Bài giảng Sinh học đại cương - Phạm Quốc Tâm

Nội dung text: Bài giảng Sinh học đại cương - Phạm Quốc Tâm

1. Đại Học Công Nghiệp TP. Hồ Chí Minh Viện Công Nghệ Sinh Học Và Thực Phẩm CHƯƠNG MỞ ĐẦU SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG Giảng Viên: Ths. Phan Quốc Tâm
2. Sự Đa Dạng Sinh Học • Thế giới sinh vật rất đa dạng • Sự sống có cấu tạo vật chất phức tạp (thu nhận và biến đổi năng lượng tinh vi, chứa và truyền đạt thông tin di truyền cùng nhiều biểu hiện như sự tăng trưởng, vận động, trao đổi chất, sinh sản, thích nghi, tiến hóa và các mối quan hệ với môi trường) • Chúng ta đi vào tìm hiểu các đặc tính và biểu hiện của sự sống
3. I. Sự đa dạng và thống nhất của sự sống 1. Sự đa dạng Quanh ta có rất nhiều sinh vật : cây cỏ, tôm, cá, ếch nhái, rắn, chim thú và các vi sinh vật. Có khoảng hơn hai triệu loài sinh vật trên trái đất mà con người chỉ là một trong số đó Vd: vi khuẩn Escherichia coli (E. coli) có kích thước 1-2 micromet và mỗi thế hệ chỉ dài 20 phút, trong khi đó nhiều cây cổ thụ cao trên 50- 60m có thể sống nghìn năm.
4. Thế giới sinh vật được biểu hiện ở nhiều mức độ khác nhau Có thể kể các mức tổ chức chủ yếu như sau:  Các đại phân tử sinh học.  Tế bào - đơn vị cơ sở của sự sống.  Cá thể - đơn vị của sự tồn tại độc lập của một sinh vật,  Quần thể - đơn vị cơ sở của tiến hoá, gồm nhiều cá thể của một loài.  Loài - đơn vị căn bản của tiến hoá và phân loại.  Quần xã - sự cùng tồn tại của nhiều loài sinh vật với nhau trên một vùng nhất định.  Hệ sinh môi (ecosystems) - đơn vị căn bản của sinh môi,  Sinh quyển - sự sống trên hành tinh chúng ta.
5. 2. Sự thống nhất Nhóm phân loại lớn nhất được gọi là giới - giới động vật•- giới thực vật, ngày nay còn có thêm giới nấm Mỗi giới được chia nhỏ dần : giới → giới phụ → lớp → bộ → họ → giống → loài Đây là bằng chứng về sự tiến hóa của sinh giới từ tổ tiên chung ban đầu - tiến hóa từ thấp lên cao. Tất cả các sinh vật đều có cấu tạo tế bào. Tế bào có biểu hiện đầy đủ các tính chất đặc trưng của sự sống - nó là đơn vị cơ sở của sự sống
6. II. Các tính chất đặc trưng cho sự sống 1. Vật chất: cấu trúc phức tạp và tổ chức tinh vi Các sinh vật cũng được tạo nên từ những nguyên tố vốn có trong tự nhiên, nhưng cấu trúc bên trong rất phức tạp và chứa vô số các hợp chất hóa học rất đa dạng. Ví dụ : Vi khuẩn Escherichia coli (E-coli) - sinh vật đơn bào với kích thước (1-2 micromet, nặng 2.10-6 mg chứa khoảng 40 tỉ phân tử nước, 5000 loại các hợp chất hữu cơ khác nhau, có khoảng 3000 loại protein. Nếu tính ở người thì số loại protein khác nhau không phải là 3000 mà là 5 triệu loại khác nhau mà không có loại nào giống của E. coli mặc dù có một số hoạt động giống nhau
7. 2. Năng lượng: Sự chuyển hóa phức tạp Đặc điểm của sự sống là thu nhận năng lượng từ môi trường bên ngoài và biến đổi nó để xây dựng và duy trì tổ chức phức tạp đặc trưng cho sự sống. Sự chuyển hoá vật chất và năng lượng trong tế bào diễn ra phức tạp, nhiều phản ứng xảy ra đồng thời, nhanh nhạy, chính xác, hiệu quả cao và được điều hoà hợp lý. Tóm lại tế bào là một hệ thống hở không cân bằng. Về mặt năng lượng, tế bào cũng tuân theo quy luật nhiệt động học II: nó thu nhận vật chất và năng lượng để duy trì tổ chức cao của nó.
8. 3. Thông tin: ổn định, chính xác và liên tục Chứa và truyền đạt thông tin là tính chất tuyệt diệu nhất của thế giới sinh vật, đạt mức phát triển cao hơn hẳn ở giới vô sinh Trong các tế bào sống thông tin có hai dạng chủ yếu: -Thông tin di truyền -Thông tin thích nghi Tóm lại, sự sống là một dạng hoạt động vật chất phức tạp trên cơ sở tương tác đồng thời của 3 yếu tố vật chất, năng lượng và thông tin.
9. Thảo Luận • Các bạn nghỉ như thế nào về sự đa dạng sinh học? • Các tính chất nào là đặt trưng cho sự sống?
10. III. Các biểu hiện của sự sống 1. Trao đổi chất • Để tồn tại các tế bào phải thực hiện liên tục hàng loạt phản ứng hóa học để cấp năng lượng và vật liệu cho các quá trình của sự sống Toàn bộ các hoạt động hoá học của cơ thể sinh vật được gọi là trao đổi chất (metabolism) 2. Sự nội cân bằng • Xu hướng các cơ thể sinh vật tự duy trì môi trường bên trong ổn định gọi là sự nội cân bằng (homeostasis)
11. 3. Sự tăng trưởng • Sự tăng trưởng (growth) là sự tăng khối lượng chất sống của mỗi cơ thể sinh vật­. Nó bao gồm sự tăng kích thước của từng tế bào và tăng số lượng tế bào tạo nên cơ thể 4. Sự vận động • Sự vận động dễ thấy ở các động vật như các động tác leo, trèo, đi lại Sự vận động ở thực vật chậm và khó nhận thấy như dòng chất trong tế bào lá 5. Sự đáp lại • Là sự đáp lại các kích thích khác nhau từ môi trường bên ngoài
12. 6. Sự sinh sản • Biểu hiện này của sự sống dễ nhận thấy ở tất cả các loài sinh vật. "Sinh vật sinh ra sinh vật" và "tế bào sinh ra tế bào". Các sinh vật nhỏ bé như các vi khuẩn lại có tốc độ sinh sản nhanh. • Có hai kiểu sinh sản : vô tính và hữu tính. Sự sinh sản hữu tính ra đời muộn hơn, nhưng nó tạo nên sự đa dạng lớn làm tăng nhanh tốc độ tiến hoá của sinh giới. 7. Sự thích nghi • Là khả năng cơ thể thích ứng với môi trường sống- nhằm giúp các sinh vật tồn tại trong thế giới vật chất luôn biến động- nó làm tăng khả năng sống còn của các sinh vật trong môi trường đặc biệt.
13. Thảo Luận • Như thế nào gọi là sự sống?
14. IV. Các bộ môn sinh học • Thực vật học (Botany): nghiên cứu thế giới thực vật. • Động vật học (Zoology): nghiên cứu thế giới động vật. • Hệ thống học (Systematics): sắp xếp hệ thống các dạng sinh vật trong mối quan hệ họ hàng. • Sinh lý học (Physiology): nghiên cứu các hoạt động chức năng của cơ thể. • Sinh học phát triển (Developmental biology): nghiên cứu sự phát triển cá thể từ phôi đến trưởng thành. • Tế bào học (Cytology): nghiên cứu cấu tạo, thành phần và chức năng của tế bào.
15. • Mô học (Histology): nghiên cứu các mô • Giải phẩu học (Anatomy): nghiên cứu cấu trúc bên trong cơ thể. • Di truyền học ( Genetics): nghiên cứu tính di truyền và biến dị • Sinh hóa học (Biochemistry): nghiên cứu các quá trình sinh hoá • Lý sinh học (Biophysics): nghiên cứu các quá trình vật lý trong cơ thể sống • Sinh thái học ( Ecology ): nghiên cứu quan hệ giữa sinh vật và môi trường • Vi sinh học (Microbiology)nghiên cứu thế giới vi sinh vật
16. V. Các ứng dụng thực tiễn 1. Trực tiếp đối với con người 2. Các ngành sản xuất có đối tượng là sinh vật 3. Một vài ứng dụng trong công nghệ sinh học • Thu nhận các chất quý bằng nuôi cấy tế bào • Giải mã bộ gen người • Thụ tinh trong ống nghiệm • Điều trị bằng liệu pháp gen
17. Thảo Luận • Theo các bạn hiện nay công nghệ sinh học có đống góp như thế nào cho cuộc sống? • Các nghành nào trong công nghệ sinh học mà các bạn quan tâm?