Giáo án Sinh học - Bài: Đối tượng, nhiệm vụ và sự phát triển của sinh học

ĐỐI TƯỢNG, NHIỆM VỤ VÀ SỰ PHÁT TRIỂN CỦA SINH HỌC 1. Đối tượng, nhiệm vụ của sinh học. Sinh học là một ngành khoa học tự nhiên nghiên cứu về giới tự nhiên hữu cơ. Nhiệm vụ của nó là tìm hiểu đặc điểm cấu tạo và hoạt động của các cơ thể sống, giải thích bản chất của các hiện tượng sống, cơ chế của các quá trình diến ra trong các tổ chức sống, khám phá các qui luật phát sinh phát triển của sinh giới để không những giúp con người nhận thức đúng nguồn gốc tự nhiên của sự sống mà còn giúp con người vận dụng có hiệu quả các qui luật đó vào thực tiễn điều khiển, cải biến sinh vật phục vụ cho mục đích của mình. Đối tượng của sinh học là sự sống, một dạng vật chất phức tạp, vì vậy so với các ngành khoa học tự nhiên khác như vật lý học, hoá học, địa chất học thì sinh học đã ra đời sau và phát triển muộn hơn. Cũng như các khoa học tự nhiên khác, sinh học đã phát triển từ trình độ mô tả, đến trình độ thực nghiệm rồi đến trình độ lý thuyết. 2. Sự phân hoá của sinh học trong quá trình phát triển. Trong quá trình phát triển, sinh học đã phân hoá thành nhiều bộ môn khác nhau, theo ba hướng chính sau đây: - Mỗi bộ môn chuyên nghiên cứu một bộ phận của giới sinh vật. Trước tiên xuất hiện Thực vật học, Động vật học. Sau đó với phát minh kính hiển vi quang học ở thế kỷ XVII, Vi sinh vật học đã ra đời, và với sự xuất hiện kính hiển vi điện tử vào những năm 40 của thế kỷ XX đã hình thành Virut học. Mỗi ngành lớn trên đây lại tiếp tục phân hoá thành những bộ môn nhỏ hơn, chuyên nghiên cứu một nhóm thực vật hay động vật, ví dụ Nấm học, Ngư loại học, Côn trùng học... - Mỗi bộ môn chuyên nghiên cứu một mặt của tổ chức sống bằng những phương pháp riêng. Từ đó hình thành Phân loại học, Hình thái học, Giải phẫu học, Sinh lý học, Sinh thái học, Di truyền học... - Mỗi bộ môn nghiên cứu sự sống ở một cấp độ tổ chức khác nhau. Cho đến thế kỷ XVII, sinh học nghiên cứu ở cấp độ cơ thể và cơ quan. Ngày nay sinh học đang hướng về các hệ nhỏ (mô, tế bào, phân tử), từ đó hình thành Mô học, Tổ chức học, Sinh học phân tử. Đồng thời sinh học cũng đang hướng vào các hệ lớn (quần thể - loài, quần xã, hệ sinh thái, sinh quyển), từ đó hình thành khoa học về loài, Sinh thái học quần thể, Sinh quyển học... Sau khi đã tích luỹ nhiều tài liệu cụ thể và riêng biệt của nhiều bộ môn khác nhau, người ta đã nhận thức được rằng sinh giới tuy đa dạng nhưng thống nhất ở chỗ có một số đặc tính chung và vận động phát triển theo một số qui luật chung. Từ đó hình thành Sinh học đại cương. Nếu ở thế kỷ XIX Sinh học đại cương được xây dựng trên cơ sở học thuyết của Lamac và Đacuyn thì sang thế kỷ XX các kiến thức đại cương về sinh học đã được phong phú thêm rất nhiều, với nhiều đóng góp của Tế bào học, Sinh thái học, Di truyền học, Thuyết tiến hoá hiện đại... Hội nghị quốc tế đầu tiên về sinh học lý thuyết đã được tổ chức năm 1960, từ đó sinh học ngày càng tiến nhanh vào trình độ khoa học lý thuyết và chính xác. SINH HỌC HIỆN ĐẠI VÀ TRIỂN VỌNG ĐỐI VỚI THỰC TIỄN 1. Đặc điểm của sinh học hiện đại. Cuộc cách mạng trong sinh học ngày nay gắn liền với sự xuất hiện 3 công cụ nghiên cứu quan trọng ở những năm 40 của thế kỷ XX và sau đó không ngừng được cải tiến: - Kính hiển vi điện tử, với độ phóng to hàng chục vạn lần đến một triệu lần, cho phép phân biệt các chi tiết đến 3 ăngxtrông. - Máy li tâm siêu tốc với 65000 vòng quay / phút cho phép phân tích các loại bào quan trong tế bào. - Phương pháp dùng tia X để nghiên cứu cấu trúc không gian của các đại phân tử hữu cơ. Sinh học hiện đại có mấy đặc điểm nổi bật: - Nghiên cứu sự sống ở nhiều cấp độ tổ chức khác nhau, đang tập trung vào các hệ nhỏ và các hệ lớn. - Có sự xâm nhập ngày càng mạnh mẽ của các lý thuyết và phương pháp nghiên cứu của nhiều ngành khoa học khác, nhất là của Hoá học, Lý học và gần đây là của Toán học, Lý thuyết thông tin và Điều khiển học. Nhờ sự hỗ trợ của các phương pháp thực nghiệm lý hoá mà sinh học có thể nghiên cứu sâu vào cấp độ dưới tế bào và phân tử. Nhờ vận dụng các phương pháp toán học, điều khiển học, có thể nghiên cứu các quá trình sinh học diễn ra trong các hệ lớn, kể cả nghiên cứu các đối tượng khó thực hiện các thực nghiệm lý hoá như bộ não người. 2. Sinh học hiện đại đang thực sự trở thành một khoa học điều khiển, cải tạo sinh vật nhờ vận dụng các thành tựu lý thuyết mới nhất. Trước kia các lý thuyết sinh học được đúc kết từ kinh nghiệm quan sát thiên nhiên, rút ra từ thực tiễn sản xuất mò mẫm qua nhiều thế hệ. Ngày nay có những lý thuyết hình thành từ thực nghiệm trong phòng thí nghiệm hoặc nghiên cứu thuần tuý lý luận trên các mô hình toán học cũng đã nhanh chóng phát huy tác dụng trong thực tế. Trước kia những ứng dụng của sinh học tập trung chủ yếu vào nông, lâm, ngư nghiệp. Ngày nay sinh học phát huy tác dụng ngày càng mạnh mẽ vào y học, công nghiệp thực phẩm, thậm chí vào cả kiến trúc, công nghiệp luyện kim. 3. Triển vọng của sinh học hiện đại với thực tiễn. Loài người đang đặt ra cho sinh học những nhiệm vụ lớn như: - Điều khiển định hướng tính di truyền của sinh vật, tạo ra những giống vi sinh vật, vật nuôi, cây trồng có sản lượng cao, phẩm chất tốt, chống chịu khoẻ, đáp ứng nhu cầu nâng cao chất lượng cuộc sống của loài người trước sức ép tăng nhanh dân số. - Nắm vững qui luật hình thành loài, qui luật phát triển của các quần xã và hệ sinh thái, vận dụng có ý thức và có hiệu quả vào việc bảo vệ, khai thác hợp lý các nguồn tài nguyên thiên nhiên, đồng thời bảo vệ môi trường sống, lao động, nghỉ ngơi của con người. - Chẩn đoán, ngăn ngừa các bệnh tật di truyền bẩm sinh, phát triển di truyền y hoạ tư vấn hướng dẫn hôn nhân, hạn chế sự lan truyền các gen xấu trong quần thể người, hướng dẫn kế hoạch hoá gia đình, kế hoạch hoá dân số, vận dụng công nghệ sinh học vào việc sản xuất các loại prôtêin, vitamin, hoocmôn, kháng sinh chống bệnh tật và kéo dài tuổi thọ cho con người. Đây là chưa kể những vấn đề khá phức tạp, đầy hấp dẫn như bí mật hoạt động trong bộ não người và năng lượng tâm thần, trường sinh học và ứng dụng trong chữa bệnh và rèn luyện cơ thể, sinh học vũ trụ và việc liên hệ với sự sống trên các hành tinh khác... Rất nhiều vấn đề quan trọng trong hiện tại va` đối với tương lai của sinh quyển và của con người đều liên quan với sinh học. Nhiều nhà khoa học đã nhất trí nhận định “Loài người đang bước vào kỷ nguyên Sinh học”, “Thế kỷ XXI sẽ là kỷ nguyên của Sinh học”!