Sinh học

Sinh học là một môn khoa học về sự sống (từ tiếng Anh: biology bắt nguồn từ Hy Lạp với bios là sự sống, và logos là môn học). Nó là một nhánh của khoa học tự nhiên, tập trung nghiên cứu các cá thể sống, mối quan hệ giữa chúng với nhau và với môi trường. Nó miêu tả những đặc điểm và tập tính của sinh vật (ví dụ: cấu trúc, chức năng, sự phát triển, môi trường sống), cách thức các cá thể và loài tồn tại (ví dụ: nguồn gốc, sự tiến hóa và phân bổ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Sinh học Sinh học Sinh học là một môn khoa học về sự sống (từ tiếng Anh: biology bắt nguồn từ Hy Lạp với bios là sự sống, và logos là môn học). Nó là một nhánh của khoa học tự nhiên, tập trung nghiên cứu các cá thể sống, mối quan hệ giữa chúng với nhau và với môi trường. Nó miêu tả những đặc điểm và tập tính của sinh vật (ví dụ: cấu trúc, chức năng, sự phát triển, môi trường sống), cách thức các cá thể và loài tồn tại (ví dụ: nguồn gốc, sự tiến hóa và phân bổ của chúng). Sinh học bao hàm nhiều ngành học khác nhau được xây dựng dựa trên những nguyên lý riêng. Có 4 nguyên lí tạo thành nền tảng cho sinh học hiện đại: lý thuyết tế bào, tiến hóa, di truyền và cân bằng nội tại (homeostasis )[1]. Các môn học này có mối quan hệ qua lại với nhau, giúp ta hiểu về sự sống với các mức độ, phạm vi khác nhau. Sự ra đời của sinh học bắt đầu từ thế kỉ 19, khi các nhà khoa học tìm thấy được các đặc điểm chung cơ bản giữa các loài. Ngày nay, sinh học trở thành một môn học chuẩn và bắt buộc tại các trường học và Đại học trên khắp thế giới, và rất nhiều bài báo được công bố hằng năm ở trên khắp các tạp chí chuyên ngành về y và sinh. [2] Việc phân loại các ngành con của sinh học rất đa dạng. Ban đầu, chúng được phân loại theo chủng loại các cá thể làm đối tượng nghiên cứu. Ví dụ: botany, nghiên cứu về cây; zoology, nghiên cứu về động vật; và microbiology, nghiên cứu về các vi sinh vật. Tiếp đến, chúng lại được chia nhỏ dựa trên qui mô của các các thể và phương pháp nghiên cứu chúng: biochemistry nghiên cứu về hóa cơ bản của sự sống; molecular biology nghiên cứu các tương tác phức tạp giữa các hệ thống của các phân tử sinh học; cellular biology tìm hiểu các cấu trúc cơ bản tạo thành mọi sự sống. Như vậy, sự sống ở mức độ nguyên tử và phân tử được nghiên cứu thông qua sinh học phân tử, hóa sinh và di truyền phân tử. Ở mức độ tế bào, nó được hiểu biết thông qua tế bào học và mức độ đa bào thì thông qua physiology, giải phẫu học và mô học. Sinh học phát triển nghiên cứu sự sống ở các giai đoạn phát triển khác nhau hoặc phát triển cá thể (ontogeny) của sinh vật. Với mức độ lớn hơn, di truyền học quan tâm đến tính di truyền giữa cha mẹ và con cái. Phong tục học (ethology) nghiên cứu nhóm hành vi của một tập hợp cá thể. Di truyền học quần thể (population genetics) xem xét toàn bộ quần thể và hệ thống học quan tâm đến sự tiến hóa của nhiều loài thuộc các nhánh tiến hóa (lineage). Mối quan hệ qua lại giữa các quần thể với nhau và với ổ sinh thái của chúng là đối tượng của ecology và sinh học tiến hóa. Một lĩnh vực tương đối mới là sinh học vũ trụ (astrobiology hoặc xenobiology) nghiên cứu về khả năng tồn tại sự sống ngoài Trái Đất. Các nguyên lý trong sinh học Không sử dụng các công thức toán học để miêu tả các quá trình sinh lý trong hệ thống sinh học như vật lý học, sinh học sử dụng hệ thống các khái niệm và nguyên lý riêng bao gồm: tính phổ biến (universality), sự tiến hóa (evolution), tính đa dạng (diversity), tính liên tục (continuity), trạng thái cân bằng nội môi và các mối quan hệ hữu cơ (interactions). Các khái niệm chính: hoá sinh, tế bào và mã di truyền Mô hình cấu trúc của phân tử DNA là vật liệu di truyền ở cấp độ phân tử Trong sinh học, nhiều phân tử, khái niệm, quá trình có tính phổ biến và tổng quát chung cho tất cả các dạng sống. Ví dụ, mọi dạng sống đều có cấu tạo tế bào, và các tế bào đều được cấu thành từ các phân tử hữu cơ giống nhau. Tất cả các sinh vật đều truyền thông tin di truyền của mình thông qua các vật liệu di truyền mà được cấu tạo từ phân tử nucleic acid (đa số là phân tử DNA (xem hình) chứa đựng mã di truyền thống nhất trên toàn bộ sinh giới (chỉ khác một vài chi tiết nhỏ). Trong quá trình phát triển của sinh vật, tính phổ biến cũng thể hiện ở chỗ hầu hết các động vật metazoan đều trải qua các giai đoạn cơ bản của quá trình phát triển phôi giống nhau về hình thái và hệ thống gene hoạt hóa. Tiến hóa: nguyên lý trung tâm của sinh học Một trong các khái niệm trung tâm, có tính hệ thống trong toàn bộ các chuyên ngành của Sinh học đó là tất cả sự sống đều bắt nguồn từ một tổ tiên chung (common descent) và trải qua một quá trình tiến hóa. Thật vậy, đó là lý do mà các sinh vật đều có những đặc điểm, phân tử và quá trình sinh lý giống nhau đến ngạc nhiên (xem thảo luận phía dưới). Học thuyết tiến hóa của Charles Darwin là học thuyết được chấp nhận rộng rãi (mặc dù có những tranh cãi). Thuyết tiến hóa này cho rằng sự sống của sinh vật chịu tác động dưới một áp lục gay gắt gọi là chọn lọc tự nhiên. Phiêu bạt di truyền (genetic drift) là cơ chế bổ sung về học thuyết này và được gọi là thuyết tiến hóa hiện đại (modern synthesis). Cây phát sinh chủng loại miêu tả lịch sử tiến hóa của một nhóm các loài với những đặc tính khác nhau nhưng cùng có mối quan hệ họ hàng với nhau và cùng hình thành từ một tổ tiên chung trong quá khứ. Có nhiều hướng nghiên cứu khác nhau để chứng minh đặc điểm phát sinh chủng loại này. Trước hết, người ta ...