực kết, các phân tử ở bề mặt (không có phân tử nào phía trên) hút mạnh nhau, tạo nên sức căng bề mặt.
Vài thí dụ về sức căng bề mặt:
Nước có thể bám vào bất kỳ chất nào mà nước có thể tạo cầu nối hydrogen. → Các chất chứa các phân tử hữu cực bị ướt khi gặp nước, trong khi các chất được tạo bởi các phân tử vô cực (như dầu) thì không.
Lực bám giữa các phân tử nước vào thành của một ống thủy tinh (lớn hơn các lực kết) tạo nên hiện tượng mao dẫn. Ống càng hẹp, lục tĩnh điện giữa nước và thủy tinh càng lớn, nước càng dâng cao hơn.
(2) Tỉ nhiệt và nhiệt bốc hơi cao (hai đặc tính giúp điều hòa nhiệt độ của sinh vật và môi trường ) Tỉ nhiệt (specific heat): lượng nhiệt thu vào hay mất đi bởi 1 g chất để làm nhiệt độ của chất ấy thay đổi 1 0C). Tỉ nhiệt của nước cao vì nước chứa vô số cầu nối hydrogen rất yếu và tạm thời, hơn nữa thường xuyên vỡ ra khi thu nhiệt và tái lập khi phóng thích nhiệt.
Sự bốc hơi nước cần thu năng lượng để phá vỡ cầu nối hydrogen. Nhiệt bốc hơi (heat of vaporization) của nước cao: cần 586 cal để 1 g nước lỏng thành hơi ở 250C. Sự bốc hơi nước làm cho các phân tử nóng hơn “nhảy” nhanh ra khỏi bề mặt, để lại các phân tử mát hơn bên dưới → ổn nhiệt trong các ao hồ. Sự thoát hơi nước (ở lá) hay đổ mồ hôi → làm mát lá hay bề mặt cơ thể.