Chương 1.Khoa học sinh học

1.1 Tính đa dạng của sự sống
Sinh vật học là môn khoa học nghiên cứu về sự sống
Sinh vật được chia làm 6 giới

Hình. 1.1
1.2 Đặc tính của sự sống
Sinh vật học là môn khoa học nghiên cứu về sự sống
Nhưng thế nào được coi là sống?

Cơ thể sống và nhiều vật không sống có chung 3 đặc tính
Phức tạp
Chuyển động
Trả lời lại kích thích
1.2 Đặc tính của sự sống
Tất cả các cơ thể sống đều có chung năm đặc tính cơ bản
1. Tổ chức tế bào
Tất cả các cơ thể sống bao gồm ít nhất 1 tế bào

2. Trao đổi chất và trao đổi năng lượng
Tất cả các cơ thể sống đều tiêu dùng năng lượng

3. Cảm ứng
Tất cả các cơ thể sống đều duy trì sự ổn định trong cơ thể
1.2 Đặc tính của sự sống
Tất cả các sơ thể sống đều có năm đặc tính chung
4. Sinh trưởng-phát triển và sinh sản
Tất cả các cơ thể sống đều sinh trưởng- phát triển và sinh sản

5. Di truyền
Tất cả các cơ thể sống chứa vật chất di truyền –ADN
Axit deoxyribonucleic
1.3 Tổ chức sống
Các cơ thể sống thực hiện chức năng và tác động qua lại với nhau ở nhiều cấp độ khác nhau

Các cấp độ đó được xắp xếp trong một hệ thống tăng dần về độ phức tạp
Cấp độ tế bào
Cấp độ cơ thể
Cấp độ quần thể
Hình. 1.4
Hình. 1.4
Hình. 1.4
1.3 Tổ chức sống
Mỗi cấp độ tổ chức sống lớn hơn chứa những đặc tính mới không có ở cấp độ tổ chức sống đơn giản trước đó

Những đặc tính đó được gọi là đặc tính nổi trội
Chúng là dấu hiệu phân biệt các cấp độ tổ chức sống
Chúng mô tả nhiều biểu hiện của thế giới sống
1.4 Các vấn đề sinh học chính
Thế giới sống được tổ chức bởi những vấn đề chính

Thực sự, năm vấn đề cơ bản thống nhất và giải thích sinh học như là một khoa học

Bảng 1.1
1.4 Các vấn đề sinh học chính
1. Tiến hoá
Yếu tố di truyền thay đổi trong loài qua thời gian
Đó là kết quả của quá trình chọn lọc tự nhiên
Sự biến đổi đó cũng có thể là kết quả của chọn lọc nhân tạo
2. Hệ thống mở
Tất cả cơ thể sinh vật đều đòi hỏi năng lượng và vật chất từ môi trường
Ánh sáng mặt trời là nguồn năng lượng của hệ sinh thái
Thực vật giành năng lượng từ quang hợp
Sau đó chúng cung cấp năng lượng cho các cơ thể khác
1.4 Các vấn đề sinh học chính

Sự hợp tác giữa các cơ thể sống là chìa khoá của sự tiến hoá
Sự cộng sinh xảy ra khi hai cơ thể sống khác loài sống trong mối liên hệ mât thiết
3. Cấu tạo phù hợp chức năng
Cấu trúc sinh học rất phù hợp với chức năng của chúng
Điều này luôn đúng ở moi cấp độ tổ chức
1.4 Các vấn đề sinh học chính
4. Tự điều chỉnh
Tất cả các sinh vật sống cần tự điều chỉnh để duy trì sự cân bằng nội tại

Duy trì cân bằng nội tại đòi hỏi rất nhiều tín hiệu giữa các tế bào
1.5 Các nhà khoa học nghĩ như thế nào?
Suy diễn
Dùng các nguyên lý cơ bản đã được chấp nhận như là một gợi ý để giải thích những điều quan sát được

Được áp dụng cho
Toán
Lý
Chính trị
Đạo đức
Tin học
1.5 Các nhà khoa học nghĩ như thế nào?
Quy nạp
Khám phá các nguyên lý cơ bản thông qua thí nghiệm

Nó được dúng bởi các nhà khoa học để phát triển các giả thuyết về sự hoạt động của thế giới
1.6 Hoạt động khoa học: Một cách học tập
Vào năm 1985 , một nhà khoa học phát hiện ra lượng ozôn mỏng ở khí quyển trên Antarctic

Thủ phạm sau đó bị vạch trần là chlorofluorocarbons (CFCs)
Chất làm lạnh ở điều hoà; chất tạo sương ở bình xịt

CFCs ngưng tụ vào các tinh thể tuyết nhỏ bé
Được làm ấm bởi ánh sáng mặt trời, chúng tấn công và phá huỷ tầng ôzôn
1.6 Hoạt động khoa học:Một cách học tập
Tầng ôzôn bảo vệ chúng ta khỏi tia tử ngoại
Giảm 1% lượng ozôn  6% tăng ung thư da
Sự suy yếu tầng ôzôn là vấn đề nghiên trọng của thế giới
Vì vậy các chính phủ đã lao vào để trấn chỉnh tình trạng này
Hiện nay nhiều nơi trên thế giới đã giảm các sản phẩm có dùng khí CFC
Tầng ôzôn sẽ được che phủ trở lại vào giữa thế kỷ 21
1.7 Các bước của nghiên cứu
khoa học
Quá trình khoa học có thể chia thành 6 bước
1. Quan sát
Quan sát cẩn thận các quá trình hoặc hiện tượng
2. Giả thuyết
Dự đoán về những điều nhìn thấy
Nếu có nhiều hơn 1 dự đoán, các giả thuyết khác được hình thành
3. Dự đoán
Kết quả dự đoán dựa trên giả thuyết chính xác
1.7 Các bước của nghiên cứu
khoa học
Quá trình khoa học có thể chia làm sáu bước
4. Thực nghiệm
Giải thuyết được kiểm chứng dựa trên các thí nghiệm
5. Đối chứng
Những nhân tố ảnh hưởng tới quá trình được gọi là biến thiên
Trong một thí nghiệm, tất cả các biến thiên phải được hiểu thấu
6. Kết luận
Dựa trên các kết luận của thí nghiệm, giả thuyết có thể được chấp nhận hoặc loại bỏ
Hình. 1.7
1.8 Học thuyết và những điều chắc chắn
Một học thuyết là một hệ thống các giải thuyết đã được chứng minh nhiều lần và không bị bác bỏ

Nó biểu hiện sự chắc chắn cao

Tuy nhiên, không hoàn toàn thực trong khoa học
Vì vậy sự chấp nhận một học thuyết chỉ có tác dụng tạm thời
1.8 Học thuyết và những điều chắc chắn
Chú ý: Note:
Đối với các nhà khoa học, một học thuyết trình bày những gì chắc chắn nhất

Đối với thông tin đại chúng, một học thuyết trình bày sự dự đoán

1.8 Học thuyết và những điều chắc chắn
Phương pháp khoa học
Một loạt các dự đoán logic “hoặc” được kiểm chứng bằng các thí nghiệm để loại bỏ các giả thuyết khác
Phương thức kiểm định thử nghiệm và sai là một quá trình được các nhà khoa học thực hiện
Tuy nhiên, khoa học không được làm theo phương thức này!
Hiểu sâu sắc và trí tưởng tượng là cần thiết để kiểm tra khoa học chính xác
1.8 Học thuyết và những điều chắc chắn
Những giới hạn của khoa học

Giới hạn ở những cơ thể và các quá trình có thể được quan sát và đo đạc
Siêu tự nhiên và hiện tượng tín ngưỡng vượt ra ngoài giới hạn của khoa học

Cũng có những giới hạn thực tế
Khoa học không thể giải quyết tất cả các vấn đề
1.9 Bốn thuyết sinh học thống nhất
1. Thuyết tế bào

2. Thuyết gen

3. Thuyết di truyền

4. Thuyết tiến hoá

Thuyết tế bào: Tổ chức của sự sống
Robert Hooke, 1665
Phát hiện ra tế bào
Anton van Leeuwenhoek, 1670s
Phát hiện ra cuộc sống của cơ thể đơn bào
Matthias Schleiden & Theodor Schwann, 1839
Tất cả sinh vật sống đều được tạo thành từ nhiều tế bào
Rudolf Virchow, 1866
Tất cả ácc tế bào đều từ các tế bào khác
Thuyết về gen:Cơ sở phân tử của tính di truyền
Tất cả các thông tin được xác định ở cơ thể sinh vật đều được mã hoá trong gen của nó

Gen được xếp dọc theo phân tử ADN
Hình. 1.11

Toàn bộ các phân tử AND trong một tế bào được gọi là genome
Thuyết di truyền: Tính thống nhất của sự sống
Thuyết này lần đầu tiên đưa ra bởi Gregor Mendel vào năm 1865
Thuyết này căn bản nói rằng gen của cơ thể sống được di truyền một cách độc lập

Sau đó,các nhà sinh học khác đưa ra thuyết nhiễm sắc thể của sự di truyền
Gen được định vị trên nhiễm sắc thể
Thuyết tiến hoá: Sự đạng dạng của sự sống
Thuyến này lần đầu tiên được đưa ra bởi Charles Darwin vào năm1859
Thuyết này cho rằng sự đạng dạng của thế giới sống là do chọn lọc tự nhiên

Một bộ phận thiết yếu của thuyết này là sự tiến hoá đòi hỏi “di truyền các biến dị”
Tất cả các sinh vật sống đều liên hệ với nhau trên một cây của sự sống
Hình.1.15
Cây của sự sống
Cá sấu có quan hệ gần guũi với chim hơn là các loài bò sát khác
Thuyết tiến hoá: Sự đa dạng của sự sống
Các nhà sinh học chia toàn bộ các cơ thể sống thành ba nhóm lớn, gọi là lãnh giới

Vi khuẩn
Vi khuẩn cổ
Sinh vật nhân thực