sinh học đại cương

1 1 Sinh học đại cương GVGD: Văn Hồng Cầm Nguyễn Thị Anh Thư Viện Công nghệ Sinh học và Môi Trường Chủ đề 1: Sinh học – Khoa học sự sống 2 2 Nội dung 1. Sinh học là gì? 2. Sơ lược lịch sử phát triến của sinh học 3. Sự đa dạng và thống nhất của sự sống 4. Các tính chất đặc trưng của sự sống 5. Các biểu hiện của sự sống 6. Các ứng dụng thực tiễn và thách thức 3 1. Sinh học là gì?  Sinh học là một môn khoa học về sự sống  Nghiên cứu các cá thể sống, mối quan hệ giữa chúng với nhau và với môi trường.  Miêu tả những đặc điểm và tập tính của sinh vật, cách thức các cá thể và loài tồn tại. 4 3 Các bộ môn sinh học  Thực vật học (Botany)  Động vật học (Zoology)  Hệ thống học (Systematics)  Sinh lý học (Physiology)  Sinh học phát triển (Developmental biology)  Tế bào học (Cytology) 5 Các bộ môn sinh học  Mô học (Histology)  Giải phẩu học (Anatomy)  Di truyền học (Genetics)  Sinh hóa học (Biochemistry)  Lý sinh học (Biophysics)  Sinh thái học (Ecology)  Vi sinh học (Microbiology) 6 4 Phương pháp khoa học 7 2. Sơ lược lịch sử phát triển a. Những phát minh ban đầu: Nhiều thực vật và động vật đã được mô tả bởi những người cổ Hy Lạp và La Mã: - Aristotle có những học thuyết về sinh vật. - Galen nghiên cứu chức năng của thần kinh và máu - Vesalius, Harvey và John Hunter nghiên cứu cấu trúc và chức năng của động vật và người, 8 5 2. Sơ lược lịch sử phát triển a. Những phát minh ban đầu: - Phát minh kính hiển vi vào thế kỉ thứ 17. - Malpighi, Swammer và Leeuwenhoek nghiên cứu cấu trúc tinh vi của một số mô động vật và thực vật. - Carl Linnaeus đóng vai trò quan trọng trong việc xây dựng hệ thống thực vật và động vật. 9 2. Sơ lược lịch sử phát triển b. Các phát minh lớn thế kỷ 19 - Học thuyết tế bào do Schleiden và Schwann nêu. - Học thuyết tiến hóa của thế giới sinh vật do Charles Darwin. - Gr. Mendel nêu khái niệm về gen 10 6 2. Sơ lược lịch sử phát triển c. Sinh học thế kỷ 20: gồm các thành tựu đáng kể là - Bản chất của enzyme và vai trò của chúng trong trao đổi chất - Gen kiểm tra quá trình trao đổi chất - Hình thành và phát triển sinh học phân tử: mô hình chuỗi xoắn kép DNA, học thuyết trung tâm, mã di truyền và điều hòa biểu hiện gen. 11 2. Sơ lược lịch sử phát triển c. Sinh học thế kỷ 20: gồm các thành tựu đáng kể - Hormon điều hòa chức năng của tế bào. - Học thuyết về hoạt động thần kinh cấp cao. - Các mối quan hệ tương hổ giữa sinh vật và môi trường - Kĩ thuật di truyền phát triển. 12 7 3. Sự đa dạng và thống nhất của sự sống a. Đa dạng các loài  Quanh ta có rất nhiều sinh vật.  Mỗi loài sinh vật có những đặc tính riêng về bên ngoài, bên trong và các biểu hiện sống đặc thù. b. Hệ thống thứ bậc nhiều mức tổ chức khác nhau. c. Sự thống nhất: Sự thống nhất biểu hiện ở hệ thống phân loại và sự giống nhau ở các cấu trúc và cơ chế sống vi mô. 13 4. Các tính chất đặc trưng cho sự sống a. Vật chất: cấu trúc phức tạp và tổ chức tinh vi b. Năng lượng – sự chuyển hóa phức tạp c. Thông tin: ổn định, chính xác và liên tục 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. 14 8 4. Các tính chất đặc trưng cho sự sống c. Thông tin: ổn định, chính xác và liên tục  Thông tin thích nghi: Thông tin thích nghi lúc đầu xuất hiện ở đời sống cá thể, tạo ưu thế trong đấu tranh sinh tồn nên được chọn lọc tự nhiên giữ lại và ghi thêm vào thông tin di truyền của sinh vật, nó cũng chịu sự chi phối của bộ gen và được lưu truyền. 15 5. Các biểu hiện của sự sống a. Trao đổi chất b. Sự nội cân bằng c. Sự tăng trưởng d. Sự vận động e. Sự đáp lại f. Sự sinh sản g. Sự thích nghi 16 9 6. Các ứng dụng thực tiễn và thách thức a. Các ứng dụng thực tiễn:  Ứng dụng trong nông nghiệp: tạo ra được nhiều giống mới, xây dựng các phương pháp chọn giống cây trồng vật nuôi tăng năng xuất cây trồng, tạo ra những sản phẩm mới góp phần phát triển kinh tế 17 6. Các ứng dụng thực tiễn và thách thức a. Các ứng dụng thực tiễn:  Ứng dụng trong sản xuất: một số chất hữu cơ như axit xitric, axit axetic, axit glutamic và một số vitamin đã được sản xuất bằng con đường sinh học thông qua sử dụng chủng VSV có khả năng lên men 18 10 6. Các ứng dụng thực tiễn và thách thức a. Các ứng dụng thực tiễn:  Ứng dụng trong y, dược: - Sản xuất kháng sinh bằng con đường sinh học. - Chẩn đoán bệnh cho bệnh nhân và chữa bệnh - Sản xuất và tiêm vacxin - Chẩn đoán bệnh thông qua kỹ thuật DNA cho kết quả tin cậy 19 6. Các ứng dụng thực tiễn và thách thức a. Các ứng dụng thực tiễn:  Ứng dụng trong y, dược: - Thu nhận chất quý bằng nuôi cấy tế bào - Giải mã bộ gen người - Thụ tinh trong ống nghiệm - Điều trị bằng liệu pháp gen 20 [...]... quốc tế  Đạo lý sinh học b Thách thức:  Những cuộc khủng hoảng lớn qui mô toàn cầu liên quan đến: dân số, lương thực thực phẩm, môi sinh và năng lượng 21 22 11 Nội dung của chủ đề 2 1 Chủ đề 2: Cơ sở hóa học của sự sống 2 3 4 5 6 7 8 Copyright Cmassengale 23 Các nguyên tố và liên kết hóa học Nước Các chất hữu cơ phân tử nhỏ Protein Lipid Acid Nucleic Các chất xúc tác Các tương tác hóa học yếu 24 12... Al Co Mo C Mg++ H Ca++ Cu I P Cl- Zn Các nguyên tố viết đậm có gạch ở dưới có trong tất cả các sinh vật Si S B 25 26 13 1 Các nguyên tố và liên kết hóa học 1 Các nguyên tố và liên kết hóa học b Các liên kết hóa học  Liên kết hóa học là lực hút gắn 2 nguyên tử với nhau Mỗi liên kết chứa một thế năng hóa học nhất định  Phụ thuộc vào số điện tử lớp ngoài cùng, các nguyên tử của một nguyên tố hình thành... phosphate, có chứa base Các bases cho RNA là A, U G, C   69 Các chất xúc tác sinh học bao gồm các enzyme, vitamine, hormone Chúng là những yếu tố vi lượng nhưng rất cần thiết, chúng hoạt động mạnh trong điều kiện nhẹ nhàng của cơ thể 70 35 7 Các chất xúc tác     7 Các chất xúc tác Enzyme có nhiệm vụ xúc tác cho các phản ứng sinh học Nhiều vitamine tham gia vào cấu tạo của enzyme nên cũng tham gia vào... qua hoạt động của nó đối với enzyme Ba loại chất này có liên quan mật thiết với nhau 71  Định nghĩa enzyme : Enzyme là các chất xúc tác sinh học có bản chất là protein Chúng xúc tác các phản ứng với tính đặc hiệu và hiệu quả cao Chúng là động lực của các phản ứng sinh học; là công cụ phân tử hiện thực hóa thông tin di truyền chứa trên DNA 72 36 ... trò vận động Vai trò bảo vệ Vai trò dự trữ Các chất có hoạt tính sinh học cao   61 Lipid gồm các chất như dầu, mỡ có tính nhờn không tan trong nước, tan trong các dung môi hữu cơ như ether, chlorophorm, benzene, rượu nóng Được tạo nên từ C, H, O nhưng chúng có thể chứa các nguyên tố khác như P hay N Hai nhóm lipid quan trọng đối với sinh vật là: nhóm có nhân glycerol và nhóm có nhân sterol 62 31 Các... nguyên tố và liên kết hóa học Trong cơ thể sinh vật C, H, O, N chiếm tới hơn 96% thành phần của tế bào (ngtố đa lượng), các nguyên tố khác có vết ít được gọi là vi lượng hay vi tố a Các nguyên tố trong cơ thể sống và tỷ lệ tương đối  Tế bào cũng được cấu tạo từ các nguyên tố vốn có trong tự nhiên  Tuy nhiên trong 92 nguyên tố có trong tự nhiên thì chỉ có 22 nguyên tố có trong các sinh vật Các nguyên tố... Tầm quan trọng trong sinh học Tỷ trọng Làm giá đỡ cho cơ thể Sức căng Vật chất dễ bám vào Mao dẫn Vận chuyển chất Chịu nén Nâng đỡ cho cơ thể Nhiệt dung Điều hoà thân nhiệt Nhiệt bay hơi Làm mát cơ thể Dẫn điện 31 Đặc tính Dẫn truyền các xung thần kinh 32 16 3 Các chất hữu cơ phân tử nhỏ a Cacbohydrate Thành phần hữu cơ trong cơ thể sống  Các lớp Nguyên tố cấu thành Đơn vị cơ bản Đại phân tử Hydratcarbon... Steroid là este do sự kết hợp của một phân tử rượu với acid béo Quan trọng nhất là cholesterol thường gặp trong cấu trúc màng tế bào, testosterol là hormone sinh dục đực 65    Các lipid giữ vai trò quan trọng trong tế bào, là nguồn dự trữ dài hạn của sinh vật như lớp mỡ dưới da, quanh phủ tạng Các phospholipid và cholesterol là thành phần chủ yếu của các màng tế bào Chống mất nhiệt và cách nhiệt Lipid... nhất định  Phụ thuộc vào số điện tử lớp ngoài cùng, các nguyên tử của một nguyên tố hình thành một số lượng đặc hiệu các liên kết với những nguyên tử của nguyên tố khác b Các liên kết hóa học  Có 2 loại liên kết hóa học chủ yếu là: 27   Liên kết cộng hóa trị: được tạo ra do góp chung điện tử giữa các nguyên tử Liên kết ion: Do điện tích khác dấu, các cation và các anion kết hợp với nhau nhờ liên kết... Tương tác kỵ nước xảy ra giữa các nhóm của những phân tử không phân cực 2 Nước và các chất vô cơ    29 Trong bất kỳ cơ thể sinh vật nào nước cũng chiếm phần lớn Nước là chất vô cơ đơn giản, có số lượng lớn trên hành tinh, và có những tính chất lý hóa đặc biệt Về mặt hoá học phân tử nước có một nguyên tử Oxygen và hai hydrogen 30 15 2 Nước và các chất vô cơ   Nước trong cơ thể sống Do sự phân cực, . môn sinh học  Mô học (Histology)  Giải phẩu học (Anatomy)  Di truyền học (Genetics)  Sinh hóa học (Biochemistry)  Lý sinh học (Biophysics)  Sinh thái học (Ecology)  Vi sinh học. 1 1 Sinh học đại cương GVGD: Văn Hồng Cầm Nguyễn Thị Anh Thư Viện Công nghệ Sinh học và Môi Trường Chủ đề 1: Sinh học – Khoa học sự sống 2 2 Nội dung 1. Sinh học là gì? 2 bộ môn sinh học  Thực vật học (Botany)  Động vật học (Zoology)  Hệ thống học (Systematics)  Sinh lý học (Physiology)  Sinh học phát triển (Developmental biology)  Tế bào học (Cytology)