Sinh học

- Chứng minh thế giới sống có tính đa dạng:

+ Thế giới sống được biểu hiện từ nhiều cấp độ khác nhau, mỗi cấp độ có độ đa dạng và phong phú khác nhau: Nguyên tử → phân tử → bào quan → tế bào → mô → cơ quan → hệ cơ quan → cơ thể → quần thể → quần xã – hệ sinh thái → sinh quyển. Tính đa dạng của thế giới sống có được do sự liên tục tiến hóa.

+ Ví dụ sự đa dạng về loài: Ước tính số lượng loài của Trái Đất dao động từ 10 đến 14 triệu loài, mỗi loài có những đặc điểm nhận dạng, màu sắc, kích thước, tập tính,… khác nhau.

- Chứng minh thế giới sống có tính thống nhất:

+ Mọi cơ thể sống đều được cấu tạo từ tế bào, đều mang các dấu hiệu của sự sống,… Đồng thời, thế giới sống được tổ chức theo nguyên tắc thứ bậc (cấp độ dưới làm nền tảng cho cấp độ trên) và các cấp độ có mối quan hệ về chức năng chặt chẽ, thống nhất để duy trì sự sống.

+ Ví dụ về tính thống nhất của thế giới sống: Vi khuẩn, nguyên sinh động vật, nguyên sinh thực vật, nấm, động vật, thực vật tuy nằm ở những giới khác nhau nhưng đều được cấu tạo từ tế bào.

- Vai trò của sự phát sinh biến dị trong tiến hóa: Biến dị có vai trò quan trọng trong sự tiến hóa của thế giới sống. Chúng là nguồn nguyên liệu của tiến hoá, không có biến dị thì quá trình tiến hoá của sinh vật không thể xảy ra.

- Ví dụ: Trong một quần thể bướm sống trong rừng có màu cam rất dễ bị kẻ thù ăn tấn công. Sau một thời gian, trong quần thể xuất hiện cá thể bướm bị biến dị về màu sắc có 2 đốm trên cánh giống như hai mắt của động vật khác, những cá thể này không bị kẻ thù tấn công do đánh lừa được kẻ thù. Do đó, các cá thể bị biến dị sẽ được giữ lại và trở thành đặc điểm phổ biến của loài.

Những đặc điểm khác biệt giữa các loài sinh vật là do:

- Các cơ chế phát sinh biến dị (đột biến gene, đột biến NST) luôn diễn ra → tạo sự đa dạng về mặt di truyền.

- Môi trường sống luôn có những biến đổi và không đồng nhất buộc sinh vật phải có sự thích nghi để tồn tại (áp lực của chọn lọc tự nhiên) → tạo ra những dạng sống thích nghi với những môi trường khác nhau.

Nhận xét về sự tiến hóa của thế giới sống:

- Tất cả các loài sinh vật trên Trái Đất đều tiến hóa từ một tổ tiên chung.

- Sinh vật liên tục tiến hóa theo nhiều hướng khác nhau để thích nghi tồn tại (quá trình chọn lọc tự nhiên đã loại bỏ những dạng sống kém thích nghi và giữ lại những dạng sống thích nghi với những môi trường khác nhau) tạo nên thế giới sống vô cùng đa dạng, phong phú.

- Cơ thể: Khi một người ở đồng bằng di chuyển lên vùng cao, nồng độ oxygen trong không khí thấp, lượng oxygen cung cấp trong các mô không đủ sẽ kích thích quá trình sinh hồng cầu làm cho số lượng hồng cầu tăng lên rất nhiều so với bình thường để bù đắp sự thiếu oxygen.

- Quần thể: Sự điều chỉnh ở cấp độ quần thể thông qua điều chỉnh số lượng cá thể trong quần thể.

Ví dụ: Quần thể chim hồng hạc có mật độ (số lượng) đối đa là 142con/quần thể, khi mật độ (số lượng) vượt quá nguồn sống cho phép → nguồn sống giảm → các cá thể cạnh tranh nhau giành thức ăn, một số cá thể có thể xuất cư khỏi quần thể → tử vong tăng lên, tỉ lệ sinh sản giảm, tỉ lệ xuất cư tăng → mật độ (số lượng) cá thể giảm → nguồn sống tăng lại → cạnh tranh giữa các cá thể giảm, một số cá thể có thể nhập cư → tỉ lệ tử vong giảm, tỉ lệ sinh sản tăng, tỉ lệ nhập cư tăng → mật độ (số lượng) cá thể tăng lại.

- Quần xã: Tương tự như sự điều chỉnh số lượng ở quần thể. Tuy nhiên, sẽ diễn ra quá trình điều chỉnh số lượng của nhiều loài trong quần xã.

Ví dụ: Dê và bò cùng ăn cỏ trên một cánh đồng, khi mật độ (số lượng) của hai loài tăng cao vượt mức nguồn sống (cỏ) cung cấp → nguồn sống (cỏ) giảm → hai loài dê và bò cạnh tranh với nhau → tỉ lệ tử vong tăng, sinh sản giảm, xuất cư tăng → mật độ (số lượng) 2 loài giảm → nguồn sống tăng lại hoặc một loài di cư đi nơi khác → cạnh trạnh giảm → sinh sản tăng, tử vong giảm, nhập cư tăng → mật độ (số lượng) cá thể của 2 quần thể tăng.

- Ví dụ về quá trình trao đổi chất giữa cơ thể với môi trường: Cây lấy CO2 từ môi trường vào thực hiện quá trình quang hợp tổng hợp chất hữu cơ cho cây, sản phẩm của quá trình quang hợp là khí O2 được thải trở lại vào môi trường giúp duy trì hoạt động sống cho các sinh vật khác.

- Hoạt động của cây xanh đã làm biến đổi môi trường:

+ Cây xanh nhiều, quá trình quang hợp diễn ra có vai quyết định trong việc đảm bảo sự cân bằng tỉ lệ O2/CO2 trong khí quyển, duy trì hoạt động sống cho mọi sinh vật trên trái đất.

+ Cây xanh giảm, gia tăng hiệu ứng nhà kính, không khí bị ô nhiễm, lũ lụt, sạt lở đất xảy ra nhiều hơn ở những vùng đất trồng đồi trọc, mất nơi cư trú của một số sinh vật như chim, thú,…

- Ví dụ về cấp độ tổ chức: Dạ dày.

- Giải thích sự hình thành cấp độ tổ chức đó theo nguyên tắc thứ bậc: Một tế bào dạ dày chỉ thực hiện một chức năng nhất định (tế bào chính tiết ra pepsinogen – enzym pesin ở trạng thái chưa hoạt động, tế bào viền tiết ra HCl, hoặc tế bào cơ chỉ có tác dụng co dãn) nhưng nhiều tế bào tập hợp lại tạo thành dạ dày vừa có khả năng tiết dịch vị vừa co bóp để tiêu hóa thức ăn.

Thế giới sống được tổ chức theo nguyên tắc thứ bậc có nghĩa là tổ chức sống cấp dưới sẽ làm cơ sở để hình thành nên tổ chức sống cấp trên. Nhờ đó, tổ chức sống cao hơn vừa có những đặc điểm của tổ chức sống thấp hơn vừa mang những đặc tính nổi trội mà tổ chức cấp dưới không có được.

Ý nghĩa của việc nghiên cứu mối quan hệ giữa các cấp tổ chức sống là:

- Cung cấp những hiểu biết về mối quan hệ trong giữa các cấp độ tổ chức sống.

- Hiểu được vai trò của mỗi cấp độ tổ chức sống trong thế giới sống và mối quan hệ chặt chẽ giữa chúng để có phương án sử dụng hợp lí nguồn tài nguyên sinh vật.

- Ứng dụng vào thực tiễn cuộc sống để trả lời một số câu hỏi như:

+ Thuốc giảm huyết áp có tác động đến chức năng của tế bào, cơ quan, hệ cơ quan và cơ thể người như thế nào?

+ Việc tăng khí CO2 trong khí quyển sẽ tác đến đời sống sinh vật, hệ sinh thái và khí quyển như thế nào?

Các cấp tổ chức sống có mối quan hệ chặt chẽ với nhau:

- Về cấu trúc: Các cấp độ tổ chức sống cấp thấp làm nền tảng để hình thành nên các cấp độ cao hơn.

- Về chức năng: Các cấp độ tổ chức luôn hoạt động thống nhất với nhau để duy trì các hoạt động sống.

Tế bào được xem là cấp độ tổ chức sống cơ bản nhất vì:

- Mọi cơ thể sống từ vi khuẩn, nguyên sinh vật, nấm, động vật, thực vật đều cấu tạo từ tế bào.

- Tế bào là cấp độ tổ chức sống nhỏ nhất có đầy đủ các dấu hiệu của sự sống như chuyển hóa vật chất và năng lượng, sinh sản, sinh trưởng và phát triển, vận động, cảm ứng – thích nghi,… Hoạt động sống ở cấp độ tế bào là cơ sở của các hoạt động sống ở cấp độ cao hơn.

a) Các cấp tổ chức của thế giới sống: Nguyên tử → phân tử → bào quan → tế bào → mô → cơ quan → hệ cơ quan → cơ thể → quần thể → quần xã – hệ sinh thái → sinh quyển.

b) Cấp độ tổ chức có đầy đủ các biểu hiện của sự sống là: tế bào, cơ thể, quần thể, quần xã – hệ sinh thái.