Bài 5: Các nguyên tố hóa học và nước

  Khi bị tiêu chảy kéo dài, nước và các nguyên tố khoáng trong cơ thể sẽ bị thiếu hụt, do đó cần cung cấp thật nhiều nước và các chất điện giải để bù lại lượng nước và chất khoáng bị thiếu hụt đó.

Các nguyên tố được tìm thấy trong cơ thể sinh vật:

- Nhóm nguyên tố đa lượng: O, C, H, N, Ca, P, K, S, Na, Cl, Mg,...

- Nhóm nguyên tố vi lượng: Fe, I, Mo, Zn, Cu,...

   Nguyên tử carbon có bốn electron ở lớp ngoài cùng (có hoá trị bốn) nên có thể cho đi hoặc thu về bốn electron để có đủ tám electron ở lớp ngoài cùng, do đó, nó có thể hình thành liên kết với các nguyên tử khác (C, H, O, N, P, S). Nhờ đặc điểm này, carbon có thể hình thành các mạch carbon với cấu trúc khác nhau, là cơ sở hình thành vô số hợp chất hữu cơ.

Mg là nguyên tố cấu tạo nên diệp lục, do đó nếu thiếu Mg, thực vật sẽ không có diệp lục hấp thụ ánh sáng mặt trời để thực hiện quá trình quang hợp, nên thực vật không tạo ra các chất hữu cơ phục vụ cho quá trình sống của chúng.

Các nguyên tố vi lượng chiếm một tỉ lệ rất nhỏ nhưng không thể thiếu vì chúng là thành phần cấu tạo nên hầu hết các enzyme, hoạt hóa enzyme và nhiều hợp chất hữu cơ tham gia vào các hoạt động sống của cơ thể (hormone, vitamin, hemoglobin,...).

   Việc thay đổi các món ăn sẽ giúp chúng ta được cung cấp đầy đủ các nguyên tố đa lượng và vi lượng tham gia vào các hoạt động sống của cơ thể. Do đó,  các nhà dinh dưỡng học đưa ra lời khuyên rằng: “Nên thường xuyên thay đổi món ăn giữa các bữa ăn và trong một bữa nên ăn nhiều món".

Trong phân tử nước, đầu oxygen mang điện tích âm và đầu hydrogen mang điện tích dương do oxygen có khả năng hút electron mạnh hơn nên cặp electron dùng chung có xu hướng lệch về phía oxygen. Điều này đã tạo nên tính phân cực của phân tử nước.

Nhờ có tính phân cực mà các phân tử nước có thể liên kết với nhau hoặc liên kết với các phân tử phân cực khác bằng liên kết hydrogen.

Do có tính phân cực mà các phân tử nước có thể liên kết với nhau và liên kết với các phân tử phân cực khác, nhờ đó, nước trở thành dung môi hoà tan nhiều chất.

Nước có thể hấp thụ nhiệt từ không khí khi quá nóng hoặc thải nhiệt dự trữ khi quá lạnh, nhờ đó mà nước tham gia điều hoà nhiệt độ môi trường và cơ thể sinh vật.

Ví dụ: Khi nhiệt độ không khí tăng, các tế bào khí khổng tăng thải H2O để điều hòa nhiệt độ không khí xung quanh thực vật.

Khi trời chuyển lạnh, lỗ chân lông thu nhỏ lại, làm các tế bào da giảm thoát nước để giữ ấm cho cơ thể.

 Khi bón phân cho cây trồng cần phải kết hợp với việc tưới nước để làm hòa tan phân bón, giúp rễ dễ hấp thu hơn, đồng thời cung cấp một lượng nước cho thực vật.

Phần lớn các loại thuốc chữa bệnh thường được sản xuất dưới dạng muối để giúp chúng ta hấp thu được nhiều loại nguyên tố hóa học cần thiết, và dạng muối dễ dàng tan trong nước, do đó sẽ giúp cơ thể dễ hấp thụ hơn.

Tác hại khi cơ thể con người bị thiếu sắt, iod và calcium:

- Khi bị thiếu sắt: Thiếu máu, hệ miễn dịch dễ bị suy yếu, trao đổi chất kém, giảm trí nhớ, gây ra các bệnh về huyết áp. Đối với phụ nữ mang thai có thể bị sảy thai.

- Khi thiếu iod: Gây bệnh bướu cổ: Trí tuệ kém phát triển, giao tiếp kém, trao đổi chất kém, mệt mỏi,...

- Khi thiếu calcium: gây ra các bệnh về xương như còi xương, loãng xương,...; ảnh hưởng đến hoạt động của hệ thần kinh, rối loạn giấc ngủ, co giật cơ; giảm chức năng của hệ miễn dịch,...

- Tiến trình nghiên cứu:

+ Quan sát: Khi để rau, củ trong ngăn đá tủ lạnh, rau, củ trở nên cứng hơn do các phân tử nước liên kết chặt chẽ hơn để tạo thành tinh thể đá.

+ Xây dựng giả thuyết: Do sự phá vỡ liên kết hidro một các đột ngột dẫn đến các tế bào rau, củ bị vỡ.

+ Thiết kế và tiến hành thí nghiệm: Quan sát dưới kính hiển vi hai mẫu tiêu bản tế bào rau, củ đông đá và rau, củ đã đưa ra bên ngoài từ ngăn đá tủ lạnh.

+ Kết quả nghiên cứu: Tiêu bản tế bào rau, củ đông đá có các tế bào nguyên vẹn. Tiêu bản tế bào rau, củ sau khi đem ra ngoài: các tế bào bị phá vỡ cấu trúc.

- Kết luận: Khi để rau, củ trong ngăn đá tủ lạnh sau đó lấy ra ngoài thì sẽ phá vỡ liên kết hydro làm tăng thể tích nước trong các tế bào, dẫn đến chèn ép lên các bào quan, phá vỡ cấu trúc tế bào và làm rau, củ nhanh bị hỏng.