TS. Trần Gia Bửu
BÀI GIẢNG
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
Trình độ : Đại học
Ngành : Công nghệ sinh học
Môn : Sinh học đại cương
Thời lượng giảng dạy: 30 tiết
TP. HỒ CHÍ MINH 2016
LƯU HÀNH NỘI BỘ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP. HỒ CHÍ MINH
VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ THỰC PHẨM
2
MỤC LỤC
Mục lục .................................................................................................................. 2
Nội dung bài giảng ............................................................................................... 7
Bài 1. Cơ sở của sự sống ........................................................................................ 7
1.1 Khoa học sự sống ............................................................................................ 7
1.1.1 Sự đa dạng và thống nhất của sự sống ........................................................ 7
1.1.2 Các tính chất đặc trưng của sự sống ............................................................ 8
1.1.3 Các vấn điề sinh học và bộ môn nghiên cứu sinh học ................................ 10
1.1.4 Các ứng dụng thực tiễn ............................................................................... 11
1.2 Cơ sở hóa học của sự sống .............................................................................. 12
1.2.1 Các nguyên tố và liên kết hóa học .............................................................. 12
1.2.2 Các chất vô cơ ............................................................................................. 14
1.2.3 Các thành phần hữu cơ của sự sống ............................................................ 15
Bài 2 Sinh học tế bào ............................................................................................ 24
2.1. Cấu trúc và chức năng tế bào ...................................................................... 24
2.1.1. Màng sinh chất ............................................................................................ 25
2.1.2. Tế bào chất và các bào quan ....................................................................... 28
2.1.3. Cấu trúc hiển vi của nhân ........................................................................... 36
2.2. Chu kỳ sống của tế bào và cơ chế điều hòa chu kỳ ................................... 37
2.3. Sự phân bào và sinh sản của tế bào ........................................................... 38
2.3.1. Phân bào nguyên nhiễm ............................................................................ 38
2.3.2. Phân bào giảm nhiễm ................................................................................ 41
2.4. Quang hợp ................................................................................................. 43
2.4.1. Các phản ứng ở pha sáng .......................................................................... 43
2.4.2. Chu trình Calvin ........................................................................................ 45
2.4.3. Chu trình C4 .............................................................................................. 45
2.4.4. Chu trình CAM ......................................................................................... 46
2.5 Hô hấp ....................................................................................................... 46
2.5.1. Quá trình đường phân ............................................................................... 46
2.5.2. Chu trình Krebs ......................................................................................... 46
2.5.3. Chuỗi truyền điện tử ................................................................................. 46
Bài 3. Di truyền học và công nghệ sinh học .......................................................... 47
3.1. Cơ sở của di truyền học............................................................................. 47
3.1.1. Kế thừa học thuyết Mendel ....................................................................... 47
3.1.2. Hiện tượng liên kết gen và di truyền chéo ................................................ 48
3.2. DNA, RNA và sự sinh tổng hợp protein ................................................... 49
3.2.1. DNA là vật chất mang thông tin di truyền ................................................ 49
3.2.2. DNA và sự tái bản DNA ........................................................................... 50
3.2.3. Từ DNA, RNA đến protein-sinh tổng hợp protein ................................... 54
3.3. Điều hòa biểu hiện gen.............................................................................. 59
3.3.1. Mục đích của điều hòa biểu hiện gen ........................................................ 59
3.3.2. Các yếu tố điều hòa biểu hiện gen ............................................................ 59
3
3.3.3. Mô hình điều hòa biểu hiện gen ở vi khuẩn .............................................. 60
3.3.4. Mô hình điều hòa biểu hiện gen ở eucaryote ............................................ 63
3.3.5. Sự biệt hóa tế bào ...................................................................................... 65
3.4. Di truyền học người .................................................................................. 66
3.4.1. Những phương pháp nghiên cứu di truyền học người .............................. 66
3.4.2. Di truyền y học .......................................................................................... 67
3.5. Công nghệ sinh học gen ............................................................................ 69
3.5.1. Khái niệm kỹ thuật di truyền .................................................................... 69
3.5.2. Ý nghĩa khoa học và ứng dụng của công nghệ di truyền .......................... 69
Bài 4. Các học thuyết tiến hóa ............................................................................... 73
4.1. Lịch sử của sự sống ................................................................................... 73
4.1.1. Nguồn gốc sự sống .................................................................................... 73
4.1.2. Tiến hóa của hệ gen .................................................................................. 75
4.2. Học thuyết tiến hóa ................................................................................... 76
4.3. Di truyền học quần thể và sự hình thành loài ........................................... 77
4.3.1. Biến dị di truyền trong quần thể ............................................................... 77
4.3.2. Phân tích vốn gen ...................................................................................... 77
4.3.3. Tiến hóa vi mô .......................................................................................... 78
4.3.4. Tiến hóa vĩ mô-sự hình thành loài mới ..................................................... 81
4.4 Sự phân loại các loài ................................................................................. 82
4.4.1. Cơ sở của phân loại cơ thể ........................................................................ 82
4.4.2. Hệ thống tên kép của loài .......................................................................... 82
4.4.3. Hệ phân loại theo cấp bậc lệ thuộc ........................................................... 82
4.4.4. Tiêu chí phân loại ...................................................................................... 83
4.4.5. Năm giới sinh vật ...................................................................................... 85
Bài 5. Sinh thái học .............................................................................................. 86
5.1. Giới thiệu về hệ sinh thái .......................................................................... 86
5.1.1. Giới thiệu về sinh thái học ........................................................................ 86
5.1.2. Chuỗi thức ăn, lưới thức ăn và các bậc dinh dưỡng ................................. 86
5.1.3. Năng lượng học sinh thái .......................................................................... 87
5.1.4. Chu trình sinh địa hóa ............................................................................... 89
5.2. Quần thể .................................................................................................... 89
5.2.1. Khái niệm quần thể ................................................................................... 89
5.2.2. Động học quần thể .................................................................................... 89
5.2.3. Sự sinh trưởng của quần thể ...................................................................... 90
5.2.4. Quần thể người .......................................................................................... 91
5.3. Quần xã ..................................................................................................... 92
5.3.1. Khái niệm và các đặc trưng của quần xã .................................................. 92
5.3.2. Mối quan hệ giữa các loài ......................................................................... 92
5.4. Hệ sinh thái ............................................................................................... 93
5.4.1. Hệ sinh thái trên cạn.................................................................................. 93
5.4.2. Hệ sinh thái nước ...................................................................................... 95
5.4.3. Diễn thế sinh thái ...................................................................................... 97
Bài 6. Sinh học của virus, giới khởi sinh, nguyên sinh và nấm ............................. 98
4
6.1. Vi khuẩn và vi khuẩn cổ ........................................................................... 98
6.1.1. Lãnh giới vi khuẩn cổ ............................................................................... 98
6.1.2. Lãnh giới vi khuẩn .................................................................................... 98
6.1.3. Vi khuẩn và con người .............................................................................. 101
6.2. Virus .......................................................................................................... 104
6.2.1. Khái niệm virus ......................................................................................... 104
6.2.2. Sự sinh sản và cấu trúc của virus .............................................................. 105
6.2.3. HIV và hội chứng suy giảm miễn dịch mắc phải ...................................... 106
6.3. Giới Protista .............................................................................................. 107
6.3.1. Đặc điểm của nguyên sinh vật .................................................................. 107
6.3.2. Nguyên sinh động vật (Protozoa) ............................................................. 108
6.3.3. Tảo (Algae) ............................................................................................... 112
6.3.4. Tầm quan trọng của tảo ............................................................................. 113
6.4. Giới Nấm ................................................................................................... 114
6.4.1. Đại cương về nấm ..................................................................................... 114
6.4.2. Phân loại nấm ............................................................................................ 115
6.4.3. Nấm và con người ..................................................................................... 120
Bài 7. Sinh học thực vật ......................................................................................... 123
7.1. Sự quan trọng của thực vật........................................................................ 123
7.1.1. Thực vật và con người .............................................................................. 123
7.1.2. Thực vật và môi trường ............................................................................. 123
7.2. Cấu trúc và chức năng của thực vật .......................................................... 123
7.2.1. Tế bào và mô thực vật ............................................................................... 123
7.2.2. Rễ .............................................................................................................. 124
7.2.3. Thân .......................................................................................................... 126
7.2.4. Lá............................................................................................................... 128
7.3 Sự sinh sản của thực vật ............................................................................ 130
7.3.1. Chu trình phát triển của thực vật ............................................................... 130
7.3.2. Sự sinh sản của thực vật hiển hoa ............................................................. 132
7.3.3. Sự phát tán................................................................................................. 136
7.4. Các đáp ứng của thực vật .......................................................................... 136
7.4.1. Hormone thực vật ...................................................................................... 136
7.4.2. Tính hướng động và ứng động của thực vật ............................................. 137
Bài 8. Sinh học động vật ........................................................................................ 138
8.1. Giới thiệu về động vật ............................................................................... 138
8.2. Ngành thân lỗ Porifera (Bọt biển) ............................................................. 138
8.2.1. Phân loại .................................................................................................... 138
8.2.2. Cấu trúc ..................................................................................................... 138
8.2.3. Sinh sản ..................................................................................................... 138
8.3. Ngành thích ty bào Cnidaria (Ruột khoang Coelenterates) ...................... 139
8.3.1. Phân loại .................................................................................................... 139
8.3.2. Cấu trúc ..................................................................................................... 139
8.3.3. Vòng đời và sự sinh sản ............................................................................ 140
8.4. Ngành giun dẹp Platyhelminthes .............................................................. 141
5
8.4.1. Phân loại .................................................................................................... 141
8.4.2. Cấu trúc ..................................................................................................... 141
8.4.3. Vòng đời .................................................................................................... 141
8.5. Ngành giun đốt (Annelida) ....................................................................... 142
8.5.1. Phân loại .................................................................................................... 142
8.5.2. Cấu trúc ..................................................................................................... 143
8.5.3. Giun nhiều tơ (Polychaeta) ....................................................................... 143
8.5.4. Giun ít tơ (Oligochaeta) ............................................................................ 144
8.5.5. Đỉa (Hirudinea) ......................................................................................... 145
8.6. Ngành Thân mềm (Mollusca) ................................................................... 145
8.6.1. Phân loại .................................................................................................... 145
8.6.2. Cấu trúc cơ thể động vật thân mềm .......................................................... 145
8.7. Ngành Da gai (Echinodermata) ................................................................ 146
8.7.1. Phân loại .................................................................................................... 146
8.7.2. Cấu trúc ..................................................................................................... 147
8.8. Ngành Giun tròn (Nematoda) ................................................................... 147
8.8.1. Phân loại .................................................................................................... 147
8.8.2. Cấu trúc ..................................................................................................... 148
8.9. Ngành Chân khớp (Arthropoda) ............................................................... 148
8.9.1. Mối quan hệ tiến hóa giữa chân khớp và giun đốt .................................... 148
8.9.2. Phân loại chân khớp .................................................................................. 149
8.9.3. Cấu trúc cơ thể .......................................................................................... 150
8.10. Ngành Động vật có dây sống (Chordata) .................................................. 152
8.10.1. Phân loại ngành Động vật có dây sống Chordata ..................................... 152
8.10.2. Đặc điểm cấu tạo ....................................................................................... 153
8.10.3. Mối quan hệ giữa các ngành có dây sống ................................................. 154
Bài 9. Sinh học người ............................................................................................. 157
9.1. Tổ chức cơ thể người và động vật ............................................................. 157
9.1.1. Cấu trúc tế bào, mô ................................................................................... 157
9.1.2. Các hệ cơ quan chính ................................................................................ 158
9.2. Hệ tiêu hóa người ...................................................................................... 159
9.2.1. Đặc điểm hệ tiêu hóa người ...................................................................... 159
9.2.2. Các giai đoạn của quá trình tiêu hóa ......................................................... 159
9.2.3. Sự hấp thu ................................................................................................. 159
9.3. Hệ hô hấp người ........................................................................................ 163
9.3.1. Cơ quan hô hấp ......................................................................................... 163
9.3.2. Quá trình hô hấp ở người .......................................................................... 164
9.4. Hệ bài tiết .................................................................................................. 164
9.4.1 Thận- cơ quan bài tiết nước tiểu ............................................................... 164
9.4.2. Hoạt động của thận ................................................................................... 166
9.5. Hệ tuần hoàn ngưởi ................................................................................... 166
9.5.1. Cấu tạo của tim và chu kỳ hoạt động của tim ........................................... 166
9.5.2. Hệ thống mạch máu .................................................................................. 169
9.5.3. Vòng tuần hoàn máu của người ................................................................ 170