I. Thành phần hóa học
Chương này tập trung vào thành phần hóa học của các sinh vật, bao gồm nước, carbohydrate, protein và lipid. Nước được xem là thành phần thiết yếu, đóng vai trò quan trọng trong các phản ứng sinh hóa. Carbohydrate được phân loại thành nhiều loại khác nhau, với vai trò chính là cung cấp năng lượng cho cơ thể. Định nghĩa và phân loại carbohydrate được trình bày rõ ràng, cùng với vai trò của chúng trong cơ thể. Protein, với các bậc cấu trúc khác nhau, cũng được phân tích kỹ lưỡng. Các loại amino acid và phản ứng đặc trưng của chúng được nêu bật, cho thấy tầm quan trọng của protein trong sinh học.
1.1 Nước
Nước là thành phần chủ yếu trong tế bào, chiếm khoảng 70% khối lượng tế bào. Vai trò của nước không chỉ là dung môi cho các phản ứng hóa học mà còn là yếu tố quyết định trong việc duy trì nhiệt độ cơ thể. Nước tham gia vào quá trình trao đổi chất, giúp vận chuyển các chất dinh dưỡng và thải bỏ các chất cặn bã. Định nghĩa pH và pKa của dung dịch cũng được đề cập, nhấn mạnh tầm quan trọng của nước trong việc duy trì môi trường nội bào ổn định.
1.2 Carbohydrate
Carbohydrate được phân loại thành monosaccharide, disaccharide và polysaccharide. Chúng đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp năng lượng cho cơ thể. Đặc biệt, glucose là nguồn năng lượng chính cho tế bào. Các tính chất của carbohydrate phổ biến như tính hòa tan, khả năng lên men và vai trò trong cấu trúc tế bào cũng được phân tích. Việc xác định pH và pKa của dung dịch carbohydrate giúp hiểu rõ hơn về tính chất hóa học của chúng.
II. Liên kết hóa học
Chương này khám phá các loại liên kết hóa học trong sinh học, bao gồm liên kết ion, liên kết cộng hóa trị và liên kết hydro. Những liên kết này không chỉ quyết định cấu trúc của các phân tử sinh học mà còn ảnh hưởng đến chức năng của chúng. Liên kết cộng hóa trị, ví dụ, là cơ sở cho cấu trúc của protein và nucleic acid. Các loại liên kết này được phân tích chi tiết, cùng với các ví dụ minh họa từ thực tế.
2.1 Liên kết ion
Liên kết ion hình thành khi có sự chuyển giao electron giữa các nguyên tử, tạo ra các ion mang điện tích. Liên kết này thường xảy ra giữa các nguyên tố kim loại và phi kim. Trong sinh học, liên kết ion có vai trò quan trọng trong việc duy trì cấu trúc của protein và các phân tử sinh học khác. Ví dụ, các ion như Na+ và Cl- có vai trò trong việc duy trì cân bằng điện giải trong tế bào.
2.2 Liên kết cộng hóa trị
Liên kết cộng hóa trị là loại liên kết phổ biến nhất trong các phân tử sinh học. Chúng hình thành khi hai nguyên tử chia sẻ electron. Liên kết này quyết định cấu trúc ba chiều của protein và nucleic acid, ảnh hưởng đến chức năng sinh học của chúng. Các bậc cấu trúc của protein, từ cấu trúc bậc một đến bậc bốn, đều phụ thuộc vào các liên kết cộng hóa trị này.
