Bài 1: Giới thiệu khát quát môn Sinh học

I. Sinh học và các lĩnh vực của sinh học

1. Khái niệm và đối tượng của sinh học

- Sinh học là ngành khoa học nghiên cứu về sự sống.

- Đối tượng của sinh học là các sinh vật cùng các cấp độ tổ chức của thế giới sống.

2. Mục tiêu của sinh học

- Tìm hiểu cấu trúc và sự vận hành của các quá trình sống ở các cấp độ tổ chức của sự sống.

→ Con người có thể điều khiển, tối ưu hoá nguồn tài nguyên sinh học và phi sinh học, phục vụ cho sự phát triển của xã hội loài người một cách bền vững.

3. Các lĩnh vực nghiên cứu của sinh học

Nghiên cứu cơ bản: tìm hiểu cấu trúc của các cấp độ tổ chức sống, phân loại, cách thức vận hành và tiến hoá của thế giới sống.	Nghiên cứu ứng dụng: đưa ra những kiến thức mới về sinh học ứng dụng vào thực tiễn đời sống.

4. Vai trò của sinh học

- Giúp giảm tỉ lệ bệnh tật, gia tăng tuổi thọ của con người 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, giúp con người mạnh khoẻ và biết tôn trọng, yêu quý, giữ gìn sự đa dạng của sinh giới.

- Tác động vào đời sống học tập, đời sống tinh thần của con người.

5. Sinh học trong tương lai

- Sinh học hệ thống (ngành có sự kết hợp của sinh học với hoá học, tin học, toán học và vật lí) được ứng dụng trong nghiên cứu sinh học phân tử đem lại giá trị ứng dụng cao trong y - dược là sản xuất thuốc chữa bệnh.

- Kết quả thử nghiệm thuốc trên động vật lại được đưa vào cơ sở dữ liệu để điều chỉnh cho đến khi tìm được mô hình tối ưu. Nhờ đó, có thể sản xuất được thuốc đặc hiệu ức chế các protein gây bệnh (thuốc hướng đích).

II. Các ngành nghề liên quan đến sinh học

1. Sinh học và các ngành y - dược học

- Thành tựu trong giải trình tự hệ gene người và sinh vật giúp con người sản xuất ra nhiều loại thuốc được gọi là thuốc hướng đích - tác động tới những loại protein riêng biệt để chữa các bệnh hiểm nghèo.

- Y học đang hướng đến các cá thể hoá việc chăm sóc sức khoẻ và chữa trị bệnh tật.

2. Sinh hoc và ngành pháp y

- Việc giải trình tự DNA có thể xác định chủ nhân của các sợi tóc, vết máu hay các tế bào khác nhau để lại trên hiện trường của vụ án.

- Những trình tự nucleotide đặc biệt có thể giúp nhận diện từng cá thể cũng như dấu vân tay của mỗi người nên được gọi là dấu vân tay DNA.

→ Xác định được nhân thân của các nạn nhân.

- Trong tương lai, dấu vân tay DNA có thể được dùng thay dấu vân tay trong thẻ căn cước công dân hiện nay.

3. Sinh học và các ngành nông - lâm - ngư nghiệp

- Giúp con người tạo ra những giống vật nuôi, cây trồng có năng suất, chất lượng cao, giúp tăng hiệu quả chăn nuôi và trồng trọt.

- Công nghệ di truyền giúp các nhà sinh học có thể chuyển gene từ loài này sang loài khác hoặc biến đổi gene tạo ra những sinh vật biến đổi gene theo nhu cầu của con người, đem lại năng suất cao, chất lượng tốt, giá thành rẻ.

- Trong lâm nghiệp, những giống cây lâu năm có giá trị cao có thể được nhân giống vô tính. Các giống cây chống chịu virus cũng có thể được nhân giống bằng biện pháp nuôi cấy mô.

- Những sinh vật biến đổi gene tạo ra các sản phẩm protein chữa bệnh cho con người có thể được nhân bản để gia tăng số lượng. Các nhà khoa học hi vọng trong tương lai có thể hồi sinh được những sinh vật bị tuyệt chủng.

4. Sinh học và công nghệ thực phẩm

- Tạo ra sản phẩm làm thức ăn, thuốc chữa bệnh, nghiên cứu sinh học.

- Giúp ngành công nghệ chế biến thực phẩm sản xuất ra nhiều loại thức ăn, nước uống có giá trị dinh dưỡng cao.

- Giúp con người có được các biện pháp bảo quản thực phẩm lâu dài mà vẫn đảm bảo chất lượng.

5. Sinh học và vấn đề bảo vệ môi trường

- Việc giải trình tự hệ gene của nhiều loài vi sinh vật đã mở ra những tiềm năng ứng dụng vi sinh vật trong giải quyết các vấn đề về môi trường và năng lượng.

- Kết quả nghiên cứu trên nhiều đối tượng sinh vật làm xuất hiện những ngành nghề mới như phỏng sinh học hay bắt chước sinh học.

​​​III. Sinh học với sự phát triển bền vững và những vấn đề xã hội

1. Khái niệm phát triển bền vững

- Phát triển bền vững là sự phát triển đáp ứng được nhu cầu của xã hội hiện tại, nhưng không làm tổn hại đến khả năng tiếp cận với nhu cầu phát triển của các thế hệ tương lai.

- Sự gia tăng dân số đã và đang làm cạn kiệt nguồn tài nguyên thiên nhiên, giảm đa dạng sinh vật, gia tăng ô nhiễm môi trường.

→ Các nhà sinh học, nhà khoa học, chuyên gia y tế, nhà giáo dục học, nhà chính trị và các công dân cần có sự hiểu biết nhất định về sinh học.

2. Vai trò của sinh học trong phát triển bền vững

- Nghiên cứu sinh học cần tính đến việc tác động đến môi trường, xã hội và hướng đến sự phát triển bền vững.

- Góp phần cung cấp cơ sở khoa học giúp cho chính phủ có những chiến lược phát triển kinh tế phù hợp với sự phát triển bền vững.

3. Sinh học và những vấn đề xã hội

a. Sinh học và vấn đề đạo đức

- Nghiên cứu sinh học làm nảy sinh vấn đề đạo đức (đạo đức sinh học).

Ví dụ: Việc giải trình tự gene của một người có thể giúp cho công tác chữa bệnh được hiệu quả nhưng vẫn để lại một dấu hỏi lớn về vấn đề bảo mật của thông tin này.

b. Sinh học và kinh tế

- Những ứng dụng của sinh học đem lại giá trị kinh tế vô cùng to lớn cho con người.

Ví dụ: Những giống vật nuôi, cây trồng có năng suất, chất lượng cao, khả năng chống chịu tốt được tạo ra bằng phương pháp gây đột biến nhân tạo và lai hữu tính hay những giống cây biến đổi gene đã giúp nâng cao hiệu quả kinh tế.

- Tuy nhiên cũng có nhiều vấn đề phát sinh khi áp dụng công nghệ sinh học vào thực tiễn.

Ví dụ: Khi trồng cây giống tại ra từ 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 với cây trồng.

c. Sinh học và công nghệ

- Nghiên cứu sinh học cơ bản giúp phát triển các công nghệ bắt chước các sinh vật (công nghệ phỏng sinh học) áp dụng trong cải tiến, tối ưu hoá các công cụ máy móc.

Ví dụ: Nghiên cứu tập tính của các loài côn trùng như kiến, người ta có thể chế tạo ra robot hoạt động độc lập nhưng có thể "giao tiếp" với nhau để thực hiện một nhiệm vụ nhất định đã được lập trình.​

1. Sinh học nghiên cứu sự sống ở tất cả các cấp độ từ phân tử, tế bào, cơ thể đa bào, quần thể, quần xã và hệ sinh thái nhằm tìm hiểu cơ chế vận hành sự sống ở tất cả các cấp độ.

2. Nghiên cứu sinh học đem lại nhiều ứng dụng trong mọi mặt của đời sống xã hội con người như y - dược học, công nghệ thực phẩm, bảo vệ môi trường, nông - lâm - ngư nghiệp,...

3. Nghiên cứu sinh học cần hướng tới sự phát triển bền vững, khi mọi nhu cầu của đời sống xã hội được thoả mãn nhưng không làm tổn hại đến khả năng tiếp cận với nhu cầu phát triển của các thế hệ tương lai.

4. Nghiên cứu sinh học cũng cần tính tới vấn đề đạo đức xã hội. Mọi tiến độ của sinh học áp dụng vào đời sống không được vi phạm những chuẩn mực đạo đức xã hội.

5. Tương lai của sinh học vô cùng to lớn nhờ sự kết hợp của sinh học với nhiều ngành khoa học tự nhiên khác nhau cũng như nhờ sự phát triển vượt bậc của công nghệ, đặc biệt là công nghệ tin học.