Ảnh
Ảnh
Trang bìa
Trang bìa
Ảnh
BÀI 1: GIỚI THIỆU KHÁI QUÁT CHƯƠNG TRÌNH MÔN SINH HỌC
KHỞI ĐỘNG
KHỞI ĐỘNG
Không chỉ đồ ăn thức uống, quần áo và nhiều vật dụng chúng ta sử dụng hằng ngày là sản phẩm trực tiếp có liên quan đến sinh học, mà ngay cả một trí nhớ tuyệt vời, một giọng ca để đời hay một khả năng hội họa xuất chúng bạn có được cũng là do tổ hợp gên đặc biệt của bạn tương tác với một môi trường học tập phù hợp. Vậy sinh học nghiên cứu những gì và có vai trò như thế nào đối với đời sống xã hội ?
Ảnh
Sinh học và các lĩnh vực của sinh học
1. Khái niệm và đối tượng của sinh học.
1. Khái niệm và đối tượng của sinh học.
Sinh học là ngành khoa học nghiên cứu về sự sống. Vì vậy, đối tượng của sinh học chính là các sinh vật cùng các cấp độ tổ chức của thế giới sống.
Ảnh
2. Mục tiêu của sinh học
Mục tiêu của sinh học là tìm hiểu cấu trúc và sự vận hành của các qúa trình sống ở các cấp độ tổ chức của sự sống, qua đó, con người có thể điều khiển, tối ưu hoá đươcj nguồn tài nguyên sinh học cũng như phi sinh học, phục vụ cho sự phát triển của xã hội loài người một cách bền vững.
Ảnh
3. Các lĩnh vực nghiên cứu của sinh học
Các lĩnh vực nghiên cứu sinh học có thể chia thành hai loại chính là nghiên cứu cơ bản và nghiên cứu ứng dụng. Lĩnh vực nghiên cứu cơ bản tập chung vào tìm hiểu cấu trúc của các cấp độ tổ chức sống, phân loại, cách thức vận hành và tiến hoá của thế giới sống. Lĩnh vực nghiên cứu ứng dụng khám phá thế giới sống tìm cách đưa những phát kiến mới về sinh học ứng dụng vào thực tiễn đời sống. Hai lĩnh vực này ngày càng giao thoa với nhau, nhiều nghiên cứu cơ bản trong sinh học kết hợp với các ngành khoa học khác nhau và với sự phát triển của các ngành công nghệ đã và đang đưa các thành tựu khoa học vaò thực tiễn đời sống. ở góc độ học trong chương trình giáo dục phổ thông, chúng ta sẽ lần lượt nghiên cứu sinh học theo các lĩnh vực phân chia dựa trên các cấp độ tổ chức của thế giới sống. Lớp 10 tìm hiểu về sinh học tế bào và thế giới vi sinh vật; lớp 11 nghiên cứu sinh học cơ thể; lớp 12 nghiên cứu di truyền học, tiến hoá và sinh thái học.
4. Vai trò của sinh học.
Có lẽ không có ngành khoa học nào lại liên quan đến mọi mặt đời sống xã hôị của con người như sinh học. những hiểu biết vè sinh học, đặc biệt về thế giới vi sinh vật trong nhiều thập kỉ qua đã giúp giảm tỉ lệ bệnh tật, gia tăng đáng kể tuổi thọ của con ngừoi qua sự cải thiện điều kiện vệ sinh, chăm sóc sức khoẻ và điều trị bệnh tật. Những phát hiện về giá trị dinh dưỡng của các loại thực phẩm, các hoạt chất có khả năng chữa bệnh từ các sinh vật trong tự nhiên, không chỉ giúp chúng ta có cuộc sống mạnh khoẻ hơn mà còn biết tôn trọng, yêu quý và gìn giữ sự đa dạng của sinh giới. Vai trò của sinh học vô cùng đa dạng và to lớn, nó không chỉ giúp con nguời khoẻ mạnh hơn, sống lâu hơn mà còn tác động vào đời sống học tập, đời sống tinh thần hằng ngày
5. Sinh học trong tuơng lai
Sự kết hợp của ngành sinh học với hoá học, tin học, toán học, và vật lý đang hình thành nên ngành mới được gọi là sinh học hệ thống. Một trong những ứng dụng của sinh học hệ thống trong nghiên cứu học phân tử đem lại giá trị ứng dụng cao trong y học – dược phẩm. Ví dụ: Hàng nghìn loại protein trong tế bào tương tác với nhau duy trì sự sống theo cách vô cùng phức tạp, các nhà khoa học cùng phối hợp dùng phần mềm tin học chuyên dụng để mô tả kiểu tương tác giữa các protein, từ đó có thể dự đoán được nếu một protein nào bị đột biến, mất chức năng thì sẽ ra sao, đặc điểm bệnh lí nào sẽ xuất hiện. nhờ vậy, việc thử một loại thuốc sẽ được kiểm nghiệm nhanh chóng trên mô hình máy tính trước khi đưa vào thử nghiệm trên động vật.
Ảnh
Kết quả thử nghiệm trên động vật lại được đưa vao cơ sở dữ liệu điều chỉnh cho đến khi tìm được mô hình tối ưu. Nhờ đó có thể sản xuất được thuốc đặc chế protein gây bệnh( được gọi là thuốc hướng đích). Việc sản xuất thuốc hướng đích sẽ diễn ra nhanh hơn. Thành tựu lớn nhất trong việc sản xuất vaccine mRNA là một ví dụ. Giải trình tự hệ gene của SARS – CoV-2 giúp các nhà khoa học tìm ra trình tự nucleotide của gene quy định gai protein của viruts. Từ đó có thể tổng hợp nên mRNA nhân tạo quy định trình tự gai protein của viruts, sau đó bao bọc chúng trong màng phospholipids rồi tiêm vào ngừoi để tế bào ngừoi tạo ra protein gai của viruts. Nhờ vâỵ, hệ thống miễn dịch được kích tạo ra kháng thể chống lại viruts. Loại váccine mới này được sản xuất thành công trong một thời gian ngắn.
Ví dụ
Bài kiểm tra tổng hợp
Đâu là các lĩnh vực nghiên cứu sinh học? - Công nghệ sinh tế bào - true - Công nghệ sinh học phân tử - true - Công nghệ nano - false - Công nghệ thực phẩm - false - Công nghệ di truyền học - true - false
II. CÁC NGÀNH NGHỀ LIÊN QUAN ĐẾN SINH HỌC
1. Sinh học và các ngành y - duợc học
Thành tự trong giải trình tự hệ genen ngừơi và nhiều loại sinh vật khác nhau trong thời gian gần đây giúp con ngừoi sản xuất ra nhiều loại thuốc được gọi là thuốc hướng đích, các loại thuốc này tác động với những loại protein riêng biệt để chữa các bệnh hiểm nghèo như ung thư. Y học đang hướng đến cá thể hoá việc chăm sóc sức khoẻ và chữa trị bệnh tật. Các loại thuốc hướng đich ở cấp độ nano có thể tự tìm đến các tế bào đích, tương tác đặc biệt với các phân tử tế bào bị bệnh, gíup giảm đáng kể tác động không mong muốn ở nhiều loại thuốc
2. Sinh học và ngành pháp y.
Từ sợi tóc, vết máu hay các tế bào khác nhau để lại trên hiejn truờng vụ án, các nhân viên điều tra có thể truy tìm ra hung thủ thông qua việc giải trình tự DNA. Những trình tự nucleotit đặc biệt có thể giúp nhận diện từng cá thể cũng như dấu vân tay của mỗi nguời nên đuợc gọi là dấu vân tay DNA chúng ta có thể xác định đựơc quan hệ huyết thống. Trong tuơng lai, dấu vân tay DNA cũng có thể dùng đuợc thay thế dấu vân tay tron thẻ căn cuớc công dân hiện nay.
Ảnh
3. Sinh học và các ngành nông - lâm - ngư nghiệp
Từ xa xưa, những hiểu biết về các đặc điểm sinh học của vật nuôi,cây trồng đã giúp con nguời tạo ra những giống vật nuôi, cây trồng có năng xuất, chất luợng cao, giúp hiệu quả chăn nuôi và trồng trọt tăng lên rõ rệt.
Công nghệ di truyền trong thời gian gần đây và trong tuơng lai còn giúp các nhà sinh học có thể chuyển gene từ loài này sang loài khác hoặc biến đổi gene của một loài sinh vật, tạo ra những sinh vật chuyển gene theo nhu cầu của con nguời. Sinh vật biến đổi gene có thể đem lại năng xuất cao, chất luợng tốt hoặc giá trị chữa bệnh với giá thành rẻ. Trong lâm nghiệp, có những cây giống lâu năm có nhiều loại động vật đã đuợc nhân bản thành côn như cừu, bò, mèo, lợn...Những sinh vật biến đổi gen tạo ra các sản phẩm protein chữa bệnh cho con nguời có thể được nhân bản để đuợc tăng gia số luợng. Các nhà khoa học hi vọng trong tuơng lai có thể hồi sinh đựợc những sinh vật đã bị tuyệt chủng.
Ảnh
4. Sinh học và công nghệ thwjc phẩm.
Không chỉ giúp tạo ra sản phẩm làm thức ăn, thuốc chữa bệnh, nghiên cứu sinh học còn giúp ngành công nghệ chế biến thực phẩm sản xuất ra nhiều loại thức ăn ,nuớc uống có giá trị dinh duỡng cao như sữa chua và các sản phẩm của quá trình lên men khác, đáp ứng nhu cầu rất đa dạng của con nguời ở mọi lứa tuổi.
Những hiểu biết về vi sinh vật, hô hấp tế bào còn giúp con nguời có đuợc các biện pháp bảo quản thực phẩm lâu dài mà vẫn đảm bảo chất luợng.
Ảnh
5. Sinh học và vấn đề bảo vệ môi truờng
Việc giải trình tự hệ gene của nhiều loài sinh vật đã mở ra những tiềm năng ứng dụng vi sinh vật trong giải quyết các vấn đề môi truờg và năng luợng. Ví dụ: Loài Deinococcus radio durans là vi khuẩn chống chịu đuợc phóng xạ tốt nhất đuợc biết đến. Sinh vật này có thể giúp chúng ta làm sạch các địa điểm bị ô nhiễm phóng xạ và các hoá chất độc hại. Nghiên cứu hệ gen của các loài sinh vật sử dụng CO2 làm nguồn carbon duy nhất có thể làm giảm luợng Co2 trong khí quyển. Vi khuẩn Chlorbium tepidum có khả năng sản sinh ra năng luợng từ ánh sáng.
Một số vi khuẩn khác như Shewanella oneidensis. Không chỉ có khả năng sản sinh năng luợng điện. Nghiên cứu sử dụng các loại sinh vật nư vậy góp phần tạo ra năng luợng điện trong tuơng lai. Kết quả nghiên cứu trên nhiều đối tuợng sinh vật còn làm xuất hiện những ngành nghề mới như phỏng sinh học hay bắt truớc sinh học. Nhiều robot và vận dụng đuợc sản xuất dựa trên những nguyên lí vận hành của các sinh vật đã và đang đem lại những lợi ích to lớn cho xã hội.
Ảnh
Hoạt động 1
Hãy nêu một số thành tựu ứng dụng sinh học trong đời sống.
Ảnh
Ảnh
Tạo giống mới bằng công nghệ tế bào.
Ảnh
III. SINH HỌC VỚI SỰ PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG VÀ NHỮNG VẤN ĐỀ XÃ HỘI.
1. Khái niệm phát triển bền vững
Theo định nghĩa Uỷ ban Môi Truờng và Phát triển Thế giới (WCED) của Liên Hợp Quốc( 1987), phát triển bền vững được hiểu là sự phát triể đáp ứng đuợc nhu cầu của xã hội hiện tại, nhưng không làm tổn hại đến khả năng tiếp cận với nu cầu phát triển của các thế hệ tuơng lai
2. Vai trò của sinh học trong phát triển bền vững
Việc phổ biến kiến thức sinh học cơ bản liên quan đến bảo vệ sự đa dạng sinh vật khác, khai thác tài nguyên thiên nhiên hợp lí,...Không chỉ cần thiết ở trong nhà truờng mà phải qua mọi phuơng tiện thông tin đại chúng đến mọi nguời trong xã hội. Mọi nghiên cứu sinh học cũng cần tính đến việc có tác động như thế nào đến môi truờng, xã hội và phải huớng tới sự nghiệp bền vững. Ví dụ : Nghiên cứu tạo giống mới không chỉ chú trọng đến năng xuất cao, chất luợng tốt, mà còn phải xem giống mới ảnh huởng như thế nào đến các loài sinh vật trong tự nhiên và có tác động tiêu cực đến sức khoẻ con nguời hay không?
Nghiên cứu sinh học còn góp phần cung cấp cơ sở khoa học giúp cho chính phủ có những chiến luợc phát triển kinh tế phù hợp với sự phát triển bền vững. Ví dụ: Nghiên cứu về hệ sinh thái và sự ấm lên toàn cầu giúp cho việc quy hoạch xây dựng các đập thuỷ điện đuờng xá, nhà máy,...
Phát triển bền vững đòi hỏi mỗi nguời trong xã hội cần có ý thức trách nhiệm bảo vệ nguồn tài nguyên thiên nhiên, bảo vệ môi truờng. Việc trang bị kiến thức thối thiểu về sinh học không những giúp chúng ta trở thành nhà tiêu dùng thông thái, biết cách bảo vệ sức khoẻ bản thân mà còn xây dựng xã hội bền vững cho các thế hệ mai sau.
3. Sinh học và những vấn đề xã hội.
a) Sinh học và vấn đề đạo đức
Xét ở góc độ đạo đức của xã hội loài nguời, nghiên cứu sinh học cũng làm nảy sinh vấn đề đạo đức và đuợc gọi là đạo đức sinh học. Ví dụ: Việc giải trình tự hệ gene của một nguời có thể giúp cho công tác chữa bệnh đuợc hiệu quả, nhưng những ai có quyền biết thông tin này? Liệu các công ty bảo hiểm có sẵn sàng bảo hiểm cho một nguời khi biết rằng nguời đó mang gene quyết định một bệnh hiểm nghèo? Liệu kỹ thuật chỉnh sửa gene hiện đang phát triển có nên áp dụng để chỉnh sửa gene của nguờI? Liệu xã hội có cho phép nhân bản vô tính con nguời? Liệu các giống cây trồng biến đổi gene có thực sự an toàn với con nguời?
b) Sinh học và kinh tế
Những ứng dụng của sinh học đã đem lại giá trị kinh tế vô cùng to lớn cho con nguời. Ví Dụ: Những giống vật nuôi, cây trồng có năng xuất, chất luợng cao, khả năng chống chịu tốt đuợc tạo ra bằng phuơng pháp gây đột biến nhân tạo và lai hữu tính hay những giống cây trồng biến đổi gen mang những đặc tính đặc biệt hữu ích đuợc nhân nhanh bằng kỹ thuật nuôi cấy mô tế bào đã giúp tăng cao hiệu quả kinh tế.
Ảnh
Giống ngô biến đổi gene NK66BT có khả năng kháng sâu đục thân, mang lại năng xuất cao 16 triệu/ha
Ảnh
Ví dụ
Ảnh
Ảnh
Tạo giống lúa đột biến bằng phương pháp chiếu xạ cho nhiều năng xuất :
Hoạt Động 2
Liệt kê một số hoạt động hằng ngày của chúng ta có thể ảnh hưởng đến sự phát triển bền vững.
Bài kiểm tra tổng hợp
Liệt kê một số hoạt động hằng ngày của chúng ta có thể ảnh hưởng tiêu cực đến sự phát triển bền vững. - Vứt rác bừa bãi, không đúng quy định. - false - Khu xả thải có hệ thống xử lí nước thải, xử lí khí thải, rác thải. - true - Bảo vệ rừng đầu nguồn, động thực vật quý hiếm, khai thác hợp lí. - true - Sử dụng nguồn năng lượng không tái tạo: than đá, dầu mỏ,… - false - Không chấp hành quy định về bảo vệ môi trường. - false - Chấp hành đầy đủ và tham gia tuyên truyền bảo vệ môi trường. - true
Hoạt động 3.
Hãy giải thích mối quan hệ của sinh học với kinh tế, công nghệ và vấn đề đạo đức xã hội.
Ảnh
Gợi ý hoạt động 3
- Mối quan hệ giữa sinh học và kinh tế: + Việc phổ biến kiến thức sinh học cơ bản liên quan đến bảo vệ sự đa dạng sinh học, khai thác tài nguyên thiên nhiên hợp lí phục vụ phát triển kinh tế. + Những ứng dụng của sinh học đã đem lại giá trị kinh tế vô cùng to lớn cho con người: Những giống cây trồng và vật nuôi có năng suất và chất lượng cao được tạo ra bằng các biện pháp gây đột biến, lai hữu tính, biến đổi gen; các sản phẩm, chế phẩm sinh học có giá trị;… giúp nâng cao hiệu quả kinh tế. + Bên cạnh những lợi ích đem lại, việc áp dụng công nghệ sinh học vào thực tiễn cũng tiềm ẩn nguy cơ rủi ro về thiệt hại kinh tế. Ví dụ như: Khi trồng cây giống được tạo ra bằng phương pháp nuôi cấy mô tế bào trên diện tích lớn sẽ tiềm ẩn rủi ro mất mùa nếu điều kiện môi trường bất lợi.
Gợi ý hoạt động 3_tiếp
- Mối quan hệ giữa sinh học và vấn đề đạo đức xã hội: Nghiên cứu sinh học cũng làm nảy sinh vấn đề đạo đức (đạo đức sinh học). + Việc giải trình tự hệ gene của một người làm nảy sinh nhiều vấn đề xã hội như ai có quyền biết thông tin này, những người mang gene quy định bệnh hiểm nghèo còn được chấp nhận mua bảo hiểm hay không, có nên áp dụng kĩ thuật chỉnh sửa gene để chỉnh sửa gene của người không, có nên cho phép nhân bản vô tính con người không,… + Ảnh hưởng của việc xác định giới tính thai nhi? + Các giống cây trồng biến đổi gene có thực sự an toàn với con người?
Bài tập
Câu 1: Thế nào là phát triển bền vững?
Câu 2: Xét ở góc độ nhà sinh học, em hãy giải thích xem học sinh đóng vai trò như thế nào trong sự phát triển bền vững môi trường sống và những vấn đề toàn cầu.
Dặn dò và kết thúc
Dặn dò
Ảnh
- XEM LẠI BÀI GIẢNG - LÀM BÀI TẬP CUỐI BÀI - XEM LẠI BÀI CŨ, CHUẨN BỊ BÀI TIẾP THEO
Kết thúc
Ảnh