Các nguyên lý và quá trình sinh học. Tập 1

Trang 3

Nguyín bản :

Claude A Vilfee, Harvard University

Vincent G Dethier, Princeton University

BIOLOGICAL PRINCIPLES and PROCESSES

W B SAUNDERS COMPANY

Philadelphia ~ london — Toronto, 1974

Trang 4

Lời nhă xuất bản

Trong cuỗn sâch năy, cốc sĩe giả đê trình băy đầy đủ câc

thănh tựu xuất sắc tă quan trọng nhất trong tit cd cdc link vee

của sinh học trong tồi chục năm gần đđy, khâi quât hóa thănh câc

guy luột uề nguyín lý chung nhất tâc động trong thế giới sống với quan điềm xem thế giới năy đa dạng nhưng thống nhất cả vĩ mat hình thứi va chức năng Câc tâc giả đê trình bầy quan niệm hệ thống trong tồ chức của sật chất sống, từ thấp đến cao,

tic don giản đến phức tạp, từ sinh bọc phđn tử qng sinh học tế

băo dĩn sink học cơ thề uă kết thúc.ở sinh học quần thề, Đâ không phải lă một ví

° dễ dồng Dù trong quan niệm đê thề hiện rõ nhưng trong uiệc trình băy câc sự kiệu cồn đổi chỗ chưa thật đạt

thì điều đó cũng dễ được chđm chước Trong cuốn sich nầy, nội

dung của câc phần mô tả cấu tạo cơ tht, phan loại động oật vd

thực uật được rút gọn hơn, còn nổi chung nội dung của câc phần

vĩ sinh học phđn tẺ, sinh học tế băo về nội tiết, dính thâi, đặc biệt lă sề tập tính được mở rộng thím nhiều Nó phđn ảnh ding

hiện trạng tă su thế cũa sinh học hiện đợi,

Nhần chung cuốn sâch năy 18 myt trong những cuốn cầm nang

có tính phd thing vĩ sink hoc có thề dùng cho giới bạn đọc khả

rộng rêi sò có trình độ phề thông Nhưng cuỗn sâch cũng rất cố ích cho giâo viĩn sink học, sink viĩn của câc trường đại hoc Ting

hợp, đại học Sư phạm, đại học Nông Lđm nghiệp, Ngư nghiệp va đại học Y-Dược, Hiện nay sinh học đong trẻ thănh một môn khoa

học mêi nhọn của khoa học tự nhiín thì cuốn sâch cũng trề nín cần thiết cho câc nhă kỹ thuật Nông Lđm-Ngư nghiệp, Y-Dược Sink hoe dang trĩ thănh lực lượng sẵn xuất trực tiếp, lă cơ sử vitng chắc đề đầy mạnh sẵn xuất Nông-Lđm-Ngư nghiệp, nhất lă

trong giai dogn xđy dựng cơ số oật chất cho chủ nghĩa xê hội ở

nước ta, Cúc nhă toân học, uật lý học, hóa học, triết học, tđm lý

học cũng sẽ lầm thấy ở cuốn sâch năy nhiều diều bồ ích cho vide

te diy trong link ue chuyĩn mon cia minh

Trang 5

CHƯƠNG ï

MO BAU LICH Sir VAN DE:

Theo những đânh giâ khâc nhau thì những sinh vật đầu tiín đê xuất hiện

trín hănh tính chúng ta văo khoảng 3 — 4 tý nâm trước dđy Từ những dạng

đầu tiín ấy trải qua nhiều biến dồi vă phđn nhânh đê xuất hiện gần một triệu loăi động vật vă gần 400 nghìn loăi thực vật hiện sống trín trâi đất, vă còn có

một số lớn loăi thực vật vă động vật đê xuất hiện, phât triền trong một thời kỳ năo đó vă đê bị tiíu diệt Đề khâi quât được số lượng không lồ câc sinh vật ấy,

câc nhă sinh học cố gắng tập hợp chúng thănh những nhóm sinh vật thực tế có

quan hệ với nhau bởi một nguồn gốc chung vă lăm sâng tổ những quâ trình sống chủ yếu chung đối với toăn bộ thiín nhiín sống

Trong sinh học cũng như trống câc ngănh khoa học khâc diễn ra mỗi tương

tâc cố định giữa câc quan sât vă giải thích câc quan sât ấy giữa câc sự kiện vă

câc học thuyết giải thích cho câc sự kiện ấy Đôi khi người ta gọi mỗi tương

tâc ấy lă ‹ phương phâp khoa học › Trong thời đại của mình câc nhă sinh học

thường bị chí trâch răng khoa học của câc nhă sinh học, khâc với vật lý học

vă hóa học, chỉ lă một khoa học mô tả đơn thuần vă không có hệ thống câc quan

niệm lý thuyết của chính mình Nhưng trong những năm gắn đđy đê xuất hiện

những nguyín lý chủ yếu của sình học vă chúng ta đê chuyền sang tìm hiền mạnh

mẽ câc quâ trình sống, Trín thực tế, chúng ta đê tâi tạo được nhiều sự xuất hiện

của sự sống trong câi gọi lă những hệ thống ‹ không tế băo ›; đề có được những

hệ thống như vậy, người ta phâ hêy câc tế băo, tâch biệt câc hợp phần của chúng vă san đó lại liín kết một số câo hợp phần cổa chúng trong ống nghiệm

Tục lạp được tâch ra từ tế băo có thề phđn hủy nước thănh ôxi vă câc sản phầm

đê bị khử có khả năng tâc dụng với CŨ; đề tạo thănh gluxit, ví dụ như tạo thănh glacoza Những tỉ thề đê bị tâch biệt; thậm chí câc hợp phần cổa chúng

có thề thực hiện được sự ôxi foHorin hóa-ôxi hóa câc axit axetlie hoặc axit

sucxinie cùng với sự tạo thănh câc liín kết lotfat « cao năng › (giău năng lượng) Sợi aotomiozin có khả năng co ngắn lại trong ống nghiệm nếu như thím văo đó ađínozintrifofat (ATP), canxi vă kali Câc riboxom tâch biệt tồng hợp được protein từ câc axit amin, vă cũng trong câc hệ thống không có tế hăo vấn có khả

Trang 6

Một nê sinh bọc có kiến thức tốt hiện nay không những chỉ cần biết câc tế băo, câc tỉ thề vă câc tế băo cồ âo, câc lap thề, nhụy vă libe, sự giảm phđn,

câc tấm vận động, câc ống Male mă còn phải biết đến những cdi khâc nữa như

entropi, năng lượng tự do vă thă bình phan tit, sự truyền thông tin sinh học; câc tâc nhđn điều hòa với mỗi liín hệ ngược vă sự chuyền câc chất qua măng, sinh khối, ð ainh thâi, sự tiến hóa, sinh vật quần lạc vă tập tính ín vết

Câc sinh vật — đó lă câc hòn đảo có trật tự trong đại dương vô trật

; tự Chúng không ngừng tiíu thụ năng lượng đề duy trì tính trật tự về tồ chức

| của câc hợp phần của mình vă nđng cao tính trật tự ấy Vì vậy mỗi sinh vật hoạt động như một câi mây chuyền hóa năng lượng, biến một đạng năng lượng năy thănh một dạng năng lượng khâc, ví dụ biến ânh sâng thănh năng lượng của câc mối liín kết hóa học trong gluxit được tạo thănh írong quâ trình quang

hợp ở cđy xanh, `

Trong hăng mấy chục năm, câc sự kiện vă lý luận sinh hạc đê được ứng dụng văo y học, y tế, nông nghiệp vă bảo vệ thiín nhiín Vă biện nay chúng

lại căng có ý nghĩa lo lớn khi con người đê bit din lo ing đốn sự nhiễm bần môi trường chung quanh vă con người đang suy tính về câc Ì

thề“âp dụng đề bảo vệ tương lai của hănh tinh ching ta,

phâp có

1: MỨC BỘ TÖ CHỨC SINH HỌC

Sính học lă một tập hợp không lỗ câc sự kiện vă lý luận (học thụ

về câc cơ thề sống Đằng câch năo đó, đề sắp xếp khối tăi liệu Không lồ ấy,

thường người ta tâch biệt sự nghiín cứu thực vật (thực oật học) với sự nghiín cứu động vật (động nật học) hoặc tâch sự nghiín cứu cấu trúc của cơ thề (hănh thấi bọc hoa phẫu học) với những nghiín cứu câc chức năng của cơ

thề (sink lý học) Nương vì ở động vật vă thực vật, mặc đă có những khâc biệt

giữa chúng, vẫn có n] chung vă rất khó khăn, đôi khi không thề tâch biệt được giữa cấu trúc vă chức năng, khi nghiín cứu chức tăng cổa một co quan ' năo đó mă không có sự mô tả cẩu trúc của co quan ấy, thì có lẽ tốt hơn cả BR phan chia sinh học phù hợp với những mức độ khâc nhau của th chức sinh vật st) Sự sâng chế ra kính hiền vị vă việc âi 6 _ Se

ệc âp dụng nó văo đầu thế kỷ XVI đề nghiín

cứu câc cơ the sống đê tạo ra mênh đất chọ việc xuất hiện Roc thuyết Ps băo

— học thuyết năy do Slđyđen vă Soạn đạ xướng văo năm 1838, Trong suốt một

Trang 7

thế Ì sau đó sự hoăn thiện về quang học của kính hiền vi vă việc nghiín cứu

câc pve phâp tốt nhất đề cố định câo mô, chuần bị câc lât cắt vă nhuộm

câc lât cĐƯếy đê tạo điều kiện phât triền nhanh chóng trong lĩnh vực đế bảo học,

Tế băo lă một đơn vị cơ bản về cấu trúc vă chức năng của vật chất sống Sự hoăn thiện kính hiền vi điện tử đê được sâng chế văo năm 1938 vă việc nghiín cứu câc phương phâp tương ứng đề cỗ định câc mô vă có được câc

lât cất cực mống đê dẫn đến việc phât hiện ra một mức độ hoăn toăn mới —

mức độ fồ chức dưới tế băo Phương phâp hiền vi điện t cùng với việc phđn

tích câc cẩu trúc bằng tia Rơngen vă hiền vi ânh sâng phđn cực đê cho phĩp thu nhận được khâi niệm ngăy căng rõ hơn về hình dang cdc phđn tử cấu tạo

nín câc cơ thề sống, về việc điều chỉnh những phđn tử ấy, kết hợp chứng bại

thănh những hợp phần cấu trúc lớn hơn, ví dụ như câc măng Sự phât triền câo phương phâp vật lý vă bâa học một câch nhanh chóng cho phĩp xâc định

Ít trong ARN

trình tự sắp xếp câc axit amin trong protein vă ede nue

D _nín tiền để giải câc mê di truyền vă câc quâ trình tồng hợp

protein đặc hiệu Đần dần, những nhận thức về sự sống đê tạo nín lĩnh vực của sink học phđn tử đê dẫn đến việc lăm sâng tổ bẩn chất của câc biến đồi vật chất vă năng lượng mă nh ó đặc trưng cho câc hiện

tượng sống ˆ Mức độ tb chức cao nhất của câc hệ thông sinh học — đó lă mức độ câc TS

quần thề vă những mối tương tâc của chúng với môi trường xung quanh, môi

trường sinh học vă vật lý, Chúng ta mới bắt đầu hiều câc dạng phức tạp mă

trong đó xuất hiện mối tương tâc giữa câc quần thề sinh vật với nhau vă với

môi trường vật lý mă chứng sinh sống Thực vật vă động vật không chỉ phđn

bố một câch đơn giản trín mặt trâi đất mă chúng tập hợp nhau lại thănh câc quần xê phụ thuộc lẫn nhan, thănh phần câc quần xê ấy bao gồm sinh vật sẵn

xuất, sinh vật tiíu thụ vă câc sinh vật phđn hủy câc chất hữu cơ vă một số câc

hợp phần vô sinh của môi trường Tại sao câc quần xê lại chỉ bao gỗm câc sinh vật năy mă không có câc sinh vật khâc, chúng tương tâc với nhau như thế năo

vă con người có thề điều khiền chúng như thế năo đề có lợi cho mình — đó

Ta những vấn đề quan trọng nhất trong lĩnh vực gọi lă sinh thâi học, 2 CÂC KHOA HỌC SINH HỌC

Sự định nghĩa thông thường về sinh học như ‹ khoa học về sự sống» đổi với chúng ta chỉ có nghĩa trong trường hợp nếu chúng ta có một khâi niệm rõ răng rằng sự aống lă câi gì vă khoa học lă câi gì Không thề hiều sự sống theo một định nghĩa đơn giấn ; những nĩt đặc trưng của nó — -sinh trưởng, vận

động, trâo đồi chất, sinh sản vă thích nghỉ — sẽ được nghiín cứn ở chương II

Sinh học nghiín cứu sự đa dạng của câc cơ thề sống, cấu tạo, chức năng, tiển

hóa, phât triền câ thề vă những mối tương quan với môi trường chung quanh

Trang 8

của chúng Sinh học đê trở thănh một khoa học quâ rộng, vă không có một nhă

nghiín cứu năo có thề khâi quât hoặc trình băy được dđy đê trong phạm vi

một cuốn sâch giâo khoa ; phần lớn câc nhă sinh học lă câc chuyín gia về một

lĩnh vực năo đó trong số câc khoa học sinh vật Thực mật học va động vit hoc

nghiín cứu câc dạng sinh vật vă những mối tương quan tương ứng của chúng

trong giới thực vật vă động vật, Giải phẫu học, sinh lý học vă phôi sính học

nghiín cứu cấu tạo, chức năng vă sự phât triền cổa cơ thề ; những khoa học ấy có thề còn chia nhỏ hơn tùy thuộc văo câc đối tượng nghiín cứu, ví lu phđn chia ra thănh sinh lý bọc động vật, sinh lý học thú, sinh lý học người Ký sảnh học nghiín cứu câo cơ thề ký sinh trong câc cơ thề khâc ; ế bảo học

nghiín cứu cấu tạo, thănh phần hóa học vă chức năng câc tế băo, còn mó học

nghiín cứu câc tinh chất cửa câc mô Đi truyền đọc chú ý đến câc phương phâp truyền câc tính trạng từ thế hệ năy sang thế hệ khâc ; điều đó có liín quan

chặt chẽ với việc nghiín cứu sự tiến hóa -— đặt cho mình mục-đích lăm sâng tổ rằng câc loăi mới đê xuất hiện như thế năo vă bằng câch năo câc dạng hiện

nay đê xuất hiện từ câc dạng đê tồn tại trước đó Khoa học về sự sắp xếp thực

vật vă động vật vă về họ hăng tiến hóa giữa chúng có tín lă phản loại học

(hoặc phĩp phđn loại), Một trong những khoa học sinh học trể tuồi nhất lă sinh thấi học, sinh thâi học nghiín cứu những mỗi tương quan giữa nhóm sinh vật

năy hay khâc với môi trường xung quanh ; môi trường xung quanh bao gồm

câc yếu tố vật lý cũng như câc sinh vật khâc như lăm nơi ở hoặc thức ăn, hoặc cạnh tranh, săn đuồi

3 NGUỒN GỐC CÂC DẪN LIỆU SINH HỌC

Câc bạn có thề hỏi bằng câch năo mă biết được tất cÊ câc sự kiện sinh học mă chúng đê được mô tả trong cuốn sâch năy vă từ đđn mă chúng ta biết rằng chúng đâng tin cậy Nguồn đầu tiín của bất cứ tin tức năo, tất nhiín phải ]ă sự quan sât thận trọng vă có kiềm tra hoặc lă nghiín cứu thực nghiệm

Trước kia một số nhă bâc học không muốn công bố câc phât minh, nhưng

hiện nay một truyền thống vững chắc đê được xâc định, theo truyền thống năy

thi mỗi một phât mình khoa học lă cña chung vă phải được công bố Trong một

băi bâo khoa học không phải chỉ trình băy việc phât hiện một sự kiện năy hay

khâc; tâc giả phải trình hay đẩy đê câc chỉ tiết có ý nghĩa khí tâc giả xâc lập

sự kiến ấy, đề cho người khâc có thề khẳng định được câc số liệu của tâc

giả ấy

Chính câi tiíu chuần lặp lại được ấy cho phĩp chúng ta thừa nh

quan sat hoặc thực nghiệm chứng minh bản chất của sự kiện ; những quan

sât mă những người nghiín cứu cùng ngănh không có thề lặp lại được đều bị bâc bả

an sự

Trang 9

San khi có phât minh, nhă sinh học viết công bố gọi lă ‹ băi bâo › trong đó mô tả một câch chỉ tiết câo phương phâp của mình đề nhă nghiín cứu khâc có thề lặp lại được, nhă sinh học trình băy câc kết quả câc quan sât cửa

mình, đânh giâ câc kết luận rút ra từ những quan sât ấy, đôi khi đề ra lý luận

giải thích chúng vă cuối cùng chỉ rõ vị trí cña câc sự Kiện mới trong hệ thống câc trì thức khoa học hiện đại Nhă sinh học biết rằng những người đồng nghiệp của mình sẽ kiềm tra nghiím ngặt phât mình cổa mình, va câi đó sẽ lă sự

động viín đề lặp lại quan sât hoặc thực nghiệm một câch tỷ mỸ trước khi công

bố chúng Sau đó tâc giả gữi băi bâo của mình cho một từ tạp chí chuyín môn

tương ứng (theo con số gần đúng trín thể giới có hơn 7.500 tạp chí về câo

ngănh sinh học khâc nhan), rồi một hoặc một sð ủy viín của ban biín tập sẽ đọc Nếu họ đồng ý thì băi bâo sẽ được xuất bản vă nó “trở thănh tăi liệu” về vấn đề đó

Trước kia khi câc tạp chí còn ít thì một người có thề đọc câc tạp chí xuất bản hăng thâng nhưng bđy giờ thì rõ rằng lă không thề được nữa rồi Nhưng lại có câc loại tạp chí giúp cho nhă einh học thoât ra khối tình trạng khó khăn đó,

ví dụ ‹Biological Abstracts › (tóm tắt sinh học), ở đđy có tóm tắt tất câ câc băi

bâo được đăng, xếp chúng theo những lĩnh vực khoa bọc hay câc vấn đề khoa

học; trong bản tóm tắt năy có kết quả nghiín cứu vă chỉ dẫn cho biết tạp chí đê công bố công trình đó Tạp chí * Current confents * còn công bố những tin tức

ngắn gọn, tạp chí năy công bố câc bản liệt kẽ câo băi bâo khoa học da được đăng trong hăng mấy trăm câc tạp chí khâc, ghỉ rõ tín tâc giả, tín tạp chí,

số tập vă số trang

Còn có nhiều tạp chí chỉ đăng câc băi tồng kết những thănh tựu mới

của khoa học thuộc câo lĩnh vực tương ứng như * Physiological Review » (tap

chi sinh lf hoe), «'The Botanical Review > (tap chi thực vật học), *Quarterly Review of Biology › (tạp chí hăng quý về sinh hoc), « Annual Review of physidlogy »

(tạp chí băng năm về sinh lý học) vă « Nutrition Review + (tap chi vĩ dinh duĩng

học) Như vậy, một sự kiện mới hoặc một lý thuyết mới được phồ biến một

câch rộng rêi lă do nó được công bố trong một tạp chí chuyín môn vă được

tóm tắt trong câc tạp chí thông bâo hay tong kĩt vă cuối cùng có thề thấy nó

được phần ânh văi dòng trong câc sâch giâo khoa

Còn một biện phâp truyền bâ kiến thức mới lă những hội nghị hăng năm của câo hội những nhă thực vật, di truyền, sinh lý vă những chuyín gia khâc,

ở đđy người ta bâo câo, thảo luận những công trình khoa học Thường kỳ có

những hội nghị quốc gia hay quốc tế gọi lă câc Ximpozium, ở đđy câo chuyín

gia cổa lĩnh vực khoa học năy hoặc khâc thảo luận câc phât mình mới nhất hay

tình trạng hiện thời của một lĩnh vực nhất định Tăi liệu của câc Ximpozium

Trang 10

4 LỊCH SỬ SINH HỌC

Có lề tồ tiín của chúng ta đê chú ý đến thực vật vă động vật trước khi Homo sapiens xuat hiĩn : vượn người vă người vượn — câc tồ tiín của chúng fa

trín oon đường, tiến hóa, không còn nghỉ ngờ gì nữa đê rất sứm có được những hiều biết thực tế; ví dụ, những loăi thực vật năo có thể dùng lăm thức ăn, câc

loăi động vật năo lă nguy hiềm, loăi động vật năo có thí săn bản được đề lấy

thịt vă lông, ở chỗ năo có những thực vật vă động vật ấy vă v.v Một số khâi niệm của người tiền sử về những sinh vật thời ấy đê lưu truyền lại đến ngăy

nay bằng câc hình vẽ bằng đâ trín vâch câc hang động

Những nền văn minh cồ xưa ở Trung quốc, Mezopôtami, Ai cập đê tích lêy được nhiều kiến thức về thực vật vă động vật vă đê thuần hóa được nhiều

bò, trđn, cừu, lợn, mỉo, vịt, ngỗng, Câc nhă triết học Hỳ lạp sống văo thể kỷ thứ

VỊ vă thứ Ý trước công nguyín như Đnacximandrơ, Kxerôlan, Empeđôc vă những

người khâc đê đề xuất nhiều học thùyết trừu tượng về nguồn gốc thực vật vă động vật, Arixtôt (484 — 322 trước công nguyín) một trong những nhă triết học Hy lạp vĩ đại nhất đê viết về nhiền vấn đề, vă trong một số tuyền tập của ông

đê đề cập đến câc vấn đề sinh học Cuốn ‹ Hietoria animalium * của ông có nhiều

dẫn liệu rất khâc nhau về giới động vật & Thô nhĩ kỳ vă những vùng lđn cận thuộc Tiền  Những mô tả cổa ông về động vật khâ chính xâc, vă trong số đó đễ dăng nhận ra hăng loạt loăi hiện đại, Tầm cỡ sđu vă rộng về kiến thức sinh học của Arixtôt thật đâng ngạc nhiín ; ví dụ, ông nghiín cứu tỷ mŸ aự phât triền

của gă con, sự sinh sản của câ mập vă của ong; ông đề ra học thuyết mă theo

đó thì thực vật vă động vật biến đồi đồn dần, ngăy căng phât triền líu theo câc « bac thang cha tự nhiín › bởi sự nỗ lực bín trong tiến tới tồ chức gầy căng phức tạp hơn vă hoăn hảo hơn, Sự cống biển của Arixtốt về logic, ví dụ nghiín

cứu hệ thống chuyền biến qui nạp từ câc yếu tố riíng biệt đến sự khâi quât

giải thích câo yếu tố ấy có ý nghĩa lớn lao đối với tất cả câc lĩnh vực của khoa học

Người thầy thuốc Hy lạp Galen (131 — 20] sau công nguyín) lă một trong những người đầu tiín tiến hănh thực nghiệm trín động vật vă tiến hănh giải

phẫu Lă một nhă thực nghiệm đầu tiín vẽ sinh lý học, ông có hăng loạt câc

phât minh quan trọng có liín quan đến câc chức năng của đại nêo, câc dđy thần kinh vă ông đê chứng mình xầng động mạch chứa mâu chứ không phải chứa không khí, Trong những vấn đề giải phẪu người, ông có uy tín tuyệt đối trong khoảng suốt 13 thế kỷ mặc dù trong câc mô tả của ĩng có

nhiều sai lầm khâ nghiím trọng ; vấn đề lă ở chỗ Galen đê giải phẫu lợn vă

khỉ chứ không phải lă cơ thề người Phni (23 — 79 sau công nguyín) đê biín

Trang 11

vật có thể có về nơi ở vă dình đường của chúng; đó lă một mớ hỗn tạp lạ

lùng về những sự kiện có thực vă những ý nghĩ

Đến thời kỳ phục hưng trong khoa học đê đầu dẫn tích lay được câc

cơng trình cđa câc nhă bâc học như Bekon (1214 — 1294) vă Veliki (1206—

1280) hai nhă bâc học năy quan tđm đến tất cả câc lĩnh vực cña câc khoa học

tự nhiín vă triết học Nhă bâc học thiín tăi Leôna đờ Vinxi (1452-~1519) không

những lă nhă hội họa, một kỹ sư, một nhă phât minh mă còn lă một nhă giải

phẫu vă nhă sinh lý học Một số trong nhiều quan sât của chính bản thđn ông

trong lĩnh vực sinh học chỉ được biết đến sau đó ítlầu khi đê giải được câc

mê câo bản ghỉ trong vở cổa ông

Anôrí Vezali (1814-1564), người BÍ, lă giâo sư của Trường Đại học Tồng hợp Pađuan ở Italia đê giải phẩu cơ thề người vă đê có những bắn vẽ rõ răng những gì mă, ông thấy ; thím văo đó ông đê phât biện được nhiều điềm không

chính xâc trong câc mô tả giải phẫu của Galen Văo năm 1543 ông công bố những quan sât vă hình vẽ của mình trong cuốn sâch <De Humani corporis

Íebriea› vă như vậy ơng đê đặt nền móng cho giải phẩn học hiện đại Vezali nhắn mạnh rằng không chỈ dựa văo uy tín của Galen mă còn phải dựa văo những quan sât tỷ mỹ chính xâc ; chính vì điều đó mă ông đê bị đê kích vă cuối cùng buộc phải từ bỏ chức vị giâo sư ›

Uyliam Haevdy (1578—16ê7), thầy thuốc người Ảnh đê tốt nghiệp ngănh

ý Ở trường Đại học Tồng hợp Paduan, nơi mă trước đó Vesali đê giảng dạy, đê

œó cống biến to lớn văo sự hiều biết câc quâ trình tuần hoăn mâu, Năm 1698,

Haovđy công bố luận văn cửa mình ‹Exereitatio anatomioa de motn cordis et

sanguinis in animalibus», Trước đó câc bâc sĩ công nhận vô điều kiện học

thuyết của Galen rằng mâu được tạo thănh ở gan từ thức ăn vă chạy văo câo

€ơ quan của cơ thề vỲ được sử: dụng hoăn toăn Người ta giả thiết rằng trong

tìm không có mô cơ vă nó chỉ phình ra một câch thụ động dưới tâc động của

mâu chấy trong đó, Tựa văo câc quan sât trực tiếp Hacvđy đê mô tả bằng câch

năo mă thoạt tiín tđm nhĩ vă sau đó lă tđm thất được tích đầy mâu vă chúng đầy mâu ra bằng câch co câc vâch cơ của chúng, Bằng thực nghiệm ông chứng minh rằng mâu chẩy ra từng đợt một từ động mạch bị cắt đứt vă nhịp chảy

của nó phù hợp với nhịp đập của tim vă rằng nếu buộc chặt tĩnh mạch thì theo hướng từ chỗ đặt nút thất (xa tim) tĩnh mạch được tích đầy mâu, còn về

phía ngược lại (gần dĩn tim) thi thấy rỗng vì mâu đê chảy đi hết Ông đê xâc lập được rằng trong tĩnh mạch có câc van cho mâu chay theo hướng về tim vă không cho chảy theo hướng ngược lại Trín cơ sở những quan sât ấy ông níu

lín giả thiết rằng mâu chẩy từ tim theo câc động mạch vă trở lại tìm bằng câc

tĩnh mạch Sau khi xâc định được khối lượng mâu chay đi từ tim trong mỗi

nhịp đập vă số lần tìm đập trong một phút ông đê tính ra được khối lượng

Trang 12

chung của mâu chẩy qua tím trong một phút Khối lượng ấy lớn đến mức mă

rõ răng lă mâu trong bất cứ lượt năo cũng không có thề được tạo thănh hoăn toăn mới ở trong gan ; cũng rõ răng lă mâu đuợc sử dụng nhiều lần vă luđn chuyền theo cùng con đường ấy Những lý luận ấy lần đầu tiín đê được lăm sâng tổ trong sinh lý học Hacvđy kết luận rằng động mạch được nối liền với

tĩnh mạch bằng những ống rất nhỏ bĩ đề khĩp kín vòng tuần hoăn mâu mặc

dù ông không có thề trông thấy những ống nhỏ bĩ đó Trong giai đoạn cuối cùng của cuộc đời mình, Hacvăy đê nghiín cứu tỷ mỹ sự phât triển của gă con,

đê công bố những kết quả cửa mình vă đê đề ra giả thuyết rằng tương tự

như gă, câc loăi động vật có vú cũng được phât triỀn từ trứng

Khi Janxen văo năm 1590 vă Galilí văo năm 1610 đê thiết kế được kính hiền ví thì những khả năng nghiền cứu nhiều vấn đề sinh học theo kiều mới được mỡ rộng, Robe Huc (1635—1703), Macxelĩ Manpighi (1628—1694), Antoni

van Levenhue (1632—1723) va Jan Xvammecdam (1637—1680) 14 mot trong 96 những người đầu tiín sử dụng kính hiền vi, họ đê nghiín cứu cấu tạo của câc

mô động vật vă thực vật Nhờ kính hiền vi với độ phóng đại khoảng 30 lần Huc đă phât hiện câc “tế băo „ trín lât cât bấc hần Nhờ câc thấu kính có độ phóng đại

khoảng 270 lần, Levenhue đê mô tả được tình trăng người, vi khuẩn, động vật

nguyín sỉnh vă câc nhđn trong tế băo mâu, Manpighi đê thấy được câc mao quđn nối liền động mạch vă tĩnh mạch Những quan sât như thế trín tế băo sở

không sắn sinh ra được những thănh tựu quan trọng về phương diện lý thuyết

khi mă trong thời ky dau cia thĩ ký XIX học thuyết tế băo chưa được hình thănh Trong thĩ ky XIX sinh học tế băo đê phât triền nhanh chóng vì có những kết quả to lớn trong việc chế tạo ra câc thẩu kính dùng cho kính hiền vi Năm 1833 Brao đê mô tả nhđn của tế băo thực vật, vă năm 1839 Slđyđen vă

Soan đê mô tả hạch nhđn Một bước mới trong sự phât triển học thuyết tế

băo lă luận thuyết của Viơsốp (1855): Tất cả câc tế băo được xuất hiện chỉ lă do:sy phđn chia câc tổ băo đê tồn tại trước đó Năm 1880, Fleminh đê mô tả

nhiễm sắc thế vă trình tự câo sự kiện trong nguyín phđn vă văo những năm

thứ 90 của thế kỷ trước đê lăm sâng tổ được câc hiện tượng rất phức tạp diễn

ra trong nhđn tế băo trong thời kỳ giâm phđn

Jon “Rai (1627—1705) vă K, Liní (1707—-1778) đê xđy dựng được hệ thống phđn loại thực

ật vă động vật đưa ra luật đặt tín hai chữ (sử dụng hai tín gọi tín giống vă tín loăi); luật đặt tín ấy

định mỗi dụng động vật vă

thực vật có một tín gọi khoa bạc xâc định lăn đần tiín luậi n ấy được

liní sử dụng trong Bin xuất bẩn thứ 10 cuốn sâch ‹ Hệ thống của tự nhiín,

của mình (1758)

Cac Fon Berơ văo năm 1838 đê công bố Những nghiín cứu vẽ sự phât

triền của động vật › của mình, trong đó ông đê tồng kết lại tất cả những gì đê

Trang 13

dược Fabrixiux (giâo sư giải phẫu bọc ở Padua thầy đạy Hacvev), Hạ Manpighi va Caxpa Voniơ phât hiện được trong linh v vực ae Trong cuốn sâch ấy Rerơ đê trình băy một tồng kết mă hiện nay gọi lă định tuột Bere, theo định luật năy thì những đặc điềm chung đối với tắt cả câo đại diện của mật nhóm động vật năo đó đê xuất hiện trong quâ trinh phâi triều phôi sớm hơn so với những tính trạng đảo trưng, mă những tính trạng năy phđn biệt cde câ thề với nhau của nhóm ấy Ví dụ, những cẩu trúc giải phẫu đặc trưng cho tất cỗ câc

loăi động vật có xương sống (đại nêo vă tủy sống, xương sống, cung động mạch

chủ vă hệ cơ phđn đốt) đê xuất hiện ở những giai đoạn sớm hơn so với những

cẩn tạo chỉ đặc trưng cho câc lớp động vật có xương sống riíng biệt (câc chỉ của động vật bốn chđn, lòng vũ ở chim, lông mao ở thú) Theo trình tự ấy hình thănh câc đặc điềm đặc trưng cho câc họ, giống vă loăi riíng biệt Ở câc giai đoạn sớm của sự phât triền thì cấu tạo phôi lă rất giống nhau ở tất cả

câc đại diện của bất cứ nhóm (ngănh) lớn năo của động vật

Định luật Berơ đê được hình thănh rất lđu trước khi Đaouyn có được những chứng cớ hiền nhiín chứng mình cho học thuyết tiến bóa ; do vậy Male vă Hecken đê giải thích định luật ấy theo câch khâc dưới ânh sâng cổa học thuyết tiến hóa, Heeken gọi định luật ấy lă đục: luật di truyền sinh học, sau khi trình băy ngăn gọn bản chất của định luật ấy hăng câc từ sự phât sinh câ thề

lặp lại sự phât ainh chúng loại › Trong quâ trình phât triển câ thờ, câc cơ thỈ cả

xu hướng lặp lại chung trình tự câc giai đoạn mă chúng đê trải qua trong hước đường tiến hóa của chúng, Sự ‹ lặp lại › ấy thường bị biến đồi vă rút ngắn lại, vă rất nhiều giai đoạn của sự phât triền tiến bóa đê bị loại trừ khối trình tự phât triền câ thề Trong đó ở phôi không phải có những tính trạng mă

câc dạng tô tiín của chúng đê có ở tuồi trưởng thănh mă lă có những nĩt xâc

định bởi phôi của câc dạng ấy, Định luật di truyền sinh học có lợi ở chỗ lă nó cho phĩp giải thích trước hết lă những đặc điềm phât triền khó hiều như sự xuất

hiện câc khe mang vă câc ống trung thận ở phôi của động vật có xương sống

bậc cao, Berơ đê xđy dựng học thuyết câc lâ phôi vă nhấn mạnh sự cần thiết

phải nghiín cứu so sânh câc quâ trình phât triền ở câc động vật khâc nhau,

Xhi câc nhă sinh học chỉ mới mô tả trình tự câc sự kiện diễn ra trong quâ trình phât triền của bắt cứ sinh vật năo vă phât hiện ra trật tự tô rằng của câo sự kiền ấy thì tất nhiín sẽ nấy sinh cđu hổi : sức mạnh năo điều khiền tất cổ câo sự kiín ấy, mă chỉ từ một tế băo duy nhất — trứng đê thụ tỉnh — lại có được một dạng trưởng thănh với cấu trúc vô cùng phức tạp như vậy ? Trong thế kỷ XVI vă XVHI đề giải thích câc quâ trình phât triền, học (huyết điền định

đê được thừa nhận rộng rêi Về thực chất, học thuyết năy không giải thích sự

phât triền mă lă phử nhận nó, học thuyết tiền định giả thiết rằng trứng (hoặc

tỉnh trùng) đê có tất cả câo cấu trúc quan trọng của một cơ thể trưởng thănh,

Trang 14

như giải phầu một con nhộng bướm thì có thề thấy trong nó tất cả những

phần côa một con côn trùng trưởng thănh được sắp xếp chặt chẽ vă chuần bị

phât triền khi thoât khỏi vỏ bọc chật hẹp Khi cất ngang một chồi cđy eó thể thấy

được trong đó có hoa hoặc lâ đê được sắp xếp với tất cả câc bộ phận của nó Tương tự như vậy người ta khẳng định rằng trứng có tất cả câc cấu trúc của phôi tương lai nhưng câc cấu trúc ởó trong suốt, được sắp xếp chặt chẽ vă rất

nhỏ, vì vậy rất khó quan sât chúng Đê diễn fa một cuộc tranh luận sôi nồi giữa những người giả thiết rằng tất cả câc phần của phôi nằm trong trứng, còn tỉnh trùng chỉ ký sinh một câch giản đơn vă dinh dưỡng bằng tỉnh dịch vă những

người cho rằng tất cả câc cấu trúc của phôi nằm trong tỉnh trìng còn trứng chỉ lă môi trường dinh dưỡng đề cho chúng phât triền Năm 1746 khi Bonnẻ đê

xâc định được rằng một số côn trùng ví dụ như Rệp có thề phât triền bằng con đường sinh sẵn từ câc trứng chưa thụ tính thì điều đó lă chứng cớ xâc đâng chống lại quan niệm cho rằng phôi được hình thănh trong tỉnh trùng

Một quan niệm ngược lại lă ¿huyết tđn thănh nghĩa lă sự phđn hóa cấu

trúc đần dần của cơ thề theo thời gian phât triền của nó từ trứng tương

đối thuần nhất đê được Caxpa Vonlv đề ra văo năm 1759 5au khi

nghiín cứu tỷ mỹ sự phât triền của trứng gă ở câc giai đoạn sớm nhất ông đê không thề phât hiện ra trong đó bất cứ bộ phận măo của câi phôi tương lai Thực tế trứng có một cầu trúc năo đó, nhưng cấu trúc ấy

không có câi gì chung với cấu trúc của phôi ở câc giai đoạn phât triền sau năy,

Vonl da di đến kết luận rằng trứng không chứa phôi đê hình thănh sẵn mă

chỉ chứa vật liệu đề hình thănh phôi Cuộc tranh luận: giữa hai trường phâi câc nhă phôi sinh học — câc nhă tiền định luận vă câc nhă tđu thănh luận

đê diến ra nhiều lần vă đê số dụng câc dạng mới do những phât mình mới Phối sinh học thực nghiệm ra đời văo cuối thế kỹ XIX đê giải quyết được vấn đề đó, Câi gì sẽ xđy ra nếu tâch riíng hai tế băo đầu tiín được tạo thănh

khi trứng được thụ tính mĩi phan ‘chia, va tai sao chúng có khẢ năng phât

triền độc lập với nhau ? Theo thuyết tiền định thì từ mỗi tế băo như vậy

sẽ phât triền thănh một phôi vă mỗi phôi không thề có được một nữa số

câc cơ quan, câc phần của cơ thề Còn theo thuyết tđn thănh thì mỗi một

tế băo sẽ trở thănh một phôi hoăn chỉnh duy chỉ nhỗ hơn một chút Vingem

Tu đê tiến hănh thí nghiệm sau đđy, dùng kim nung nóng phâ hủy một tế băo phât triền từ trứng ếch ở giai đoạn hai tế băo (giai đoạn hai phôi băo) Sự phât triền sau năy đê diễn ra lă chỉ có một nửa phôi được hình thănh từ trứng Kết quả ấy tạo thănh một phôi bị hư hại — phù hợp với sự ¡ tiín đoân của thuyết tiều định Nhưng sau đó đê rõ rằng nguyín nhđn của

sự "kiện ấy lă do phương phâp thí nghiệm không dạt, Trong thí nghiệm ấy

một tế băo bị giết chết nhưng không tâch tế băo chết ấy ra khỏi phôi mă

vă chính sự có mặt cổa tế băo chết đó đê ngăn trở sự phât tiền của tế

Trang 15

băo “kia của trứng Nếu hai tế băo đó được tâch biệt bằng câch dùng dđy

buộc chất ở giữa thì mỗi tế băo phât triền thănh một phôi bình thường ăn chỉnh San “tr ott

„

an, CN co} Ys trong quĩ trình phât triền về sau năy của sinh lý

ọc thì Rone Na (2 16 — 1650) Sac Ben (1774 — 1842) vă Franxoa Magiandi

(1783 — 1855\ A aa cĩ vai trò to lớn vì đê có những cống hiến lớn lao văo

sự hiều bigs câc chức năng của đại nêo vă câo dđy thần kinh nêo tẩy, Johanex

Mule (B01 —- 1858) đê nghiín cứu câc tính chất của dđy thần kinh, câc mao uốn sâth giâo khoa về sinh ly học do ông viết đê gđy nín sự chứ

ý của nhiều ggrời đối với lĩnh vực năy vă'đê kích thích nhiều công trình

ú Ideĩe, Clot Becna (1813 — 1878) một trong những người tuyín truyền tính or ‘sho sinh lý học thực nghiệm đê lăm cho kiến thức của chúng ta thong phú thím về chức năng cổa gan, của tim, cha đại nêo vă của

nhau thai -

đôn ante (1728 — 1793) vă Jooe Cuvie (1769 — 1832) lă một trong số những ngườŠ đầu tiín nghiín cứu những cấu tạo giống nhau ở câc động vật khâc nhau val da đặt cơ sở cho giới phẩu học so sốnh Risac Ouen (1804 — 1892) đê đượể ra khâi niệm về hiện tượng cùng nguồn vă cùng chức, Cuyvie cũng lă một #rong những người đầu tiín nghiín cứu câc dạng hóa thạch vă người ta coi (ông lă người sâng lập ra môn cồ sinh vdt học Mặc dù vay Cuvie

tin tưởng một câch chắc chắn văo tính bất biến của câc loăi vă đê tiễn hănh

câc cuộc tranh lận nấy lửa với Lamac — người đê đề xướng ra học thuyết

tiến hổa văo Măm (1809 dựa văo quan điềm về sự di truyền câc Hăh trạng tập

nhiễm cho côn châu,

Trong tnột trăm năm trổ lại đđy, về thực chất, sinh học đê phât triền với

nhịp điệu dịthường Trong thời gian đó đê hình thănh câc ngănh sinh học nhự tế

băo học, di tuyều học, học thuyết tiến hóa, hóa sinh học, lý sinh học, nội tiếp

học, sinh thâi bợc, Những phât minh trong lĩnh vực hóa, học vă vật lý học vă k vấn đề sinh học, sự hoăn thiện không ngừng câo phương phâp nghiín cứu về vật lý vă hóa học đê tạo ra khả năng lă băng phương phâp mới đề tiếu đến chỗ nghiín cứu nhiều

5 THUẬT NGỮ SINH HỌC VĂ ĐƠN VỊ ĐO LƯỜNG

Khi nghiín cứu sinh học chúng ta phải đụng chạm đến nhiều tín gọi vă câc

thuật ngữ lă tín gọi của câc loăi câc nhóm thực vật vă động vật khâc nhau, câc cẩu trúc hình thâi vă những cơ chế chức năng của chúng, cũng như tín gọi câc

mối quan hệ tương hỗ giữa chúng, Đề đđm bảo được độ chính xâc tối đa vă

có được thuật ngữ mă câc nhă bâo học cổa tất cả câc nước có thề hiền được, câc nhă sinh học thường sử- đạng chữ la tỉnh khi có thề sử dụng được ; khi

Trang 16

xđy dựng những thuật ngữ mới đề đặt tín cho những cấu trúc hoặc câc quâ { 2 1 wl 1 srl Song rab < MO mm Cheb a ad Om s4 “gu y s 3 z4“ Mam 3 4 Zng 4 ¿ - 22

Mile aki bing — Z sư ®

mat >a 100 oncron 3 IB bon bib Z40y xe | Worn nd 3£ ——2;.j œ 1 12/2700 Wkhudn Z8W+ Moh sing Phi Mit hinh h biel wf thing } Mycoplorme g om Tio.tu ngeor 3 tint Q@ 3 atin ; x8 BN 3 hen td a Protein

Tio rba gen vo" ¬

tia going ~d /z }Axzzz

44 lạ

22 vrd@ 7 TP gì ~ Suge

~Ì2⁄z #2

Hình 1: Kích thước sảa câc đâi tượng sinh hoc Trong một hình vẽ đề có thề ghi lại được toăn bệ câc kích thước trong thiín nhiín sống phải

+ Togarit

6 VIỆC SỬ DỤNG CÂC KIẾN THỨC SINH HọC

Đọc cuốn sâch năy độc giâ sẽ có khâi niệm về một số ứng dụng thực tiễn câc kiến thức sinh học — sử đụng chúng trong lĩnh Yực y học,

16

sử dụng tỷ lệ

trình mới được phât hiện thường người tạ sử dc Vă 7 gốc chit La tinka hay \™ lap ¥ tina hĩa toan

Khi gviết cuốn sâc|

năy chúng tôi ĩgố gắng bằng \

mọi câch đề có thề*, đưa văo

băi viết thật ít thuật ngữ mới ; nhưng về thực chất

nhiền thuật ngữ biŠ lă phần `

không thể tâch Ẩười của | câc nguyín TC, / câc quan nệm phải thđoế luận vă không thề không * sử dụng chúng it Đối với những số âo vă số lượng câc chất ở mức độ tế băo thì cần thải có những đơn vị đo tương) ứng, Những

đơn vị do chiều đăi bao gồm :

micron (Imem fe 10m) ya

nanomet (lnm \= 10-1Ím),

Biều thị khối đượng băng

nanogam (Ing == 10°%) hoặc

pieogam (lpg == 10122) hoặc

bằng đantôn (dantôn —- lă đơn vị khối lượng phđn tử bằng khối lượng của nguyín

tử hiểrô) ˆ

Một văi khâi niệm về kích

thước câc đối tượng sinh học

được trình băy ở hình 1

Trang 17

khỏe, trong nông nghiệp vă trong kỹ nghệ đóng hộp thức ăn, nghiín cứu sinh vật còn có giâ trị thầm mỹ học Không nín chờ đợi văng người sinh viín sẽ học

tất cả hay nhiều tín vă dấu biệu cña rất nhiều cđy vă động vật khâc nhan, nhưng khi hiều biết cẩu tạo vă nguồn gốc của câc dạng cơ thề thì anh ta sẽ thụ được

nhiều điều thú vị từ những cuộc đi chơi trong rừng hoặc theo bờ biền, Thường

những người dđn thănh thị chỉ thấy một mảnh nhỏ của thế giới động vật vă thực vật — vì rất nhiều cơ thề lại sống ở những chỗ rất khó thấy chúng, ví

dy, & bitn hay ở những miền đất cạn rất khó đến Câc cuộc tham quan vườn bâch thảo, bâch thú, bề câ, hoặc bảo tăng giúp ta có một khâi niệm năo đó về

tính muôn mău muôn về của câc cơ thề sống, -

Không thề năo mô tả đủ câc dạng sống tồn tại mă lại không nhắc tới nơi sinh sống của chứng, Điều đó dẫn chúng ta đến một trong những lĩnh vực cơ

rằng mọi cơ thể sống ở một nơi năo đó đều

bản của sinh học — tới quan n

năm trong mỗi quan hệ chặt chẽ lấn nhau vă với môi trường chúng quanh

Nghiín cứu những mối quan hệ lẫn nhau đó lă đặc biệt quan trọng

Câo cơ thề hiện nay ít nhiều liín quan với nhau về họ hăng tiến hóa Khi

xem xĩt một dạng sống cơ bản năo đó (hì ta đễ hiều vă đê nhớ câc ] tượng

có liín quan tới chúng nữu như ta tìm được cho chúng một vị trí thích hợp trín

chiếc thắm đan mau của thế giới sẵng,

Khi băn cêi câc qui luật sinh vật chứng fa gẽ tập trung sự chứ ý của mình

văo con người đề thấy vị trí thực sự của con người trong thể giới sinh vật Vì

chi do edi quan điềm riíng của mình, câi quan diềm không đúng đắn vă không khâch quan, nín con người thường cho mình đứng ở trung tđm của vũ trụ, còn sâc động vật vă thực vật Khâc tồn tại chỉ lă đề phục vụ cho con người Về số lượng, kích thước, sức lực, tính chịu đựng vă khả năng thích nghỉ thì con người

thua nhiều động vật khâc vă trong khả năng thích nghỉ với câc điều kiện xung

quanh (rồi chúng ta sẽ thấy, có thí cho rằng đó lă thuậc tính sinh học, quan trọng nhất của bất cứ cơ thề sống năo) thì nó lại hay thất bại, Nhưng khi nghiín

cứu câc cơ sở của sinh học đại cương thì bồ ích vă thứ vị hơn cả lại lă chú ý

văo con người ›

Trang 18

— Pu NN ere Me nen CHƯƠNG II MỘT SỐ KHÂI QUÂT CƠ BAN CUA CÂC KHOA HỌC SINH HỌC

CÂC ĐỊNH LUẬT VẬT LÝ VĂ HÓA HO!

Một trong những khâi quât chủ yếu cña sinh học hiện dai lA « tat ed câc

hiện tượng cu sự sống đều tuđn theo câc định luật sột lý uề hóa hoc» va

chúng có thề được giải thích bằng câc định luật ấy Mêi đến đầu thế kỷ XX

đa số chúng ta, trong số đó có phần lớn câc nhă sinh học, mới khẳng định

được rằng câc quâ trình sống về cơ bản có câi gì đó khâc với câc quâ trình diễn

ra ở câo hệ thống không sống Sau đó nhờ những thănh tựu to lớn trong việc hiều biết câc hiện tượng vật lý vă hóa học đê trở nín rõ rằng rằng nhiều sự

biền hiện cửa sự sống mặc dù chúng phức tạp hơn nhiều, có thề được giải thích

bằng câc khâi niệm vật lý vă hóa học mă không phải dùng tới câc sức sống bf

ần Những tính chất của câc tế băo, vă của câc cơ thể sống trước đđy tưởng

như bí ần đê trở thănh hoăn toăn có thề Biềx được: Nhiều quâ trình phức tạp

vốn có của câc hệ thống sống trong những điều thích đâng đê có thề lặp lại trong ống nghiệm Tất cả những điền đó tất nhiín sẽ dẫn đến sự khẳng định rằng

khi có kiến thức vật lý vă hóa họo đê sđu về câc hệ thống sống, chúng ta có thề

tâi tạo vật sống từ không vật sống,

8 HỌC THUYẾT TẾ BĂO

Một khâi quât khâc quan trọng nhất cổa sinh học lă bọc (huyết tế bảo Hạc thuyết tế bỉo hiện đại khẳng định rằng rất cả mọi cơ thề sống —

thực vật vă vi khuần _— đều được cấu tạo tù 10 va tir cdc sin phim hoạt động sống của tế băo ; rằng câc tế băo mới được hình thănh băng câch phđn chia

câc tế băo cũ ; rằng tất cả câc tế hăo chủ yếu rất giống nhau về thănh phần hóa

hoe vă về trao đồi chất vă rằng hoạt tính của cơ thề toăn vẹn bao gồm hoạt tính

vă sự tâc động tương hỗ của câc tế băo riíng biệt,

18

Trang 19

Lần đầu tiín Robe Huc đê mô tả câc tế băo, ông quan mất miếng bẩc bần băng chiếc kính hiền vi thô so của thế kỷ thứ XVII ; câi mă ông thấy lúc đó (h.2)

trín thực tế lă thănh những tế băo đê chốt Gần hai trăm năm trôi qua câc nhă ainh học mới hiều rằng vai trò chủ yếu không phải lă thănh tế băo mă lă chất có bín trong tế băo Hình 2 Cấu trúc hiền vi của lât cất bất bền mông, Hình của Robe Hue trong cuốn sâch " Hình hiền vi " của ông xuất bản năm 1665 Trong eudn sâch năy Huc đê mô tả nhiều đối tượng trong số câc đối tượng mă ông đê nghiín cứn bằng kính hiền vi do ông thiết kế *

Cũng như những quan niệm cơ bản khâc, bọc thuyết tế băo không phải lă

kết quả của một ý nghĩ vă của câc nghiín cứu của một nhă bâo học Người ta

thường coi nhă thực vật học Matriaxa Slđy đen vă nhă động vật học Teodo Soan a tâo giả của học thuyết năy vì năm 1838 hai ông đê thấy rằng thực vật vă động vật

đều lă những quần tụ tế băo được sắp xếp theo một trật tự nhất định Nhưng

Đuytrôsí ngay tù: năm 1824 đê khẳng định rằng ‹ mô cũa tất cả câc cơ thề thực ra đều bao gồm những tế băo hình cầu rất nhổ gắn với nhau, có lẽ, chỉ bằng

những lực bâm thô g ; tất c câc mô vă câc eo quan của động vật chỉ lă

mô tế băo biến dạng khâc nhau › Trươc đó nữa, văo năm 1809 Lamao đê viết

« Cơ thề lă sống chỉ trong trường hợp nếu câc hợp phần cổa nó được cấu tạo

từ tế băo s Ðnytrôsí cho rằng sự sinh trưởng lă kết quả của việc tăng khối lượng

ofa câc tế băo riíng biệt vă lă kết quả cẩa sự bồ sung thím những tế băo nhỏ bĩ

mới Nhđn tế băo như hiện nay đê được thừa nhận lă thănh phần bất biến

cña hầu hết câc tế băo, lăn đầu tiín văo năm !8ô1 đê được Robơc Brao mô tả

Điều đó đê xẩy ra cũng giống như đê xđy ra ở nhiều lĩnh vực khoa học khâc,

Slayden vă Soan không phải lă câc tâc giả đầu tiín tuyín câo một nguyín tâc năo

đó, mă lă đê diễn đạt nguyín tâc ấy rõ răng vă hiền nhiín tới mức lă quan

niệm ấy được phồ biến rộng rải vă cuối cùng đê được đa số câc nhă sinh học

thời ấy thừa nhận,

Trang 20

9 PHÂT SINH SINH VẬT

Có lẽ không só trường hợp năo ở bín ngoăi phạm vi của khâi quât thứ ba : tất cỗ.uột sống chi sink ra tir vat sống VỀ thực chất đó chỉ lă hệ quả logie của học thuyết tế băo, hệ quả ấy lăn đầu tiín đê được Rudon Viơsốp diễn đạt

một câch rõ răng : « tất cả câc tế băo sống chỉ xuất hiện từ: câc tế hăo sống đê tần

tại trước đó " Nói một câch khâc sự hình thănh tế băo bằng con đường tự sinh từ vật chất không sống lă không thề có được Quan niệm cho răng thậm chí những sinh vật có cỡ khâ lớn như giun, ếch nhâi vă chuột có thề xuất hiện

bằng con đường tự sinh đê phồ biến rộng rêi cho mêi đến cuối thế ký XVI khi nó chưa bị câc thực nghiệm của Ređi vă Xpanlanxani bâc b (xem mục 189) Hơn 100 năm trước đđy câc thí nghiệm do Paxtơ, Tinđan vă câc nhă nghiín cứu khâc tiến hănh đê chứng minh một câch rõ răng rằng câc vi sinh vật, ví dụ như vi khuẩn cũng không có thề xuất hiện bằng con đường tự sinh

từ vật chất không sống Trước những thí nghiệm ấy câc nhă bức học không

tỉn văo sự tự sinh của sự sống đê xâc định rằng nếu đưa môi trường dinh dưỡng

văo trong bình có nút đậy kin va dun edi lín thì sau khi đề nguội cúng không có bất cứ sinh vật năo xuất hiện trong bình Những người ủng hộ thuyết tự sinh

lập tức chống lại điều đó răng khi đun sõi lín thì chất định đường năo đó cần

cho sự tự sinh cña sự sống đê bị phâ hủy vă rằng chính vì vậy mă không có sự

tự sinh của câc sinh vật Trong câc thực nghiệm của mình Paxtơ đê rót nước canh đỉnh dưỡng (gồm đường vă nấm men) văo bình thot ©ồ, cỗ của những chiếc bình ấy được kĩo dăi thănh dng hình chữ S (h 3,B), ông đun sôi nước canh đề

giết chết tất cÊ câc vi khuẩn có thí có trong đó Khi dùng bình có cồ thẳng thì

câc vi khuần rơi văo bề mặt của nước canh vă câc tập đoăn vi khuẩn nhanh chóng xuất hiện (h 8,Â) Trong câc bình eó cồ-hình chữ § nước canh cũng không

tâch biệt với không khí bín ngoăi nhưng vi khuần không rơi được văo môi

trường dinh dưỡng vì chúng bị giữ lại bởi mang Ầm trín mặt trong của ống

cong Măng ấy tâc dụng như một câi lọc, Trong những chiếc bình ấy nước canh

có thề đề lđu văi tuần hoặc văi thâng vă trong đó không xuất hiện bất cứ vi khuần

năo Tiếp theo, Paxtơ chứng minh rằng nếu bí gấy ống cong đi thì trong nước canh có nhiều vi khuẩn nhanh chóng phât triền (h 3,C) Nhờ nhiều thí nghiệm

tương tự ông đê xâc định được tầng câc vi khuẩn x:

Trang 21

đại đầu tiín ấy câc điều kiện cđa mơi trường hoăn toăn khâc, có lí thực tế nó da way ra @ ¬ @ Hình 3 Câc thí nghiệm của — Paxtơ bâc bố quan niệm về sự tự sinh của câc vi B sinh vật (giải thích trong băi) 10 CÂC TẾ BAO SONG LA

NHỮNG MÂY CHUYỀN HÓA NĂNG LƯỢNG

Câc cơ thề sống vă câc tế băo cấu tạo nín chúng — không phải lă những câi mây nhiệt mă lă những mây chuyền kỗa, chúng biến đồi năng lượng hóa học của

thức ăn — năng lượng mă đầu tiín cđy xanh hấp thụ được từ ânh sâng mặt

trời, — thănh điện năng, cơ năng, năng lượng thầm thấu hoặc thănh một dạng

năng lượng khâc năo đó, mă ở dang ấy câc sinh vật có thề sử dụng được Mỗi tế băo sống đều có câc cơ chế phức tạp vă hiệu quả đề biến đồi năng

lượng Năng lượng câc tỉa sâng mặt trời lă nguồn năng lượng chủ yếu của tất cả

câc dạng của sự sống trín trâi đất Trín hănh tỉnh cổa chúng ta, cđy xanh thực

hiện khđu biến đồi năng lượng đầu tiín trong số những biến đồi năng lượng quan

trọng nhất, Chúng biến đồi năng lương ânh sâng mặt trời thănh năng lượng hóa

học dưới dạng câc liín kết gắn câc nguyín tử lại trong những phđn tử nhất định,

ví dụ trong phđn tử + glucoza (h 4) Giai doạn biến đăi năng bượng đu tiín ấy goi lă sỹ quang hội? cấy xanh quang hợp nhờ sắc tố clorolin cho _ phĩp câo tế băo

biến đồLnăng lượng ânh sâng thănh năng lượng hóa hoo Sau đó năng lượng hóa hột ấy được ding dĩ ting hyp gluxit vă câc chất | khí CÓ; vă nước,

Trang 22

Giai đoạn quan trọng thứ hai trong chuỗi biển đồi năng lượng trín hănh tình chúng ta được thực hiện ở tất cả câc tế băo thực vật cùng như động vật

khi hô hấp Trong quâ trình hệ hấp năng hượng hóa học của gluxit vă cổa câc

phđn tử khâc) do sự oxi hóa câc phđn tử ấy, được biến đồi thănh năng lượng có lợi về mặt sinh học Câc tế băo sử dụng câc chất hữu cơ như glucoza bằng

hăng loạt câc phần ứng men; năng lượng được giải phóng ra'lúc ấy được tich lay lai dưới đạng câc liín kết cao năng adenozintrifotiat (ATP)

Quang lấp: Oxi -fotforin hoa: ATP —m ADP +P +6

M04 CO, +e] Glucoza + Or (ATP-được sở đụng

Glicazat O, CO, + HO+e (ATP) Abi coca) Ă ` , « lở yp \ : i { ẩ vỗ Sứ nh \ es 2p M ƒ Ta s% XS ay a | + vị ha £ As BAY “5 3/010):

Hình 4 Dòng năng lượng từ mặt trời qua cđy xanh đến động vật

Ở giai đoạn biến đồi năng lượng thứ ba thì năng lượng hóa học nhận được

từ câc chất dinh dưỡng vă có liín quan với đạng ẤTP, được câc tế băo sử dụng

đề hoăn thănh câc loại công khâc nhau HIP 3ă nguồn năng lượng cần thiết đề dẫn truyền câc xung thần kinh, đề co _cc tử phức tạp từ những hợp phần đờñ giên nhất vă đề dùng cho nhiều chức năng sống khâc Khỉ thực hiện tất cả câc chức năng sinh học ấy, cuối cùng năng lượng phât tần

ra môi trường xung quanh đưới dạng không cần thiết cho sinh vật — dạng nhiệt,

Không có trường hợp năo trong số những trường hợp biến đồi năng lượng ấy

tế băo lại lăm việc như một câi mây nhiệt Không phải phđn tử gÌucoza vă cũng khơng phải bất cứ một phđn từ năo khâc bạ bị ‹ đốt; với nghĩa nghiím túc của từ ấy,

œp câc đại pì

11 HỌC THUYẾT TIẾN HÓA

CỦA THẾ GIỚI HỮU cơ

Quan niệm về sự tiến hóa của câc sinh vật lă một trong những khâi quât

quan trọng nhất của khoa học sinh học, Tất ©& những dạng thực vật vă động

Trang 23

vật hiện đang tồn tại không phải được sinh ra de no»ø mă đê xuất hiện từ

những ainh vật đơn giản hơn đê tồn tại trước đó bằng con đường biến đồi đăn

đần tích lêy lại trong câc thế hệ nối tiếp nhau — đó lă bản chất của quan

niệm tồng hợp vĩ đại nhất của sinh học (h 5) Những yếu tố cỗa quan điềm năy

đưới dạng chưa rõ nĩt đê thấy trong câc tâc phầm của một số nhă triết học Hy

Lạp từ Thalet đến Arixtôt sống trước kỹ nguyín chúng ta Nhiều nhă triết học vă

câc nhă nghiín cứu tự nhiín từ thế kỷ thứ XIV đến thế kỷ thứ XIX đê níu ra I ø te ` Cae nganh ed yaghia A Ci day sing The sink z ~ - (0 kbiquah nots, Gin doh Ban sông Nbuyĩn 6 2 we đí 6” Sơ Ca thĩ 'xoang thi sinh

Nemertini Giun dep nguyín úy

( Giun dep Entoprocta Hai miĩn 3

Dong vit nguyĩn sink

Hình 5 Cđy tiễn hóa chứng mình câc mỗi quan hệ họ hăng giữa những

nhóm động vật quan trọng nhất,

quan niệm về sự tiến hóa của thế giới hữu cơ Nhưng chỉ sau khi Sacly Đacuyn

xuất bản cuốn sâch « Nguồn gốc câc loăi bằng con đường chọn lọc tự nhiín ›

23

Trang 24

Ea

Gas

văo năm 1859 thì học thuyết tiến hóa mới được mọi người chú ý tới Trong

cuốn sâch ấy Đacuyn đê đưa ra nhiều tăi liệu thực tế cặn kế vă nhiều kết luận rõ răng đề chứng mình rằng có sự tiển hóa hữu cơ Đacuyn đưa ra học (huyết chọn lọc tự nhiín ửề giải thích sự Hiến hóa đê xđy ra như thế năo

Theo thuyết năy, bất kỳ một nhóm động vật hoặc thực vật năo đều có khuynh hướng biến đị; số câ thề của mỗi loăi sinh ra đều nhiều hơn số câ thề

của loăi đó có thề tìm thức an dĩ sống ; giữa câc câ thề mới sinh ra có sự đấu

tranh sinh tồn ; những câ thề năo có những đặc điềm lăm cho mình trở nín có

wu thế hơn trong cuộc đấu tranh đó thì có nhiều khả năng tồn tại hơn những câ

thề không có đặc điềm đó ; những câ thề sống được sẽ truyền những đặc điềm có lợi đó cho con châu, vì thế eâc biến đồi thích nghĩ sẽ truyền lại cho câc thế hệ

sau, Cốt lõi của thuyết Ðacuyn lă quan điềm đấu tranh sinh tôn › câ thí năo

có khả năng thích nghỉ thì sẽ tồn tại vă sẽ truyền lại những đặc điềm có lợi cho con châu Quan điềm năy đóng vai trò trung tđm trong lý thuyết sinh học

trong vòng 100 năm sau vă với một văi sự bồ sung do những phât minh sau

năy trong lĩnh vực di truyền, tiến hóa, nó đê được phần lớn câc nhă sinh học

hiện nay cổng nhận,

12 HỌC THUYẾT GEN

Ba hơn 100 năm trước đđy người ta đê biết rằng mỗi một sinh vật

mới xuất hiện lă kết quả của sự kết hợp của trứng

vă tinh trùng (h.6) ; nhưng

bằng câch năo mă những - manh chất nguyín sinh nhỏ bĩ

+ © Trung đy lại truyền được cho conchâu x ~ những tính trạng của bố mẹ, ®#„ (trưng OG thu tink} Fink trúng vấn còn a bi dn dĩi voi câc

+ nhă khoa học trong suốt mấy 96/./đbenAe(gÔÔi820 - chục năm san S Baouyn giả + thiết răng mêi mô hoặc cơ

9® “hđi quan của bố mẹ đều sinh ra

+ những mẫu mă ông gọi lă

pangen ; nhirng pangen (mim)

Ấy có trong trứng hoặc tỉnh

trùng vă như vậy chúng được

Hình 6 Sự kết hợp trừng (với mật bộ truyền -lại cho con châu, đảm

nhiễm sắc thề đơn bội) vă tỉnh trùng (có bộ nhị sâo thề đơn bội khâ) đê tạo thănh ge tre Đệ nhiễm sắc tHề lưỡng bội, sau đó phât pin thănh một sinh vật mới bảo ai «C48 CO quan mA tir dĩ ching ° sr phĩt tribn mot han sao i ột bả

sinh ra

Trang 25

Văo năm 1887, Đuguxtơ Vđyxman đưa ra lý thuyết về ‹ Tĩnh liín tục của sink chit phot» Ong cho ving câc tế băo sinh dục (phôi) nấy sinh từ: câc t# băo sinh duc bố mẹ chứ không phải từ tố băo cơ thí (t hăo xôma) của câ thề dy Theo giả thiết cña Vđyxman thì trong lăn phđn cất đầu tiín cña trứng thụ tỉnh thì một nhóm tế băo — sinh chất phôi — phđn hóa khỏi tế băo cửa cơ thề tương lại, hoặc snÔ chất (hề ¿ vă sinh chất phôi không chịu ảnh hưởng cổa sinh chất thí cũng như tâc động bín ngoăi Ngay từ khi còn chưa biết về nhiễm sắc thí vă gen: Vđyxman đê hiều rằng tính đi truyền gắn liền với sự truyền lại những phức

hệ phđn tử đặc thù từ thế hệ năy sang thế hệ sau, Một trong những suy luận hiền nhiín của học thuyết ấy lă câc tính trạng tập nhiềm không di truyền lại Chỉ

gó câc biến đồi trong sinh chất phối, chứ không phải trong câc tế băo xôma, lă truyền lại cho thế hệ sau mă thôi

Ở một số động vật không xương sống tính liín tực của sinh chất phôi

từ thế hệ năy sang thế hệ khâc thấy rất rõ vì ở những giai đoạn đầu

phđn cất ca trứng có thề phđn biệt được một tế băo lă tiền thđn cho câc tế băo sinh dục Ở phần lớn động vật sự khâc nhau giữa sinh chất phôi vă ainh chất thể không rõ răng vă chắc rằng câc tế băo sinh duc đê được hình thănh từ câc tế băo sinh dường chưa biệt hóa Khi đê tích lđy được nhiều hiều biết về nhiễm sắc thề vă gen thì thấy rò rằng tính liín tục di truyền từ thể hệ năy sang thế hệ kia không phải lă do những đặc tính năo đó của dòng tế băo phôi tạo nín mă lă do câc nhiễm sắc thề có trong nội tế băo tạo nín

Khâi quât về cơ chế tính di truyền lă học thuyết chính xâc nhất vă ‹ số lượng › nhất vì chúng cho phĩp nói trước xâc suất của thế hệ sau của hai bố mẹ biết trước sẽ có tính trạng năy hay khâc Những khâi quất ấy mang tín ÌƠ câc định luột Menden theo tín cha Grego Menđen người đê đưa ra câc định luật đó văo năm 1865 Menđen đê đưa ra những định luật đó trín cơ sổ câc thí nghiệm tý mỹ về lại câc giống đậu khâc nhau, Chỉ văo năm 1900 người ta mới thấy hết được tính chất quan trọng của câc định luật Menden khi chúng

được ba nhă nghiín cứu độc lập với nhau — Coren, Bo Vrizơ va Secmac phât

hiện lại,

Định luật Menden thứ nhất — dinh luge phan ly — cho vầng câc đơn vị

di truyền (nghĩa lă cde gen) luôn sóng đôi trong một câ thề, vă khi hình thănh

giao tứ (câc tế băo sinh dục) bai đơn vị cña một đôi tâch nhau ra hoặc phđn

ly ra vă chuyền văo câc giao tứ: khâc nhau, thănh ra trong mỗi tế băo sinh dục

só một vă chỉ có một đơn vị cửa mỗi loại Định luật Menđen thứ bai lă định luật phần Íy độc lập — phât biều rằng sự phđn ly cña mỗi đối đơn vị khi bình

thănh câc giao tử xảy ra không phụ thuộc văo sự phđn ly của câo cặp đơn vị

khâc, cho nín trong tế hăo sinh dục những thănh viín cha câc cặp khâc nhau đê tổ hợp hoăn toăn ngẫu nhiín với nhau Tính sđu sắc của Menđen thật lă kỳ lạ vì ông đê đề xuất ra câc khâi quât năy khi người ta chưa biết gì về chỉ tiết

Trang 26

cấu tạo của nhiễm sắc thề, của sự giảm phđn vă sự thụ tỉnh Sau năy khi phât

hiện ra nhiễm sắc thề vă tích lũy được nhiều dẫn liệu về di truyề học vă tế băo học, Xđttơn (1902) vă Mocgan (1911) đê đưa ra quan niệm đại về sự sắp xếp thẳng hăng của câc đơn vị di truyền -— câc gen — trong nhiễm sắc thể,

13 SỰ CĐN BẰNG DI TRUYỀN VĂ SỰ SINH SẲẢN PHĐN HÓA

Đôi khi nhă sinh học mới văo nghề ling túng trước cđu hồi sau đđy : nếu

như những gen mău mắt nđu trội hơn những gen mău mắt xanh thì tại sao những gen mău mắt xanh vă cùng với câc gen ấy, những người có mắt mău

xanh cho đến nay vẫn không bị mất đi? Điều đó được giải thích, thứ nhất lă gen lặn, trong trường hợp năy lă gen mắt xanh, không hề bị thay đôi mặc

dù nó tồn tại trong suốt một thế hệ trong một tế băo cùng với gen mắt nđu,

Thứ hai, khi không có sự chọn lọc về mău mắt (nghĩa lă những người mắt

xanh cũng có điều kiện kết hôn như người mắt nđu vă tính trung bình cùng có xố con châu như những người mắt nđu) thì trong:câc thế hệ sau vẫn giữ nguyín tỷ lệ mắt xanh vă mắt nđu như ở thế hệ hiện tại

Một câch tồng quât có thề nói rằng một quần thề của bất cứ loăi động vật hoặc thực vật năo trong những điều kiện cđn bằng về di truyền (nghĩa lă không có sự chọn lọc tự nhiín) thì tì~thế hệ năy sang thế hệ khâc có khuynh hướng bảo

tồn tỷ số cố định câc câ thề khâc biệt nhau về tính trạng đó (h.7) Năm 1908,

một câch độc lập với nhau, nhă toân học Haci vă Bâc sĩ Vanbec đê xâc lập được nguyín tâc tồng quât ấy, Họ chỉ ra rằng tần số câc tồ hợp có thề của một

cặp gen (A vă ø) trong quần thề có thề tính được hằng nhi thite Niatoen (pA -+

qa), & day, p vag lă câc tần số của những gen ấy trong quần thề

Nếu chúng ta xĩt tất cả câc giao phối có thề có giữa câc câ thề trong bất

kỳ một thế hệ năo thì p tế băo trứng chứa gen A vă ợ tế băo trứng chứa

gen ø được thụ tinh bởi tính trùng chứa gen A va gen ø cũng theo đúng tỷ

lệ như p: ø Gó thề biều thị điều đó bằng công thức (p + ga) x (pA + quỳ Câc tỷ số số lượng giữa con châu từ tất cÊ câc giao phối ấy được biều điễn bằng biều thức đại 88: p2AA + 2pg Aa + @? aa

Bất kỳ một quần thề năo mă sự phđn bố

với tý số p?AA + 2pgÂø +pẦua đều & trạng

của câc gen ấy trong câc thể hệ tiếp theo cũng «i

bị thay đồi bởi chọn lọ, bởi quâ trình đột biến Quy tâc dy goi lk dink luge Hacdi — Vanbec,

truyền học, đặc biệt lă đối với dị truyền hị phương phâp thống kí cho phâp

i năy hay khâc mă không cần phii ¢

của cặp gen A vă ø tương ứng

thâi cđn bằng dị truyền Tỷ số

ẽ cổ định nếu như chúng không

hoặc bởi sự ngẫu nhiín năo đó,

nó có ý nghĩa to lớn đối với di

ọc người vì nó lă cơ sở cổa câc

âc định kiều di truyền, của một tính trạng

lến hănh giao phối kiềm tra hay phđn tích

Trang 27

Định luật Haoôi — Vanbec còn có vai trò võ cùng quan trọng trong khi nghiín cứu câc vấn đề tiết hóa về mặt toân học Sự tiến hóa bằng con

đường chọn lọc tự nhiín nếu mô tả một vâch giản đơn nhất lă câc câ thề có câo genotip xâc định vă tắt nhiín có,câc tính trạng xâc định thì sẽ sn

sinh được nhiều con châu có khả năng sống hơn

sơ với câo câ thí có câc kiều genotip khâc vă một

câch tương ứng chúng góp phần lớn văo genofon

của thế hệ sau đó Bđy giờ chúng ta nghiín cứu quâ trình tiến hóa như sự biển di din dan tan

sĩ cdo gen trong quần thỈ trong trường hợp vỉ

phạm sự cđn bằng Haođi — Vanbĩc Sy vi phạm

ấy có thề được gđy nín bởi quâ trình đột biến

hoặc sự sinh sđn không ngẫu nhiín cổa câc câ thể (nghĩa lă có chọn lọc) hoặc lă quần thề quâ nhỏ bĩ vă vì vậy việc bảo tồn hoặc mất mât một số gen

nhất định có thí phụ thuộc văo sự hoăn toăn ngẫu

nhiín (gọi lă phiếu bạt gen) Quâ trình ấy gọi lă

sự sinh sẩn phđn hóa — có nghĩa rằng những

điều kiện của cđn bing Hacdi — Vanbĩc trong quần thề không được dim bảo Những câ thề năo

thích nghỉ được tốt nhất với điều kiện ca môi

trường thì thường đề lại được nhiều thế hệ con

chân sống sót mặc dù điểu đó không phải lă bất

buộc, Câc câ thề thích nghỉ tốt có thề có khả năng sống lớn hơn, hoặc có khả năng kiếm thức ăn dễ dăng hơn hoặc có thề đễ tìm bạn kết đôi hơn hoặc

săn sóc con non tốt hơn, tay nhiín ý nghĩa chỗ yếu đổi với sự tiến hóa lă & chỗ có bao nhiíu con châu sống sót vă tham gia văo quâ trình sinh sẵn tiếp theo, 14 ADN — CHẤT CHỦ YẾU MANG THÔNG TIN DI TRUYỀN The hĩ f ThE AE 2

Hink 7 Binh luật cđn bằng đi truyền cia Hacdi — Vanbĩe Tần số gen  vă ø (nghĩa lă tỷ

số tương đối của chúng trong

quần thí) lă có định từ thể hệ năy sang thế hệ kia, nếu chúng không bị biến đồi bởi chọn lọc, đột biến hoặc ngẫu nhiín

Trong khoảng đầu những năm thứ 50 Mixki vă Vendreli đê chỉ ra rằng

tắt cả câc tế băo cđa câc mơ khâo nhau của một sinh vật có một số lượng ADN như nhau Câc giao tử lă trường hợp ngoại lệ duy nhất ; trong tế băo

trứng vă tỉnh trùng (tính cho một tế băo) chỉ có một nữa sẽ ADN so

với tất cả câc tế băo còn lại của cơ thề Điều đó hiền nhiín đê chỉ ra vai

trò quan trọng cổa ADN trong sự di truyền Sacgafơ đê phđn tích hăm lượng

37

Trang 28

‡ + ‡ sss IE tương đối của puria vă piriniđin trong ADN từ nhiều nguồn khâc nhau Hóa ra Hình 8, Mô hình phan ti ADN của Oatyơn — Crio ¡ sợi xoắn kĩp, câc sợi xoắn kĩp nối với nhau băng liín kết hiểô giữa pưrin vă pirimdin tạo nín cặp

tương ứng,

lă thănh phần của ADN từ câc nguồn khâc nhau có

thề hoăn toăn khâc nhau, trong thănh phần ấy luôn luôn có qui luật : số lượng ađenin luôn luôn bằng số lượng timin, còn số lượng guanin bằng số lượng xitosin Những nghiín cứu cấu trúc băng Rongen eda U.Uynkin đê chỉ ra rằng có lẽ phđn

tir ADN có hình xoản — lă một sợi xoắn không

lồ Dựa trín những dẫn liệu ấy Oatvơn vă Críc

văo năm 1953 đê đưa mô hình cấu trức của phđn

tổ ADN (h.8) cho phĩp giải thích được những

tính chất đê biết của gen : khả năng tự tâi sinh

một câch chính xâc của gen, khả năng truyền thông

tin vă khả năng đột biến

Oatrơn vă Críc đê níu lín giả thuyết răng

phđn tỉ ADN lă một sợi xoắn kĩp lớn gồm hai

chuỗi polinucleotit, câc đường vă Íotfat luđn phiín

nhau tạo nín những khung của câc chudi ấy,

phđn bố ở bín ngoăi còn câc nhóm purin vă

pirimidin ở bín trong cỗa xoắn, CẢ hai chuối gắn

với nhau bằng cầu nối hidrô theo từng cặp purin vă pirimiđin lín kết với nhau ; có thề có hai

đổi như vay: adĩnin -— timin vă xitozin — guanin Như vậy lă hai chuỗi ấy bồ sung» cho

nhau nghĩa lă trình tự sắp xếp câc nucleotit trong

_một chuỗi quyết định trình tự tương ứng của chúng ở chuỗi kia Hai chuỗi bồ sung của ADN 0ố cực ngược nhau : chúng có hướng gặp nhau

vì câc nhĩm fotfat tin cùng đều nằm ở câc điềm

cuối ngược nhau của sợi xoắn đôi Khi Oatxon vă Cric xđy dựng mô hình thực tế của phđn tử như thế với kích thước chính

¿ xâc thấy rằng cặp ađenin — timin vă guanin — xitozin được sắp Xếp trong

không gian giữa câc chuỗi trục rất chính xâc, những kiều kết hợp khâc cđa purin với pirimiđin đều ‹ không đúng ›-với cấu trúc của sợi xoắn kĩp Mô hình 28

¡ của Oatvơn vă Cric đê giải thích được bằng câch năo mă sự tự tâi bản của phđn từ ADN đê diễn ra: hai chuỗi tâch nhau ra,

Trang 29

15 MÊ DI TRUYỀN

VĂ SỰ TƠNG HỰP PROTEIN

Từ mơ hình cấu trúc ADN do Oatvơn vă Críc níu lín có thề rút ra rằng

thông tin di truyền được truyền theo trình tự sắp xếp của câc nucleotit trong phđn

tứ ADN, nhưng cơ chế cụ thề cổa quâ trình ấy vẫn còn chưa rô Vì trong phđn

tử ADN câc nucleotit chỉ só bốn loại — A, T,X vi G còa trong câc protein thường gặp trín 20 loại axit amin khâe nhau, rỡ răng rằng hệ thống mê hóa

không có thí xđy dựng theo nguyín tắc một nucleotit — một axit amin › Không

thĩ ma hóa 20 axit amin theo câc tồ hợp kĩp câc nucleotit vì số câc tồ hợp có

thề từ bốn theo hai chỉ có 16 Nhưng mê bộ ba, trong 46 một axit amin tương ứng với ba nueleotit cho phĩp có được 64 tð hợp khâc nhau từ bốn loại nueleotit theo bă, Những lý do toân học vă sinh học ủng hệ mê bộ ba đê được Críc níu ra văo năm 1961 Sau đó những kết quả của một số lớn câc nghiín cứu đê khẳng định luận đề ấy, rằng mê đi truyền lă mê bộ ba, trong đó mỗi axit amin được xâc định bởi ba nueleotit hỗn hợp tạo thănh câi gọi lă cođon (h.9) Những cođon cạnh nhau không gối lín nhau nghĩa lă mỗi nueleotit chỉ tham gia văo một cođon,

Những nghiín cứu ấy cho phĩp rút ra một khâi quât: mê đi truyền chắc

chắn lă vạn năng — ede codon ADN va ARN lă tương ứng với cùng một loại

axit amin ở tất cả câc cơ thẻ được nghiín cứu, từ virut đến con người Giả thuyết của Cric vẽ mê bộ ba sau đó được xâo mình bởi Nirenhe vă Matây khi

họ thí nghiệm cho nhập văo protein câc axit amin đê được đânh dấu xâc định

với hệ thống có chứa câc men tinh chế, với câc polinucleotit tồng hợp nhđn

tạo có thănh phần biết trước Như vậy lă mê di truyền bao gồm ba ‹ từ › hoặc cođon, nghĩa lă mỗi axit amin được xâc định bởi tồ hợp của ba nueleotit Đến lượt mình trình tự câc cođon trong phđn tử ẪN xâc định trình tự của câc axit

amin trong chuỗi polipeptit tương ứng

Trong mỗi thế hệ tế băo, gen — nghĩa lă chuỗi ABN được nhđn đôi lín

vă do đó khi phđn chia mỗi tế băo con nhận được một bản sao chính xâc

mê di truyền Ngoăi ra trong mỗi thế hệ tế băo mê có thề được sử dụng một

lăn hoặc nhiều lần đề tồng hợp một men xâc định hoặc một protein khâc Quâ

trình phiến mỡ đó gồm hai giai đoạn Ở giải đoạn đầu mê bốn chữ câc nucleotit

ADN được phiín thănh mê bốn chữ tương ứng có trình tự sắp xếp thẳng hăng

từ bốn ribonucleotit khâc nhau: A, U, X vă G ARN chứa bản sao của mê di

truyền gọi lă ARN — thống tín được chuyền đến câc ribôxôm lă câc phần tử vi cấu trúc nội băo, ở đó diễn ra sự “lấp râp » câc proteÌn từ câc axit amin được hoạt hóa vă kết nổi văo một loại ARN đặc biệt — ARN sộn chuyền chứa

một nhóm gồm ba nueleotit (gọi lă øn#codon), nó tạo nín một phức hợp gồm axit amin vă ARN — vận chuyín với coẩon tương đứng của ARN — thông tin,

Tính đặc hiệu của bất cứ protein năo, cũng như câc tính chất vật lý vă

hoạt tính men của chúng phụ thuộc văo trình tự sắp xếp thẳng hang của câc 29

Trang 30

Toe

eee

axit amin tạo thănh phđn tử protein ấy Có trín 20 loại axít amin khâc nhau,

mỗi một phđn tử protein bao gồm hăng mấy trăm hoặc thậm chí bao gồm một số lớn hơn thế câc axit amin Sự truyền thông tin di truyền từ ADN cho

ARN — thông tin phụ thuộc văo “lực hút? giữa câc purin vă pirimiđin bồ sung được gđy nín bởi câo sự tạo thănh câc liín kết hiđrô đặc thù mặc dù lă rất

đổi xoảø đế ADN

ait dep tes TỊT Tí LỊ! TỊU LỊ LH LLỊS LÍT

XớX ứ¿U A4#ZA

fil bop pd

Hình 9 Mô hình tồng hợp chuỗi pepti đặc trưng với trình tự sắp xếp xâc định câc axit smin ARN — thông tin mang thông tin (được ghỉ chĩp bằng mê bộ ba) từ ADN đến ribôxôm, ở đđy câc axit amin kết hợp lại theo trật tự do câc codon ARN quyết định

yếu Như vậy sự sinh tồng hợp bất kỳ một protein đặc hiệu năo cũng diễn ra trín khuôn tương ứng vă nó cần có sự hình thănh câc liín kết hidrd giữa câc

nucleotit purin vă pirimiổin Chúng ta có thề tồng kết tất cả những điều ấy dưới dạng sơ đồ sau : ADN (gen chứa mê bốn chữ ; nằm trong nhiễm sắc thề, nghĩa lă trong nhđn tế băo) —r ARN — (hông tia (với mê bốn chữ; được tạo thănh trong nhđn bằng câch phiín mê gen) —> protein đặc hiệu (men hoặc

protein khâc mă tính đặc biệu của nó được xâc định bởi trình tự câc axit

Trang 31

amin trong chuỗi peptit của nó ; chuỗi ấy tạo thănh mê 20 chữ vă được tồng hợp từ câo axit amin đê được hoạt hóa trín câc ribơxơm)

16 Q TRÌNH TRAO ĐỒI CHẤT

XĐY RA VỚI SỰ THAM GIÂ CỦA MEN

Một trong những đặc điềm của cơ thề sống lă khả năng trao đồi chất vă

tiến hănh nhiều phđn ứng hóa học khâc nhau cổa chúng, Cơ sổ những khâi quât

hiện đại của chúng ta về trao đồi chất đê được đề ra từ năm 1780 khi Layoaziẽ

vă Laplaxơ chẳng kề đến thuyết + Plogixton > sai lềm truyền bâ rộng rêi thời bấy giờ, đê kết luận rằng hô hấp lă một dạng đặc biệt của sự chây Những thí nghiệm

đơn giản so sânh việc sử dụng oxi vă hình thănh khí cacbonic bởi động vật

vă ngọn nến chây đặt trong những bình thấy tinh đê đấn hei ông tới kết luận năy

Hình 10 Sy sử dụng ôxi vă thđi CÔa ở ngọn nín chấy (sự chây) vă ở động vật (sự hỗ hấp)

Quan niệm cho rằng sự trao đồi chất ở tất cả câc cơ thề sống được thực biện nhờ mem hoặc enzim — câo chất xúc tâc hữu cơ đặc biệt do tĩ

băo sống lồng hợp, đê được hình thănh dần dần, bât đầu từ năm 1815 khi Kiasp My từ hạt lúa mì ra một loại dịch thề có khả năng biến tính bột

thănh đường Cuộc tranh luận kĩo dăi giữa Libic vă Paxtơ về bản thđn men

só phải lă câc cơ thề sống hay không đê kết thúc thắng lợi về phía Iibie văo năm 1897 khi Eđua Bucne đê lấy được dịch thề không có cấu tạo tế

băo có khả năng biến đổi đường thănh rượu từ nấm men Những nghiín cứu

toăn diện trong lĩnh vực men học đê cho phĩp tâch được nhiều men, chứng

minh rằng chúng đều lă những chất protein có phđn tử lớn vă mỗi men chỉ

điều khiền một phđn ứng hóa học nhất định nhờ hình dạng đặc thù của phđn từ Chất mă phẫn ứng hóa học xẩy ra với nó (cơ chốt) liín kết với men tạo nín một phức hệ đặo biệt Băng câch đó câc men điền chỉnh tốc độ

vă tính đặc hiệu cửa tất cả câc phẩn ứng hóa học xđy ra trong cơ thề sống,

Trang 32

NÔ

MU

Những phản ứng trao đồi ở.câc cơ thề rất khâc nhau — động vật, cđy xanh,

vi khuần, nấm mốc - - thì lại giống nhau về nhiều mặt Đề tiếp tục sự sống thì

cần phải có năng lượng, mă nguồn năng lượng đầu tiín được câc cơ thề sống

sử: dụng lă ânh sâng mặt trời

Nẵng lượng do cđy xanh giữ lại trong quâ trình quang hợp, do kết quả của câc phần ứng trao đồi chất sau năy sẽ trở thănh năng lượng mă cđy có thĩ sử dụng được Một phần năng lượng năy cuối cùng có thề được câc động vật

ăn cổ hay câc động vật ăn động vật ăn cổ sử dụng

Câc quâ trình trao đồi chất tự điều chỉnh sao cho môi trường bín trong

tế băo giữ được cố định Khuynh hướng giữ được sự cố định đó gọi lă cẩn

bằng nội tôi `

Những biến đồi của điều kiện bín ngoăi có thề gđy nín những sai lệch

tương tự ở môi trường bín trong tế băo Còn khi môi trường bín trong có những biến đồi rất sđu sắc thì tế hăo có thề chết, Câc cơ thề sống có nhiều thích

nghí tỉnh tế vă phức tạp chống lại câc biến đồi vă duy trì mức cố định của môi trường bín trong, Nhiều sự thích nghỉ ấy dựa trín nguyín tâc mối liín hệ

ngược đm : sự tích lăy thừa sđn phầm cúa một phản ứng năo đó dẫn đến chỗ lăm cham sự bình thănh sẵn phầm, còn khi săn phầm đó bị thiếu hụt - thì dẫn đến chỗ lăm tăng nhanh quâ trình ấy, Kết quả tiến hóa ở câc sinh vật bậc cao lă hình thănh sự điều chỉnh cđn bằng nội môi một câch hoăn thiện hơn so với câc sinh vật bậc thấp

17 CÂC PHÂN ỨNG HÓA SINH

CHỊU SỰ KIỀM TRA CỦA GEN

Một trong những khâi quất mới quan trọng của sinh học lă giả thuyết ca

DJ Bidon va E Tatum dĩ ra nim 1941 «mgt gen — một men — một phần

ứng +, Theo thuyết được công nhận rộng rêi năy thì mỗi phần ứng hóa sinh

trong quâ trình phât triền vă hoạt động sống của một cơ thể nhất định lă do

một men kiềm soât, còn men đó lại do một gen kiềm soât Sự thay đồi (đột biến)

của gen dẫn đến sự thay đồi của men lăm mắt phản ứng trao đồi chất tương

ting va Jam cho sự phât triền của cơ thề bị thay đồi Như vậy học thuyết ấy

lă cơ sở đề hiểu mỗi liín hệ giữa gen vă một tính trạng nhất định mă gen đó

kiềm soât

18 SỰ BIỆT HÓA TẾ BĂO

ĐƯỢC GĐY NÍN BỞI HOẠT TÍNH KHÂC NHAU

CỦA CÙỦNG MỘT BỘ GEN Ở CÂC TẾ BĂO KHÂC NHAU

Nguyín phđn đê bảo đđm sự phđn bố hoăn toăn bằng nhau câc gen ở tất cả câc tế băo của cơ thề Nhưng giữa câc mô khâc nhau của cơ thề đa băo có

sự sai khâc về số lượng, thậm chí về chất lượng trong bộ men vă câc protein

Trang 33

khâc, Bởi vậy những sai khâc trong thănh phần protein của câc mô khâc nhau

có lẽ lă do hoạt tính không giống nhau của cùng một bộ gen trong câc tế băo

khâc nhau (h 11) Sự tồng hợp hoặc không tồng hợp một protein nhất định lă nhờ một quâ trình năo đó điều khiền sự tồng hợp ARN thông tín trín khuôn ADN, hoặc điều khiền sự kết nối ARN — thông tin với ribôxôm hoặc bằng con

đường biến đồi năo đó sẩn phầm protein cuối cùng Thời kỳ bân hủy của câc ARN — thông tin khâc nhau đao động từ văi phút (ở một số vi sinh vật) đến Hình 1 Cơ chế giả thiết về sự biệt hóa tẾ băo: Sự sai khâc giữa câc tế băo cơ (2) vă câc tế bảo biều mê (3) có lẽ lă được => xâc định bởi sự sai khâc về hoạt tính của cùng một bộ gen Có thề rằng một

số gen gắn văo protein vă

vì vậy không hoạt động, { lúc ấy những gen khâc

được tự do vă có thề được phiín mê, kết quả lă

câc protein được tạo thănh, xxx

vă những protein ấy đặc

trưng cho tế băo cũa loại

đó ï

1— ADN gen L 2 3

19 — ló giữ(# người vă câc động vật có vú khâc) Câ lí mỗi phđn từ ARN - thông tin có thể được sử dụng đề tồng hợp một số lớn câc phđn từ protein tương ứng, nhưng cuối cùng phđn từ ấy bị phđn hêy vă phải được thay thế bằng một phđn từ khuôn mới Thím văo đó câc phđn tử ARN — thông tin bị phan hay vă có thể được thay thĩ bằng câc phên tử loại khâc vă điều đó cho

Trang 34

phĩp tế băo thay được hộ protein do tế băo tồng hợp Nhờ đó tế băo có thể phấn ứng lại câc kích thích bín ngoăi bởi sự hìuh thănh những loại men mới vă câc protem khâc Người ta đê níu lín giả thiết răng ADN gĩn

1 nao đó sẽ không hoạt độ

¡năo đó, protein năy ngắn trở không cho nó văo hệ thống

nay người ta chưa hiểu được quâ trình biệt hóa tế băo vă

nó lă một trong những vấn đề quan trọng nhất nhưng chưa được giải quyết

của sinh học hiện đại

không được phiín mê trong thời d g vind gan vei mot protei

phiín ma Hig 19 VITAMIN CHẤT TIỀN THĐN CỦA COFECMEN ĐỈ dinh dưỡng bình thường ng

muối, protein, lipit vă glaxit còn cần

câc chất đặc biệt mă l.Hopkin gọi lă câc yết đố dink dường thím, còn

C Fun nim T9TI gọi lă câc vitamin, Phat minh nay thite diy

lệc nghiín cứu vai trò của câc chất ấy trong sự trao đồi chất vă đồ nghiín cứu vấn đề tại

sao một số cơ thề năy lại cần chúng vă số khâc lại không Hđy giờ đê xâc dịnh chic chin rằng câc yếu tố đó cần thiết cho sự tao đồi chất bình thường của tất cổ mọi cơ thề — ví khuẩn, cđy xanh vă động vật Nhưng có nhiều cơ thề lại có khả năng tông hợp tất cổ câc vitamin cin cho mình, còn những cơ thề không có khả năng tổng bợp vitamin thì phải được cung cấp “từ thức ăn Vai trò đặc biệ

của nhiều vitamin trong việc trao đổi chất bđy giờ đê rõ Trong tất cả câc trường hợp nghiín cứu chúng trở nín một phần của câc phđn tử lớn hơn có chức năng như comjeemen vă hết sức cần thiết cho sự tiến hănh câc phần ứng nhất định Những bệnh đo thiếu vitamin gđy nín lă hậu quả của sự phâ hy trao đồi chất liín quan với sự thiếu colecrmen năy hoặc khâc

20 HOCMON ĐIỀU HÒA CHỨC NĂNG

cua TE BAO

Thuật ngữ hocmon được nhă sinh lý học E.Xulinh đề ra văo năm 1905 đề chỉ ‹một chất bất kỳ trong những điều kiện bình thường được tạo thănh trong câc tế băo cña một bộ phận năo đó của cơ thề vă được mâu chuyền tới câc bộ phận khâc xa hơn của cơ thề, ảnh hưởng có lợi cho cơ thề nói

chung" Có thề nói khoa học về hoemøơn (nội tiết học) xuất hiện văo năm

1849 khi Bítôn, trín cơ sở câc thí nghiệm cấy tỉnh hoăn chủm, đê phât biều rằng câc tuyển sinh dục đực năy đê tiết ra một chất năo đó di kỉm theo

mâu cần cho sự phât triền câc dấu hiệu sinh dục thứ sinh ở con đực Chất

đó — textoaieron — đê được tích ra vă tồng hợp năm 1935, :

Sự tích lũy nhanh chóng kiến thức về câo hocmôn khâc nhau được tạo

thănh ở động vật có xương sống vă không xương sống vă ở thực vật cho phĩp

Trang 35

khâi quất quan niệm vẽ câc hocmôn như câc chất hóa học đặc biệt năo đó h đượ nồng độ rất thấp, năo đó của cơ thể

được tông hợp & một khu vực hạn chế phan tan hoặc chuyền đến một khu vực khâc, ở đó chúng tâc dụng ý

điều hòa với phối hợp hoạt động câc tế băo, Nhự vậy, câc hoemôn bảo đảm sự điều hòa hóa học vă sự phối hợp, bồ sung cho sự phối hợp do hệ thần

kinh thực hiện,

21, MOI TUGNG QUAN GIỮA CƠ THỂ VĂ

MỖI TRƯỜNG CHUNG QUANH

Khâi quât quan trọng cuối cùng mă chúng ta xĩt tới Eí một trong những

quan điềm cơ bản của sinh học hiện đại lă thuộc về lĩnh vực sinh thâi học, Từ

những nghiín cứu tỷ mỹ câo quần xê thực vật vă động vật ở nơi năy hay nơi khâc đê nồi bật lín mật vẫn để chung lă câc cơ thể sống phđn bỗ ở một vùng nhất định đền nằm trong mỗi tương quan chặt chỉ lẫn nhau vă với môi trường ng thực vật vă động vật khâc nhăn

chung quanh Khâi quât năy cho rùng ©

khơng phđn bố trín trâi đất một câch ngìu nhiín mă tạo nín (

phức hệ vô einh khâc) những quả» xê phụ thuộc nhau gồm câc ậ phđn húy chất bữu cơ, Có thể tìm hiểu vă xâc

y theo một số thănh viín ưu thế câa nhón, thường xuất, sinh vật tiíu thụ hoi định đặc tính lă câc thực luăi thực

nhau nhục thế năo vă con người có thể diều khiín được chúng đồ lầu lợi cho mình không ? Đó lă những văn đề cơ bản cña câc nghiín cứu sunh thâi

Việc đấu ra câc qui luật sinh học trín đđy chica phi a da Hết Chủ yếu

chúng tôi cố gắng nhấn mạnh rằng trín cơ cỡ cña mình sinh học lă thắng nhất,

mặc dă câc môi quan hệ lẫn nhau vă câc mỗi phụ thuộc lẫn nhan giưa câc cơ

thể sống lă rít đa đạng, Tất câ những khâi quất năy được rút ra từ những

tỷ mỹ, Tất cả chúng đều được kĩ quần

At dụng lăm thú

+ vă động vật lại tạo nín quần xê nứ

căn vă nơi ở cho nhiều dạng khâc Tại sao câc vất định ? Chúng tâc động lẫu m tra nhiều lần vă quan sât vă thực nghiệ

nhiều khâi quât trong số dó đê phải xem xĩt lại khi xuất hiện những phât minh

mới do có những phương phâp mới như kính hiền vi diện từ, chất chỉ thị phóng

xạ vă nhiều phương phâp vật lý, bóa học khâc dùng trong câc nghiín cứu sinh học Có thĩ ring những nghiín cứu sau năy sẽ dẫn tới việt xĩt lại roột số nguyín

Trang 36

1 Ì PHẦN THỨ NHẤT SINH HOC Tĩ BAO VĂ SINH HỤC PHĐN TỪ CHƯƠNG HH CẤU TẠO VĂ CHỨC NĂNG CỦA TẾ BĂO 22 TE BAO SONG

Người ta thường định nghĩa sinh học lă Khoa học về câc cơ thỀ sĩng nhưng trước hết chúng ta cần phđn biệt câi ‹ sống › vă câi ‹ không sống › Chúng ta gọi bất cứ một đối tượng sống năo như thực vật, động vật vă vi khuẩn lă

cơ thề, Hất đê dăng thấy rằng con người, cđy sồi, bụi hồng, con sư tế hoặc con giun đất lă những vật sống, còn tâng đâ vă hòn sổi— vật không sống Nhưng đồ công nhận rằng câc cấu tạo như virut chẳng hạa só phâi lă vật sống hay không, thì điều đó phụ thuộc văo chỗ chúng ta định nghĩa khâi niệm“ sự sống › 1ă như thế năo?

Hầu như tất cổ câc cơ thề đều được cấu tạo từ những đơn vị riíng biệt

gọi lí tổ băo, Mỗi một tế băo lă một đơn vị chức năng độc lập, còn những quâ

trình diễn ra trong cơ thề lă sự tỒ hợp câc chức năng được điều chỉnh của

câc tế băo Câc tế băo có thề rất khâc nhau về kích thước, hình dạng vă chức năng Cơ thề của một số động vật nhỏ nhất chỉ gồm có một tế băo, Câc cơ thề khâc, ví dụ con người hoặc cđy sồi được cấu tạo từ nhiều tỷ tế băo liín kết

lại với nhau

Năm 1839 nhă sinh lý học người Tiệp khắc Puakinje đưa ra thuật ngữ chất

nguyín sinh d@ chỉ chất sống trong tế băo, Khi câc nhă nghiín oĩu đê nghiín

cứu tốt hơn cần trúc vă chức năng tố băo thì mới rõ rằng chất chứa sống trong tế băo lă một hệ thống rất phức tạp câc hợp phần khâc nhau (h 13)

Thuật ngữ ‹ chất nguyín sinh › không có

Trang 37

SLE SOLE, Z 22 AC,

Hình 12 Cấu tạo tẾ băo ;

Ă Sơ đồ tế băo động vật điền hình B Sơ đồ tế băo thực vật điền hình € Ảnh hiều vi điện từ nhđn vă tế băo chất vđy quanh nó trong tẾ băo gan ếch (x16.500) D Ảnh hiền ví điện tử tỉ thề vă vi thề trong tế băo gan chuột (x68.000) ; trín vì thề thấy rõ câc hat nucleoproteit, còn ở góc trâi phía trín vă bín phải trín câc tỉ thề có thề thấy rô cấu

trúc cấc măng kĩp,

1 - măng tế băo; 2- bóng uống băo; 3-thề Gongi; 4- trung tử; 5- riboxom ; 6 - măng nhđn ; 7 - mạng lưới nội chất; 8 - tỉ thề; 9 bạch nhđn ; 10 - nhđn; ]1 - tế

băo chất ; 12-lizoxom ; 13- lục lạp ; 14- không băo ; l§- thănh tế băo ; 16- thề vùi lipit

Trang 38

chất nguyễn sinh không bị bao phổ gì cả nín để thấy dưới kính hiền ví Chất

nguyín sinh cũa câc cơ thể như vậy hơi trong, không có mều hoặc có mầu

hơi văng hơi đê hoặ

kính hiền ví thường đôi khi có thì phđn biệt được câc hạt hoặc câo sợi từ nguyín liệu đặc hon, ede hat mỡ hoặc không băo chứa đầy chất dịch; tất cả những hợp phần năy lơ lũng trong © chất cơ hẳn" đồng nhất nửa lông đó, Nhưng cũng những chất ấy khi nghiín cứu băng kính biền vị thường tưởng như lă đồng nhất ấy thì kính hiền vi điện từ phât hiện ra những cẩu trúc phức tạp kỹ lạ (h 13,C vă D) Phđn tích bằng Rơngen cho thẩy măng tế băo vă những cứu trúc nội băo khâc nhan còn có cấu trúc tính tế hơn vă có lă được xâc định

; hơi xanh, Nó sền sệt như xirô đặc vă hơi quânh Nhờ

bởi cấu trúc của câc phđn tử lớn cấu tạo nín chúng

23, NHONG BAC BIEM CHU YEU

cUA TE BAO

Mỗi tế hăo đều có nhấn vă măng sinh chữu hao quanh tế băo Hồng cầu của động vật có vú vă tế băo cửa câo ống rđy của libe trong quâ tình chín

đê mất nhđn đi, cồn trong cơ vđn vă ở nhiều

loăi nấm vă tảo mỗi tế băo có đến văi nhđn,

Ở thực vật vă động vật bậc thấp toăn bộ vật chất sống năm gọn trong măng sinh chất Có tht

xem những cơ thề ấy lă câc cơ thể đơn băo hoặc

không có cấu tạo tổ băo (nghĩa lă thđn thề không

phđn chia thănh câc tế băo) Nhưng một tế băo duy

nhất của chúng có thề được chuyín hóa cao về hình thâi cũng như về chức năng vă có thề có kích thước

rất lớn, lớn hơn cả toăn hộ thđn thề của một số cơ

thề đa băo (h.I3) Vì vậy có thề nghĩ sai rằng cơ

thề đơn băo tất nhiín phải nhỏ hơn vă đơu giần

hơn cơ thề đa băo

Ở câc thực vật vă động vật khâc nhau vă ở câc cơ quan khâc nhau của cùng một thực vật hay động vật, câo tế băo rất đa dạng về kích thước, hình dạng, mău sắc vă về cấu tạo bín trong, Nhưng chúng đều Hình 13: Codonella compa có hăng loạt những đặc điềm chung : mỗi tế băo

nella — động vật đơn băo được măng sinh chất bao bọc, có nhđn vă có câc

chuyín hón về hình dạng bảo quan khâc nhau như tỉ thề, mạng lưới nội chất

vă chức năng dang hat hay trơn, phức hệ Gongi, lizoxom vă trung thề,

Tất cả câc cơ thề vă câc tế băo cấu tạo nín chúng đều có kích thước vă

hình dạng xâc định Trong đó diễn ra những phẩn ứng trao đồi chất Chúng có tính cắm ứng, có khả năng vận động, sinh trưởng, sinh sđn vă thích 38

Trang 39

nghỉ với những biến đôi của môi trường xung quanh Mặc dù những tính chất ấy hoăn toăn rõ rầng vă xâc định, nhưng ranh giới giùa vật sống vă không

sống khâ lă qui ước, Ví dụ, virut chỉ có một số chứ không phải có tấẺ cả

những đặc điểm đặc trưng cho câc cơ thể sống Nếu chúng ta hiều rằng chúng tă chưa có khả năng trả lời một câch chắc chắn cđu hồi: eó phổi virut lă những vật sống hay không mă chúng ta chí có thí goi nó lă vật sống thì vấn đề năy đặt ra cho chúng ta một câch nghiím chỉnh hơn Những đổi tượng không sống có thể có một hoặc một văi đặc điềm đê kề đrín nhưng không phải đồng thời có tất cả những đặc điềm ấy tinh thi trong dung dịch bêo hòa có thí lớn lín, mau natri kim loại có thĩ +chạy" nhanh trín mặt nước, một giọt dầu bơi trong dụng dịch glixerin vă rượu có thể mọc câc chđn giả vă đi chuyền giống như con amfp

Mật loại cơ thí sống năy hay khâc có thề nhận biết bằng những nĩt đặc trưng đối với nó như hình dạng vă hình thí ngoăi; những câ thề trưởng

thănh của một loại cơ thể, theo quy luật, đều có kích thước nhất định Ngược

lại, kích thước vă hình đạng của câo đối trợng không sống rất không cố định Câc cơ thề sống không đồng nhất mă cấu tạo từ câc bộ phận khâc nhau hoăn thănh những chức năng đặc biệt năy hay khâc; như vậy lă chúng được đặc trưng bởi tổ chức phức tạp đặc thù Đơn vị cấu trúc vă chức năng ở động vật

cũng như ở thực vật lă tế băo, đến lượt mình tế băo cũng có những tồ chức

đặc thù; mỗi loại tế băo có kích thước vă hình dạng đặc trưng mă căn cứ

văo đó có thề nhận biết được chúng

Một tập hợp câc quâ trình hóa sinh do tế băo thực hiện lăm cho tế băo sinh trưởng, duy trì vă phục hồi gọi lă sự øo đồi chất Chất nguyín sinh của mỗi tế băo không ngừng biến đồi ; nó hấp thụ câc chất mới, lăm cho chúng biến đồi đa dạng về mặt hóa học, xđy dựng chất nguyín sinh mới vă biến đồi chúng thănh năng lượng vận động vă nhiệt; thănh năng lượng tiềm tăng trong câc

phđn từ protein, lpit, glaxit, theo mức đó câc chất ấy được biến đồi thănh

câc hợp chất khâ đơn giản bơn Sự tiíu phí thường xuyín về năng lượng

một trong những đặc điềm đặc trưng mă chỉ có câc cơ thề sững mới

sổ loại tế băo, ví dụ, tế băo vi khuẩn có cường độ trao đồi chit cad

Câc tế băo khâc, ví dụ như tế băo cổa hạt vă băo tử có mức trao đồi chất

thấp tới mức rất khó phât hiện thậm chí cả khi có câc mây móc cực nhạy Thậm chí trong phạm ví một loại cơ thề hoặc ở một câ thề cường độ trao đồi chất có thề thay đồi thy thuộc văo câc yếu tố như lứa tuồi, giới tính, tình trạng chưng cửa cơ th, hoạt tính của câc tuyến nội tiết hay

thai nghĩn

Câc quâ trình trao đồi chất được chía ra thănh câc quâ trình đồng hóa

vă dị hóa Người ta gọi sự đồng hóa lă những quâ trình hóa học mă trong đó câc chất đơn giản kết hợp với nhau vă tạo thănh câc chất phức tạp hơn,

dẫn đến sự tích Hy năng lượng, xđy dựng chất nguyín sinh mới vă sinh

Trang 40

trưởng Người ta gọi sự đj hóa lă sự phđn hủy câo hẹp chất phức tạp ấy, din dĩn sy giải phóng năng lượng; thím văo đó có sự phâ hủy chất nguyín sinh vă sự tiín phí câc chất cấu tạo nín chất nguyín sinh Những quâ trình ,ola loại năy hay loại kia đền diễn ra không ngừng vă chúng phụ thuộc văo nhan tới mức khó mù phđn tâch được Câc hợp chất phức tạp phđn hảy, câc hợp phần của chúng kết hợp với nhau trong câc tổ hợp mới tạo thănh câc chất phức tạp khâc Sự biến đồi lẫn nhau của giuxit, protein va lipit

không ngirng diễn ra trong câc tế băo của thđn thề chúng ta có thề ding lăm

ví dụ: cho sự kết hợp sự đồng hóa vă dị hóa Phần lớn câc quâ trình đồng

hóa đòi hổi tiíu tốn năng lượng cho nín cần thiết phải có câc quâ trình di hóa, chúng lại cung cấp năng lượng cho câc phẩn ứng câ lín quan đến việc xđy dựng câc phđn tử mới, (âc tế bìa cđy xanh có khả năng tồng hợp

câc hợp chất hữu cơ riíng -cũa mình từ câo chất vô cơ của đất vă không khí, còn động vật thì về dinh dưỡng lại phụ thuộc văo thực vật,

Mật đặc tính khâc của câc cơ thể sống lă khả năng gấp ding Kha ning vận động của phần lớn động vật thấy rất rõ: chúng bò, bơi, chạy hoặc bay,

Ở thực vật thì sự vận động chậm hơn, khó thấy nhưng chúng có vận động

Một sổ động vật như hải miín, san hộ, hầu vă nhiều lcăi ký sinh, không di chuyền từ chỗ năy đến chỗ khâc nhưng đa số chúng có tiím mao hoặc roi

lăm cho môi trường lồng chung quanh chuyền động đề cung cấp thức ăn vă tất cả những chất cần thiết khâc cần cho sự sống của chúng Vận động có thể lă kết quả của sự co đăn cơ, nhịp đập của tiím mạo hoặc oi (h, ]4, A) vă

cúốï cùng lă sự dĩ động chậm cña khối sĩnh chất - chuyền động amip (R 14 B)