Mở đầu
Câu hỏi Mở đầu SGK Sinh 10 Kết nối tri thức Bài 1 (trang 5): Không chỉ đồ ăn thức uống, quần áo và nhiều vật dụng chúng ta sử dụng hằng ngày là sản phẩm trực tiếp có liên quan đến sinh học, mà ngay cả một trí nhớ tuyệt vời, một giọng ca để đời hay một khả năng hội họa xuất chúng bạn có được cũng do tổ hợp gen đặc biệt của bạn tương tác với một môi trường học tập phù hợp. Vậy sinh học nghiên cứu những gì và có vai trò như thế nào với đời sống xã hội?Trả lời:
– Đối tượng nghiên cứu của sinh học: Sinh học nghiên cứu về sự sống ở tất cả các cấp độ từ phân tử, tế bào, cơ thể đa bào, quần thể, quần xã và hệ sinh thái. Các lĩnh vực nghiên cứu sinh học có thể chia thành 2 loại chính:
+ Nghiên cứu cơ bản: Tìm hiểu cấu trúc các cấp độ tổ chức sống, phân loại, cách thức vận hành và tiến hóa của thế giới sống.
+ Nghiên cứu ứng dụng: Khám phá thế giới sống tìm cách đưa những phát kiến mới về sinh học ứng dụng vào thực tiễn đời sống.
– Vai trò của nghiên cứu sinh học: Nghiên cứu sinh học đem lại nhiều ứng dụng trong mọi mặt của đời sống xã hội con người như y – dược học, công nghệ thực phẩm, bảo vệ môi trường, nông – lâm – ngư nghiệp,…
+ Nhờ có hiểu biết về sinh học, đặc biệt thế giới vi sinh vật trong nhiều thập kỉ qua đã giúp giảm tỉ lệ bệnh tật, gia tăng tuổi thọ con người nhờ cải thiện điều kiện vệ sinh, chăm sóc sức khỏe và điều trị bệnh tật.
+ Những phát hiện về giá trị dinh dưỡng của các loại thực phẩm, các hoạt chất có khả năng chữa bệnh từ các sinh vật trong tự nhiên, không chỉ giúp con người có cuộc sống khỏe mạnh hơn mà còn biết tôn trọng, yêu quý và giữ gìn sự đa dạng của sinh giới.
+ Tác động vào đời sống học tập và tinh thần hằng ngày của con người. Ví dụ: Hiểu biết về sinh học của trí nhớ có thể cải thiện kết quả học tập của mình.
+ Góp phần phát triển kinh tế, xã hội (sinh học và các ngành nông – lâm – ngư nghiệp); đảm bảo an ninh xã hội (sinh học và ngành pháp y); nâng cao đời sống của nhân dân.
II. Các ngành nghề liên quan đến sinh học
Câu hỏi 1 SGK Sinh 10 Kết nối tri thức Bài 1 (trang 9): Hãy nêu các lĩnh vực nghiên cứu sinh học được tìm hiểu trong cấp Trung học phổ thông.Trả lời:
* Các lĩnh vực nghiên cứu sinh học được tìm hiểu trong cấp Trung học phổ thông:
– Các lĩnh vực nghiên cứu sinh học có thể chia thành hai loại chính là nghiên cứu cơ bản và nghiên cứu ứng dụng.
+ Lĩnh vực nghiên cứu cơ bản tập trung vào tìm hiểu cấu trúc của các cấp độ tổ chức sống, phân loại, cách thức vận hành và tiến hoá của thế giới sống.
+ Lĩnh vực nghiên cứu ứng dụng khám phá thế giới sống tìm cách đưa những phát kiến mới về sinh học ứng dụng vào thực tiễn đời sống.
– Trong chương trình giáo dục phổ thông, học sinh sẽ lần lượt nghiên cứu sinh học theo các lĩnh vực phân chia dựa vào các cấp độ tổ chức của thế giới sống:
+ Lớp 10 tìm hiểu về sinh học tế bào và thế giới vi sinh vật.
+ Lớp 11 nghiên cứu sinh học cơ thể.
+ Lớp 12 nghiên cứu di truyền học, tiến hoá và sinh thái học.
Câu hỏi 2 SGK Sinh 10 Kết nối tri thức Bài 1 (trang 9): Hãy nêu một số thành tựu ứng dụng sinh học trong đời sống.
Trả lời:
* Trong y học:
+ Nghiên cứu vaccine phòng bệnh Covid 19
+ Nghiên cứu các loại dược liệu dùng làm thuốc
+ Cấy ghép, thay các loại mô động vật cho con người dùng trong phẫu thuật y học.
* Trong nông nghiệp chọn giống:
+ Lai tạo giống gạo vàng cho năng suất vượt trội trồng đc trong môi trường khô hạn ở Châu Phi
+ Các giống quả không hạt, năng xuất cao cho sản lượng lớn.
– Trong chế tạo: Nhiều robot và vật dụng được sản xuất dựa trên những nguyên lí vận hành của các sinh vật đã và đang đem lại những lợi ích to lớn cho xã hội
– Trong công nghệ thực phẩm:
+ Tạo ra sản phẩm làm thức ăn, thuốc chữa bệnh.
+ Sản xuất nhiều loại thức ăn, nước uống có giá trị dinh dưỡng cao như sữa chua và các sản phẩm của quá trình lên men khác, đáp ứng nhu cầu đa dạng của con người ở mọi lứa tuổi.
+ Nhờ những hiểu biết về vi sinh vật, hô hấp tế bào còn giúp con người có các biện pháp bảo quản thực phẩm lâu dài mà vẫn đảm bảo chất lượng.
– Trong vấn đề bảo vệ môi trường:
+ Sử dụng vi khuẩn Deinococcus radiodurans để làm sạch các địa điểm bị ô nhiễm phóng xạ và các hóa chất độc hại.
+ Nghiên cứu hệ gene của các loài vi sinh vật sử dụng CO2 làm nguồn carbon duy nhất có thể giúp làm giảm lượng CO2 trong khí quyển.
+ Sử dụng vi khuẩn Shewanella oneidensis làm sạch nước nhiễm thủy ngân, chì, sắt và có khả năng sản sinh năng lượng điện.
Câu hỏi 3 SGK Sinh 10 Kết nối tri thức Bài 1 (trang 9): Lĩnh vực và ngành nghề nào của sinh học mà em muốn theo đuổi? Theo em, triển vọng tương lai của ngành nghề đó như thế nào?
Trả lời:
- Ngành nghề mà em muốn theo đuổi là lĩnh vực công nghệ sinh học. Lí do em chọn ngành nghề này là bởi vì em bị cuốn hút bởi khả năng ứng dụng của công nghệ sinh học trong nhiều lĩnh vực quan trọng như y tế, nông nghiệp, và môi trường.
- Trong y tế, công nghệ sinh học có thể giúp phát triển các phương pháp điều trị mới, vắc-xin và thuốc điều trị các bệnh hiểm nghèo.
- Trong nông nghiệp, nó có thể cải tiến giống cây trồng và vật nuôi, tăng năng suất và chất lượng sản phẩm. Bên cạnh đó, công nghệ sinh học còn góp phần bảo vệ môi trường thông qua việc phát triển các phương pháp xử lý chất thải và sản xuất năng lượng tái tạo.
- Em tin rằng triển vọng tương lai của ngành công nghệ sinh học rất sáng sủa, khi nhu cầu về các giải pháp khoa học và công nghệ ngày càng tăng cao trong bối cảnh thế giới đối mặt với nhiều thách thức về sức khỏe, lương thực và môi trường.
III. Sinh học với sự phát triển bền vững và những vấn đề xã hội
Câu hỏi 1 SGK Sinh 10 Kết nối tri thức Bài 1 (trang 11): Thế nào là phát triển bền vững?Trả lời:
- Theo định nghĩa của Uỷ ban Môi trường và Phát triển Thế giới (WCED) của Liên Hợp quốc (1987), phát triển bền vững được hiểu là sự phát triển đáp ứng được nhu cầu của xã hội hiện tại, nhưng không làm tổn hại đến khả năng tiếp cận với nhu cầu phát triển của các thế hệ tương lai.
Câu hỏi 2 SGK Sinh 10 Kết nối tri thức Bài 1 (trang 11): Liệt kê một số hoạt động hằng ngày của chúng ta có thể ảnh hưởng đến sự phát triển bền vững.
Trả lời:
* Hoạt động ảnh hưởng tích cực:
– Trồng cây xanh phủ xanh đất trống, đồi trọc.
– Phân loại rác, vứt đúng nơi quy định, có quy trình tái chế rác thải hợp lý.
– Tận tối ưu các nguồn năng lượng xanh phục vụ cho đời sống sinh hoạt, sản xuất.
– Vứt rác đúng nơi quy định, phân loại rác.
– Khu xả thải có hệ thống xử lí nước thải, xử lí khí thải, rác thải.
– Bảo vệ rừng đầu nguồn, động thực vật quý hiếm, khai thác hợp lí.
– Sử dụng nguồn năng lượng tái tạo: gió, thủy triều, mặt trời,…
– Chấp hành đầy đủ và tham gia tuyên truyền bảo vệ môi trường.
* Hoạt động ảnh hưởng tiêu cực
– Vứt rác bừa bãi, không đúng quy định.
– Xả chất thải chưa qua xử lí vào môi trường.
– Khai thác rừng, săn bắt động, thực vật quá mức.
– Sử dụng nguồn năng lượng không tái tạo: than đá, dầu mỏ,…
– Không chấp hành quy định về bảo vệ môi trường.
Câu hỏi 3 SGK Sinh 10 Kết nối tri thức Bài 1 (trang 11): Xét ở góc độ nhà sinh học, em hãy giải thích xem sinh học đóng vai trò như thế nào trong sự phát triển bền vững môi trường và những vấn đề toàn cầu.
Trả lời:
– Sinh học đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển bền vững môi trường sống và giải quyết các vấn đề toàn cầu thông qua nhiều khía cạnh khác nhau.
+ Sinh học giúp hiểu rõ hơn về các hệ sinh thái và quá trình sinh thái. Việc nghiên cứu về sự đa dạng sinh học, quan hệ giữa các loài và môi trường sống của chúng giúp chúng ta duy trì và bảo vệ các hệ sinh thái tự nhiên, từ đó duy trì cân bằng sinh thái và ngăn chặn suy thoái môi trường.
+ Sinh học đóng vai trò trong việc phát triển các giải pháp công nghệ sinh học thân thiện với môi trường. Ví dụ, công nghệ sinh học có thể giúp phát triển các loại cây trồng và vi sinh vật có khả năng hấp thụ khí CO2, xử lý nước thải và chất thải công nghiệp, hoặc sản xuất năng lượng tái tạo như nhiên liệu sinh học.
+ Góp phần quan trọng trong nông nghiệp bền vững. Việc áp dụng các kỹ thuật sinh học hiện đại có thể cải thiện năng suất và chất lượng cây trồng, giảm sự phụ thuộc vào hóa chất nông nghiệp và tài nguyên thiên nhiên, từ đó giảm tác động tiêu cực đến môi trường.
+ Giải quyết các vấn đề sức khỏe toàn cầu. Nghiên cứu về vi sinh vật, virus và cơ chế các mầm bệnh bệnh giúp phát triển các phương pháp phòng ngừa và điều trị hiệu quả, từ đó bảo vệ sức khỏe con người và động vật, giảm thiểu các tác động tiêu cực đến kinh tế và xã hội.
Câu hỏi 4 SGK Sinh 10 Kết nối tri thức Bài 1 (trang 11): Hãy giải thích mối quan hệ của sinh học với kinh tế, công nghệ và vấn đề đạo đức xã hội.
Trả lời:
* Sinh học và kinh tế
– Những ứng dụng của sinh học đã đem lại giá trị kinh tế vô cùng to lớn cho con người.
+ Ví dụ: Những giống vật nuôi, cây trồng có năng suất, chất lượng cao, khả năng chống chịu tốt được tạo ra bằng phương pháp gây đột biến nhân tạo và lai hữu tính,…
+ Ví dụ: Khi trồng cây giống tạo ra từ phương pháp nuôi cấy mô tế bào trên diện tích lớn sẽ tiềm ẩn rủi ro mất mùa nếu điều kiện môi trường bất lợi với cây trồng,…
* Sinh học và công nghệ: Nghiên cứu sinh học cơ bản còn giúp phát triển các công nghệ phỏng sinh học áp dụng trong cải tiến, tối ưu hoá các công cụ máy móc.
+ Ví dụ: Nghiên cứu tập tính của các loài côn trùng như kiến, người ta có thể chế tạo ra robot hoạt động độc lập nhưng có thể “giao tiếp” với nhau để thực hiện một nhiệm vụ nhất định đã được lập trình.
* Vấn đề đạo đức xã hội: Nghiên cứu sinh học cũng làm nảy sinh vấn đề đạo đức (đạo đức sinh học). Mọi tiến bộ của sinh học áp dụng vào đời sống không được vi phạm những chuẩn mực đạo đức xã hội.
+ Ví dụ: Việc giải trình tự hệ gene của một người có thể giúp cho công tác chữa bệnh được hiệu quả, nhưng những ai có quyền biết thông tin này? Liệu kĩ thuật chỉnh sửa gene hiện đang phát triển có nên áp dụng để chỉnh sửa gene của người? Liệu các giống cây trồng biến đổi gene có thực sự an toàn với con người?
Luyện tập và Vận dụng
Bài tập 1: Nếu trở thành một nhà sinh học, em chọn đối tượng và mục tiêu nghiên cứu là gì?Lời giải:
Nếu là 1 nhà sinh học em sẽ chọn đối tượng nghiên cứu là các virus gây ung thư
+ Đối tượng nghiên cứu: Virus papilloma ở người (HPV) và virus viêm gan B (HBV)
+ Mục tiêu nghiên cứu: Phát hiện các điểm đột phá trong quá trình phát triển bệnh để có thể can thiệp hiệu quả, giúp phát hiện bệnh ở giai đoạn đầu khi khả năng điều trị thành công cao nhất giúp cải thiện chất lượng cuộc sống của bệnh nhân, giảm thiểu tỷ lệ tử vong do ung thư.
Bài tập 2: Hãy cho biết một vài vật dụng mà em dùng hằng ngày là sản phẩm có liên quan trực tiếp đến các ứng dụng sinh học.
Lời giải:
Một vài vật dụng mà em dùng hằng ngày là sản phẩm có liên quan trực tiếp đến các ứng dụng sinh học
– Sử dụng nước rửa tay, nước sát khuẩn sinh học.
– Sử dụng nước giặt, nước rửa bát sinh học.
– Sử dụng thuốc kháng sinh, các vitamin tổng hợp.
– Sử dụng túi đựng rác, túi đựng đồ ăn sinh học.
– Sử dụng các sản phẩm lên men: Sữa chua, dưa chua, tương, nước mắm,…
Bài tập 3: Em cùng gia đình nên sử dụng những loại vật dụng gì để có thể góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường? Tại sao chúng ta cần phân loại rác thải và hạn chế sử dụng sản phẩm làm phát sinh rác thải nhựa?
Lời giải:
– Để góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường, em và gia đình đã:
+ Sử dụng các loại vật liệu có thể phân hủy tự nhiên hoặc có thể tái chế sử dụng lại để góp phần bảo vệ môi trường như: màng bọc thực phẩm, túi đựng rác, nước giặt, nước rửa bát,…
+ Sử dụng các đồ dùng bằng nhựa dùng được nhiều lần hoặc các đồ dùng thay thế thân thiện hơn với môi trường để thay thế cho các đồ dùng bằng nhựa chỉ sử dụng được một lần.
+ Sử dụng phân vi sinh, chế phẩm thuốc bảo vệ thực vật sinh học để trồng cây.
+ Sử dụng các phương tiện đi lại ít gây ô nhiễm môi trường như xe đạp, xe điện,…
– Chúng ta cần phân loại rác thải và hạn chế sử dụng sản phẩm làm phát sinh rác thải nhựa vì các vật liệu nhựa khó phân hủy hay tái chế. Chúng có thể tồn tại rất lâu trong môi trường gây ra các ảnh hưởng tiêu cực, lâu dài tới các loài sinh vật sống và con người.
+ Ví dụ khi chôn lấp, rác thải nhựa sẽ làm cho đất không giữ được nước, dinh dưỡng và ngăn cản quá trình khí oxy đi qua đất, gây tác động xấu đến sự sinh trưởng của cây trồng. Hơn nữa, nó có thể làm ô nhiễm nguồn nước, gây ra cái chết của các vi sinh vật có lợi cho cây ở dưới lòng đất,…
Bài tập 4: Nêu một ví dụ về nghiên cứu sinh học có thể gây nên mối lo ngại của xã hội về đạo đức sinh học.
Lời giải:
– Nhân bản người dẫn đến nhiều mối lo ngại của xã hội về đạo đức sinh học như vấn đề tội phạm,…
– Các nghiên cứu cấy truyền gen của người với các loại động vật và ngược lại. Nó làm dấy lên lo ngại về việc tạo ra những người biến đổi gen ảnh hưởng nghiêm trọng đến vấn đề nhân quyền và đạo đức sinh học.
– Việc chẩn đoán, lựa chọn giới tính thai nhi sớm khiến nạn nạo phá thai gia tăng và gây mất cân bằng giới tính dân số.
– Việc giải trình tự hệ gene của một người có thể giúp cho công tác chữa bệnh được hiệu quả nhưng những ai có quyền biết thông tin này, liệu các công ty bảo hiểm có sẵn sàng bảo hiểm cho một người khi biết rằng người đó mang gene quy định một số bệnh hiểm nghèo,…
– Việc áp dụng các kỹ thuật chỉnh sửa dòng chủng hệ trong y khoa rất có thể sẽ dẫn đến một biến chuyển sâu sắc cho lợi ích con người, với những hệ quả cụ thể trên phương diện tuổi thọ, bản sắc và năng suất của từng cá thể.