I. LÝ THUYẾT TRỌNG TÂM

1. Thành phần hoá học, cấu trúc và tính chất của nước

Mỗi phân tử nước ($H_2O$) được tạo thành từ một nguyên tử oxygen (O) liên kết với hai nguyên tử hydrogen (H) bằng liên kết cộng hoá trị.

Trong liên kết cộng hoá trị, cặp electron chung bị lệch về phía nguyên tử oxygen, khiến:

• Đầu mang nguyên tử oxygen tích điện âm.
• Đầu mang nguyên tử hydrogen tích điện dương.

Đặc điểm này tạo nên tính phân cực của phân tử nước. Nhờ tính phân cực, các phân tử nước có khả năng hút lẫn nhau và hút các phân tử phân cực khác, giúp nước trở thành dung môi hoà tan được nhiều chất.

Lưu ý: Phân tử nước gồm một nguyên tử oxygen liên kết với hai nguyên tử hydrogen (không phải hai nguyên tử oxygen liên kết với một nguyên tử hydrogen).

2. Vai trò của nước đối với sinh vật

Nước đóng vai trò vô cùng quan trọng đối với mọi sinh vật:

a) Thành phần cấu tạo chủ yếu của tế bào và cơ thể

Nước chiếm tỉ lệ lớn trong cơ thể sinh vật. Ở người, nước chiếm khoảng 70% khối lượng cơ thể. Ở một số loài thực vật và động vật sống dưới nước như sứa biển, nước có thể chiếm đến hơn 90 – 95% khối lượng cơ thể.

b) Dung môi hoà tan nhiều chất

Nhờ tính phân cực, nước hoà tan được nhiều chất cần thiết cho cơ thể, giúp các phản ứng hoá học trong tế bào diễn ra thuận lợi.

c) Vận chuyển các chất dinh dưỡng

Nước là phương tiện giúp vận chuyển các chất dinh dưỡng đi khắp cơ thể, từ nơi hấp thụ đến các tế bào cần sử dụng.

d) Nguyên liệu và môi trường cho các quá trình sống

Nước là nguyên liệu trực tiếp tham gia nhiều quá trình sống quan trọng: quá trình quang hợp ở thực vật (tổng hợp chất hữu cơ), quá trình tiêu hoá và hấp thụ thức ăn ở động vật.

e) Điều hoà nhiệt độ cơ thể

Nước giúp duy trì và điều hoà thân nhiệt ổn định cho cơ thể sinh vật.

Khi sinh vật bị thiếu nước: Các quá trình sống cơ bản sẽ bị rối loạn do thiếu nguyên liệu và môi trường cho các phản ứng hoá học. Nếu thiếu nước kéo dài, cơ thể không duy trì được các hoạt động sống và có thể chết. Ở người, mất khoảng 12 – 20% lượng nước cơ thể có thể dẫn đến tử vong.

Lưu ý quan trọng: Nước không cung cấp năng lượng cho các hoạt động sống. Năng lượng được cung cấp bởi các chất dinh dưỡng (carbohydrate, lipid, protein), không phải nước. Đây là điểm hay bị nhầm lẫn.

3. Vai trò của chất dinh dưỡng đối với sinh vật

Chất dinh dưỡng có vai trò cung cấp nguyên liệu và năng lượng cho các quá trình sống của cơ thể. Nhu cầu dinh dưỡng khác nhau ở từng loài và từng giai đoạn phát triển. Việc thiếu hoặc thừa chất dinh dưỡng đều khiến cơ thể sinh trưởng và phát triển không bình thường.

a) Vai trò của chất dinh dưỡng đối với thực vật

Ở thực vật, chất dinh dưỡng chính là các chất khoáng, được rễ hấp thụ chủ yếu từ đất. Các nguyên tố khoáng quan trọng gồm: N (nitrogen), P (phosphorus), K (potassium), S (sulfur), B (boron), Mo (molybdenum),…

Trong đó, nitrogen (N) có vai trò đặc biệt quan trọng vì đây là nguyên tố cần thiết để thực vật tổng hợp protein và diệp lục (chất giúp lá có màu xanh và tham gia quang hợp).

Một số chất khoáng vi lượng như Cu, Mo, B,… cây chỉ cần một lượng rất nhỏ nhưng không thể thiếu vì chúng tham gia điều tiết quá trình trao đổi chất.

Biểu hiện khi cây thiếu chất khoáng: cây sinh trưởng chậm, lá bị vàng, xoăn, rụng sớm, quả nhỏ,…

Để cây trồng phát triển tốt và cho năng suất cao, người ta bổ sung chất dinh dưỡng bằng cách bón phân: phân đạm (chứa N), phân lân (chứa P), phân kali (chứa K),…

Trong trồng trọt, người ta thường trồng luân canh (thay đổi các loài cây khác nhau trên cùng một thửa đất ở các mùa vụ khác nhau) để tránh làm cạn kiệt một loại chất khoáng nhất định trong đất, giúp đất phục hồi dinh dưỡng.

b) Vai trò của chất dinh dưỡng đối với động vật

Ở động vật, chất dinh dưỡng được chia thành các nhóm chính. Dựa vào năng lượng chứa trong đó, chất dinh dưỡng chia thành 2 nhóm: nhóm cung cấp năng lượng (protein, carbohydrate, lipid) và nhóm không cung cấp năng lượng (vitamin và chất khoáng).

Bảng tổng hợp vai trò các nhóm chất dinh dưỡng ở động vật:

Lưu ý: Vitamin và chất khoáng không có vai trò cung cấp hay dự trữ năng lượng. Vai trò chính của chúng là tham gia cấu tạo enzyme, xương, răng và điều tiết các hoạt động trao đổi chất.

Khi thiếu chất dinh dưỡng kéo dài: cơ thể dễ bị còi xương, suy dinh dưỡng, ảnh hưởng lớn đến sự phát triển, đặc biệt ở trẻ em.

Khi thừa chất dinh dưỡng: dễ gây thừa cân, béo phì, là nguyên nhân của nhiều bệnh nguy hiểm như tim mạch, tiểu đường,…

Để khắc phục, cần xây dựng khẩu phần ăn hợp lí, cân bằng các nhóm chất dinh dưỡng, đa dạng loại thức ăn.

II. PHƯƠNG PHÁP GIẢI CÁC DẠNG BÀI TẬP

Dạng 1: Câu hỏi về cấu trúc, tính chất của nước và vai trò của nước

Phương pháp chung:

Ghi nhớ các điểm then chốt:

• Phân tử nước: 1 nguyên tử O + 2 nguyên tử H, liên kết cộng hoá trị.
• Tính phân cực → nước là dung môi tốt.
• Vai trò: cấu tạo tế bào, vận chuyển chất, nguyên liệu cho quá trình sống, điều hoà nhiệt độ.
• Nước KHÔNG cung cấp năng lượng.
• Thiếu nước → rối loạn quá trình sống → có thể chết.

Ví dụ 1

Đề bài: Điều nào sau đây không đúng khi nói về cấu trúc và tính chất của nước?

A. Là chất lỏng trong suốt, không màu, không mùi. B. Sôi ở 100°C và đông đặc ở 0°C. C. Do có tính phân cực, nước là dung môi hòa tan nhiều chất. D. Mỗi phân tử nước gồm hai nguyên tử oxygen liên kết với 1 nguyên tử hydrogen.

Lời giải:

Xét từng đáp án:

• A: Nước là chất lỏng trong suốt, không màu, không mùi → đúng.
• B: Nước sôi ở 100°C (ở áp suất 1 atm) và đông đặc ở 0°C → đúng.
• C: Nhờ tính phân cực, nước hoà tan được nhiều chất → đúng.
• D: Phân tử nước gồm một nguyên tử oxygen liên kết với hai nguyên tử hydrogen (không phải ngược lại) → sai.

Đáp án: D

Ví dụ 2

Đề bài: Phát biểu nào sau đây không đúng khi nói về vai trò của nước?

A. Nước tham gia vào quá trình chuyển hóa vật chất. B. Nước là thành phần cấu trúc tế bào. C. Nước cung cấp năng lượng cho các hoạt động sống. D. Nước giúp duy trì nhiệt độ bình thường của cơ thể.

Lời giải:

• A: Nước là nguyên liệu và môi trường cho nhiều quá trình chuyển hoá → đúng.
• B: Nước là thành phần chủ yếu cấu tạo nên tế bào → đúng.
• C: Nước không cung cấp năng lượng. Năng lượng do các chất dinh dưỡng (carbohydrate, lipid, protein) cung cấp → sai.
• D: Nước góp phần điều hoà nhiệt độ cơ thể → đúng.

Đáp án: C

Ví dụ 3

Đề bài: Khi bị nôn, sốt cao hoặc tiêu chảy, cơ thể bị mất rất nhiều nước. Trong trường hợp đó, em cần làm gì?

Lời giải:

Khi bị nôn, sốt cao hoặc tiêu chảy, cơ thể mất một lượng lớn nước và các chất điện giải (muối khoáng). Nếu không bổ sung kịp thời, cơ thể sẽ bị mất nước nghiêm trọng, gây rối loạn các quá trình sống và nguy hiểm đến tính mạng.

Cách xử lí: Cần nhanh chóng bổ sung nước cho cơ thể bằng cách uống dung dịch bù nước điện giải (oresol), uống nước ấm thường xuyên từng ngụm nhỏ. Trong trường hợp nặng, cần đến cơ sở y tế để được truyền nước qua đường tĩnh mạch.

Dạng 2: Câu hỏi về vai trò của các nhóm chất dinh dưỡng

Phương pháp chung:

Phân biệt rõ vai trò đặc trưng của từng nhóm chất:

• Protein: cấu tạo tế bào, hỗ trợ trao đổi chất.
• Carbohydrate: nguồn năng lượng chủ yếu.
• Lipid: dự trữ năng lượng, chống mất nhiệt, hoà tan vitamin.
• Vitamin và khoáng chất: tham gia cấu tạo enzyme, xương, răng; điều tiết trao đổi chất. KHÔNG cung cấp hay dự trữ năng lượng.

Ở thực vật: chất dinh dưỡng = các chất khoáng (N, P, K,…).

Ví dụ 1

Đề bài: Vai trò của Lipid là gì?

A. Dự trữ năng lượng B. Chống mất nhiệt C. Là dung môi hòa tan một số vitamin giúp cơ thể hấp thụ được D. Cả A, B và C

Lời giải:

Lipid (chất béo) có nhiều vai trò trong cơ thể:

• Dự trữ năng lượng cho cơ thể sử dụng khi cần → A đúng.
• Lớp mỡ dưới da giúp chống mất nhiệt, giữ ấm cơ thể → B đúng.
• Lipid là dung môi hoà tan được một số loại vitamin (A, D, E, K), giúp cơ thể hấp thụ các vitamin này → C đúng.

Cả ba đáp án đều đúng.

Đáp án: D. Cả A, B và C

Ví dụ 2

Đề bài: Vai trò nào dưới đây không là vai trò của vitamin?

A. Là thành phần thiết yếu cấu tạo tế bào. B. Tham gia vào quá trình trao đổi chất. C. Bảo vệ tế bào và cơ thể. D. Cung cấp và dự trữ năng lượng.

Lời giải:

Vitamin có vai trò tham gia cấu tạo enzyme, tham gia trao đổi chất và bảo vệ cơ thể. Tuy nhiên, vitamin không có chức năng cung cấp hay dự trữ năng lượng. Chức năng cung cấp năng lượng thuộc về carbohydrate và lipid.

Đáp án: D. Cung cấp và dự trữ năng lượng

Ví dụ 3

Đề bài: Khi một người được cung cấp thiếu hoặc thừa nhiều chất dinh dưỡng hơn nhu cầu cơ thể cần, có thể xảy ra hiện tượng gì? Theo em, cần làm gì để khắc phục?

Lời giải:

Khi cơ thể thiếu chất dinh dưỡng trong thời gian dài: dễ bị còi xương, suy dinh dưỡng, sức đề kháng giảm, ảnh hưởng lớn đến sự phát triển thể chất và trí tuệ, đặc biệt nghiêm trọng ở trẻ em đang trong giai đoạn tăng trưởng.

Khi cơ thể thừa chất dinh dưỡng so với nhu cầu: năng lượng dư thừa được tích luỹ dưới dạng mỡ, dễ gây thừa cân, béo phì. Đây là nguyên nhân dẫn đến nhiều bệnh nguy hiểm như tim mạch, tiểu đường, huyết áp cao,…

Cách khắc phục: Cần xây dựng khẩu phần ăn hợp lí, cân bằng đầy đủ các nhóm chất dinh dưỡng (protein, carbohydrate, lipid, vitamin và khoáng chất), đa dạng loại thức ăn, phù hợp với lứa tuổi và điều kiện sức khoẻ.

Dạng 3: Vận dụng giải thích hiện tượng thực tế liên quan đến nước và dinh dưỡng

Phương pháp chung:

Dựa vào các kiến thức:

• Nước là thành phần chủ yếu của tế bào, thiếu nước → rối loạn quá trình sống.
• Cơ thể mất nước trong các trường hợp: vận động mạnh, nắng nóng, sốt cao, tiêu chảy, nôn.
• Nước giúp thải chất thải, hoà tan chất dinh dưỡng, điều hoà thân nhiệt.
• Chất dinh dưỡng ở thực vật = chất khoáng, thiếu → cây sinh trưởng kém.

Ví dụ 1

Đề bài: Tại sao khi bị táo bón, bác sĩ thường khuyên chúng ta uống nhiều nước?

A. Nước giúp bề mặt niêm mạc ẩm ướt.

B. Nước giúp thải các chất thải của cơ thể.

C. Nước cần cho não để tạo hormon.

D. Nước giúp điều chỉnh thân nhiệt.

Lời giải:

Khi bị táo bón, phân trong ruột bị khô cứng, khó di chuyển và khó thải ra ngoài. Uống nhiều nước giúp làm mềm phân và hỗ trợ quá trình đào thải chất cặn bã ra khỏi cơ thể dễ dàng hơn.

Đáp án: B. Nước giúp thải các chất thải của cơ thể

Ví dụ 2

Đề bài: Trong những trường hợp dưới đây, có bao nhiêu trường hợp cần được bổ sung nước kịp thời nếu không cơ thể sẽ gặp nguy hiểm?

(1) Chạy bộ đường dài. (2) Học tập. (3) Lao động dưới trời nắng nóng. (4) Sau khi ăn cơm. (5) Sốt cao. (6) Trước khi ngủ.

A. 6 B. 4 C. 5 D. 3

Lời giải:

Xét từng trường hợp:

• (1) Chạy bộ đường dài: cơ thể mất nhiều nước qua mồ hôi → cần bổ sung nước kịp thời.
• (2) Học tập: hoạt động bình thường, không mất nước nhiều → không cấp bách.
• (3) Lao động dưới trời nắng nóng: mất nước rất nhiều qua mồ hôi, dễ bị say nắng → cần bổ sung nước kịp thời.
• (4) Sau khi ăn cơm: bình thường, không nguy hiểm → không cấp bách.
• (5) Sốt cao: cơ thể mất nước nhanh → cần bổ sung nước kịp thời.
• (6) Trước khi ngủ: bình thường → không cấp bách.

Có 3 trường hợp cần bổ sung nước kịp thời: (1), (3), (5).

Đáp án: D. 3

Ví dụ 3

Đề bài: Điều gì sẽ xảy ra nếu cơ thể sinh vật bị thiếu nước kéo dài? Giải thích.

Lời giải:

Khi thiếu nước kéo dài, các quá trình chuyển hoá chất trong tế bào sẽ bị chậm lại và dần ngừng hoạt động, vì nước vừa là nguyên liệu vừa là môi trường cho các phản ứng hoá học xảy ra trong tế bào.

Thiếu nước, tế bào không thể thực hiện được các hoạt động sống cơ bản (trao đổi chất, vận chuyển chất dinh dưỡng, điều hoà nhiệt độ,…). Hậu quả là cơ thể không duy trì được sự sống và sẽ chết.

Ví dụ: Cây trồng thiếu nước lâu ngày sẽ bị héo, lá vàng úa, giảm sức sống và cuối cùng chết khô.

III. SƠ ĐỒ TƯ DUY

1. Nước

• 1.1. Cấu tạo: 1 nguyên tử O + 2 nguyên tử H, liên kết cộng hoá trị
• 1.2. Tính chất: phân cực → là dung môi hoà tan nhiều chất
• 1.3. Vai trò:
  • Thành phần cấu tạo chủ yếu của tế bào và cơ thể
  • Dung môi hoà tan nhiều chất
  • Vận chuyển chất dinh dưỡng
  • Nguyên liệu cho quang hợp, tiêu hoá
  • Điều hoà nhiệt độ cơ thể
• 1.4. Thiếu nước → rối loạn quá trình sống → có thể chết

2. Chất dinh dưỡng ở thực vật

• 2.1. Là các chất khoáng: N, P, K, S, B, Mo,…
• 2.2. Hấp thụ chủ yếu từ đất qua rễ
• 2.3. N quan trọng nhất: tổng hợp protein và diệp lục
• 2.4. Thiếu khoáng: cây sinh trưởng chậm, lá vàng, xoăn
• 2.5. Bổ sung bằng bón phân: đạm (N), lân (P), kali (K)

3. Chất dinh dưỡng ở động vật

• 3.1. Protein: cấu tạo tế bào, hỗ trợ trao đổi chất
• 3.2. Carbohydrate: nguồn năng lượng chủ yếu
• 3.3. Lipid: dự trữ năng lượng, chống mất nhiệt, hoà tan vitamin
• 3.4. Vitamin và khoáng chất: cấu tạo enzyme, xương; điều tiết trao đổi chất
• 3.5. Thiếu: suy dinh dưỡng, còi xương. Thừa: béo phì, tim mạch, tiểu đường

IV. SAI LẦM THƯỜNG GẶP

Cô Trần Thị Thanh Thảo

(Người kiểm duyệt, ra đề)

Chức vụ: Trưởng ban biên soạn môn Khoa Học Tự Nhiên THCS

Trình độ: Cử nhân Sư phạm KHTN, Chứng chỉ hạng II, Chứng chỉ Tin học, Ngoại ngữ B1

Kinh nghiệm: 6+ năm kinh nghiệm tại Trường THCS Nguyễn Siêu