Tiếp cận sinh học cấu trúc hệ thống

4,109 views
3,969 views

Published on

Tài liệu giành cho cao học và nghiên cứu sinh.

Published in: Education
0 Comments
4 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

No Downloads
Views
Total views
4,109
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
19
Actions
Shares
0
Downloads
70
Comments
0
Likes
4
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Tiếp cận sinh học cấu trúc hệ thống

  1. 1. PGS.TS Dương Tiến SỹKhoa Sinh Trường Đại học sư phạm Hà Nội
  2. 2. Chương 1 - LÝ THUYẾT HỆ THỐNG1.1. Một số khái niệm cơ bản của lý thuyết hệ thống1.1.1. Khái niệm hệ thống1.1.2. Phần tử1.1.3. Cơ cấu của hệ thống1.1.4. Môi trường của hệ thống1.1.5. Chức năng của hệ thống1.1.6. Ngôn ngữ của hệ thống1.2. Những nguyên lý của lý thuyết hệ thống1.3. Phân loại hệ thốngChương 2 - TIẾP CẬN NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG2.1. Khái niệm tiếp cận hệ thống2.2. Tiếp cận nghiên cứu hệ thống2.2.1. Phương pháp phân tích cấu trúc2.2.2. Phương pháp tổng hợp hệ thống2.2.3. Mối quan hệ giữa phương pháp phân tích cấu trúc và tổng hợp hệthống2.3. Qui trình nghiên cứu hệ thống
  3. 3. Chương 3 - VẬN DỤNG TIẾP CẬN HỆ THỐNG TRONG DẠY HỌCSINH HỌC Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG3.1. Vận dụng tiếp cận hệ thống trong nghiên cứu sinh học các cấp độtổ chức sống3.1.1. Tính hệ thống của sinh giới3.1.2. Lý thuyết về các cấp độ tổ chức sống3.1.3. Sự phân chia các cấp độ tổ chức sống3.2. Vận dụng tiếp cận hệ thống trong xây dựng CT & SGK sinh họcphổ thông.3.2.1. Vận dụng tiếp cận hệ thống trong xây dựng chương trình và SGKsinh học phổ thông ở một số nước có nền giáo dục tiên tiến:3.2.1.1. Chương trình và SGK môn sinh học phổ thông của Liên bangNga.3.2.1.2. Chương trình và SGK môn sinh học phổ thông của Mỹ.3.2.1.3. Chương trình và SGK môn “Các khoa học về sự sống và về tráiđất” của Pháp.3.2.1.4. Chương trình và SGK môn sinh học phổ thông của Australia.
  4. 4. 3.1. Vận dụng tiếp cận hệ thống trong nghiên cứu sinh họccác cấp độ tổ chức sống3.1.1. Tính hệ thống của sinh giới3.1.2. Lý thuyết về các cấp độ tổ chức sống3.1.3. Sự phân chia các cấp độ tổ chức sống3.2. Vận dụng tiếp cận hệ thống trong xây dựng chươngtrình và SGK sinh học phổ thông.3.2.1. Vận dụng tiếp cận hệ thống trong xây dựng chươngtrình và SGK sinh học phổ thông ở một số nước có nềngiáo dục tiên tiến:3.2.1.1. Chương trình và SGK môn sinh học phổ thông củaLiên bang Nga.3.2.1.2. Chương trình và SGK môn sinh học phổ thông củaMỹ.3.2.1.3. Chương trình và SGK môn “Các khoa học về sựsống và về trái đất” của Pháp.3.2.1.4. Chương trình và SGK môn sinh học phổ thông củaAustralia.
  5. 5. Khái niệm hệ thống:Khái niệm “hệ thống” đã được Von Bertalanffy xác định như sau: “Hệ thống là mộttổng thể các phần tử có quan hệ, có tương tác với nhau” .Khái niệm tiếp cận hệ thốngTiếp cận hệ thống là xem xét một đối tượng nghiên cứu như là một hệ thống lớn baogồm những hệ con. Hệ con gồm những hệ nhỏ hơn, giữa các bộ phận trong một hệcon và giữa các hệ con với nhau cũng như giữa hệ lớn với MT cũng có mối tươngtác xác định. Nhờ mối tương tác này mà hệ thống có những thuộc tính mới, nhữngchất lượng mới vốn không có ở các bộ phận riêng lẻ, chưa từng có trước đó vàkhông phải là số cộng các tính chất của các bộ phận (nguyên lý tính trồi -Emergence). Đó là những chất lượng mới mang tính toàn vẹn hay tính tích hợp củahệ thống. Toàn hệ thống là một chỉnh thể có khả năng tự điều chỉnh tự thân vậnđộng và phát triển không ngừng.Sự thống nhất giữa hai PP phân tích cấu trúc và tổng hợp hệ thống đã sản sinh raPP tiếp cận hệ thống, trong đó hiểu tiếp cận là cách tiến đến đối tượng, nghiên cứuđối tượng theo cách như thế nào.Qui trình nghiên cứu hệ thống
  6. 6. Lịch sử phát triển của khoa học Sinh học gắn liền với lịchsử phát triển của các quan điểm tư tưởng triết học trongnghiên cứu SH. Trước những năm 1960, nền khoa học SH dựa trên quanđiểm tư tưởng giáo điều của Lưxencô, mà hậu quả tai hại củanó là đã loại trừ ra ngoài những nội dung quan trọng của SHhiện đại như học thuyết tế bào và di truyền học,… và đã thaythế nội dung khoa học của học thuyết tiến hoá Đác Uyn bằngluận điểm cơ giới của La Mác. Cho đến những năm 1962 - 1965 những quan điểm đó đãbị phê phán và công khai bác bỏ. Từ đó, có một sự thay đổilớn về đường lối triết học trong SH, đó là tư tưởng tiếp cận hệthống và tiến hoá sinh giới trong nghiên cứu SH. Tiếp cận hệthống và lý thuyết các CĐTCS đã nhìn nhận giới hữu cơ nhưmột hệ thống lớn trong đó có những hệ thống con luôn vậnđộng, phát triển và tiến hoá từ cấp độ Phân tử đến Sinh tháiquyển.
  7. 7. Những nghiên cứu Lí thuyết hệ thống trong triết học và“Sinh học hệ thống” các CĐTCS trong SH đã khẳngđịnh: Tiếp cận “Sinh học hệ thống” và quan điểm Sinhthái, Tiến hoá sinh giới đã trở thành những phươngpháp luận chủ yếu trong nghiên cứu các lĩnh vực củakhoa học sinh học và xây dựng chương trình, hiện đạihoá nội dung SGK SH ở trường phổ thông, cho phépthể hiện được vấn đề trung tâm của SH hiện đại. Chỉ khinào vận dụng đồng thời tiếp cận “Sinh học hệ thống” vàquan điểm Sinh thái, Tiến hoá sinh giới mới có thể giúpHS hiểu được những hiện tượng, qui luật và cácnguyên lí tổ chức vật chất sống trong mối quan hệ sinhthái phức tạp và khăng khít của sinh quyển gắn liền vớiquá trình phát sinh, phát triển và tiến hoá của sinh giớimột cách tự nhiên và hiệu quả.
  8. 8. QT A Môi trường QT CQT B
  9. 9. Theo tiếp cận hệ thống và dựa vào kết quả nghiên cứu của nhiềulĩnh vực trong khoa học Sinh học. Sinh học hệ thống có thể xácđịnh tính hệ thống của sinh giới tồn tại một cách khách quan vớicác nội dung cơ bản như sau:1. Vũ trụ bao gồm các dạng vật chất khác nhau, đều tồn tại trong những hệ thống xác định luôn vận động và biến đổi không ngừng theo thời gian và không gian. Trong đó có hệ thống sinh giới (hệ sống).2. Các dạng vật chất có thể phân chia thành 2 nhóm cơ bản là: Vật chất vô sinh và vật chất hữu sinh. Nhóm vật chất hữu sinh còn gọi là hệ thống sống.3. Hệ thống sống tồn tại ở các cấp độ tổ chức từ nhỏ đến lớn, từ cấp độ phân tử đến cấp độ sinh thái quyển. Trong đó, bất kỳ một hệ thống sống nào cũng bao gồm nhiều hệ thống bé hơn và là thành phần cấu trúc của một hệ thống lớn hơn.4. Mỗi hệ thống sống đều có cấu trúc và chức năng xác định, trong đó các thành phần cấu trúc của một hệ thống luôn luôn có mối quan hệ tương tác lẫn nhau và với MT của nó thông qua quá trình trao đổi vật chất, năng lượng và thông tin.
  10. 10. 5. Trong quá trình trao đổi vật chất, năng lượng và thông tin với MT của nó, các hệ thống sống luôn luôn ở trạng thái cân bằng và có đặc điểm là một hệ thống mở. Tách khỏi môi trường đó, các hệ sống không tồn tại được.6. Thông qua mối quan hệ tương hỗ giữa các yếu tố cấu trúc của hệ thống với nhau và với MT; các hệ thống sống biểu hiện những đặc điểm riêng biệt của mình về cấu trúc, phương thức trao đổi vật chất, năng lượng và thông tin làm xuất hiện các đặc trưng nổi bật của hệ thống được gọi là tính trồi (Emergence) của hệ thống.7. Các đặc trưng về tính trồi của một hệ thống sống luôn luôn được duy trì nhờ quá trình tự điều chỉnh về thành phần cấu trúc, về tốc độ trao đổi chất và năng lượng của hệ thống với MT vì môi trường của các hệ sống thường xuyên biến đổi, nhờ vậy hệ thống tương đối ổn định trong một thời gian nhất định và được gọi là trạng thái cân bằng sinh thái của hệ thống.8. Trạng thái cân bằng sinh thái của hệ thống là trạng thái cân bằng động.
  11. 11. Thuật ngữ Sinh thái học - Ecology (bắt nguồn từ chữ HiLạp Oikos là nhà, nơi ở và logos mang nghĩa "môn khoahọc") được Ernst Heckel người Đức đề xướng vào năm1866.Sinh thái học là khoa học nghiên cứu về quan hệ tươnghỗ giữa sinh vật với sinh vật và giữa sinh vật với môitrường.Như vậy, đối tượng nghiên cứu của Sinh thái học là mốiquan hệ tương hỗ giữa sinh vật với sinh vật và giữa sinhvật với môi trường.
  12. 12. Sinh học hệ thống do Ludwig von Bertalanffy người Áo đề xướng vàonăm 1940 với “Lý thuyết các hệ thống chung” (general systems theory).Tiếp đó, nhiều nhà triết học và Sinh học Xô Viết (cũ) đã nghiên cứu về“Thuyết hệ thống đại cương” và vận dụng quan điểm hệ thống vào nghiêncứu sự sống, từ đó đưa ra khái niệm “Hệ thống sống” (Biologicalsystems) là hệ mở có tổ chức cao.Sinh học hệ thống là một lĩnh vực nghiên cứu sinh học khá mới mẻ. Năm2000, Viện Sinh học hệ thống (Institutes of Systems Biology) được thànhlập ở 2 thành phố Seattle (Mỹ) và Tokyo (Nhật). Ngày nay, đang rất pháttriển ở nhiều nước khác.Sinh học hệ thống (Systems biology) là khoa học nghiên cứu mối tươngtác phức tạp giữa các thành phần cấu trúc của các hệ thống sống(Biological systems) và những tương tác này sẽ đưa đến những chứcnăng của hệ thống sống đó.Như vậy, đối tượng nghiên cứu của Sinh học hệ thống là các hệ thốngsống. Mục tiêu cuối cùng của Sinh học hệ thống là mô hình hóa cách thứchoạt động của các hệ thống sống ở các CĐTCS khác nhau từ cấp độPhân tử đến Sinh thái quyển. Do đó, cần phân biệt hai khái niệm: “Sinhhọc hệ thống” và “Hệ thống sống”.
  13. 13. Sinh thái học (Ecology) là khoa học nghiên cứu vềquan hệ tương hỗ giữa sinh vật với sinh vật và giữa sinhvật với môi trường.Sinh học hệ thống (Systems biology) là khoa học nghiêncứu mối tương tác phức tạp giữa các thành phần cấu trúccủa các hệ thống sống (Biological systems) và nhữngtương tác này sẽ đưa đến những chức năng của hệ thốngsống đó. Như vậy, đối tượng nghiên cứu của Sinh học hệ thống rộng hơn đối tượng nghiên cứu của Sinh thái học vì: Sinh học hệ thống nghiên cứu các hệ thống sống ở các CĐTCS khác nhau từ cấp độ Phân tử đến Sinh thái quyển. Sinh học hệ thống là một khoa học liên quan đến nhiều ngành hơn là một lĩnh vực đơn lẻ.
  14. 14. Quan điểm tiếp cận hệ thống trong SH dẫn tới Lý thuyết về các CĐTCS.Theo lý thuyết này, vật chất sống được tổ chức thành nhiều cấp, mỗi cấp là mộthệ thống sống phức tạp, có những mối quan hệ tương tác trong nội bộ hệ thốngvà tương tác giữa các hệ thống khác ở cấp cao hơn và thấp hơn nó. Sinh giới tồn tại với nhiều cơ cấu hệ thống khác nhau, đan xen với nhautrong các mối quan hệ chằng chịt và có hiện tượng chồng chất cơ cấu. Ví dụ: cónhiều cơ cấu hệ thống như hệ thống thực vật, hệ thống động vật, hệ thống visinh vật v.v... và có hiện tượng chồng chất cơ cấu, ví dụ như xét một cá thể sinhvật thì bản thân nó là một hệ thống của các cơ quan và hệ cơ quan, nhưng nó lạilà bộ phận của một loài (hệ thống phân loại), hoặc là bộ phận của một quần thể.Việc phân chia các hệ thống khác nhau như vậy là do các cách tiếp cận khácnhau tùy theo mục đích nghiên cứu. SH ở thế kỷ XVII mới chỉ nghiên cứu sinh vật ở cấp độ cơ thể. Sau nàycùng với sự phát triển của các ngành khoa học, SH được nghiên cứu ở cấp độ vimô (dưới cơ thể) và ở cấp độ vĩ mô (trên cơ thể). Hiện nay, trong lịch sử triết học cũng như trong SH còn đang có nhiều tranhluận về tiêu chuẩn phân loại và số lượng các CĐTCS.
  15. 15. Đã có nhiều nghiên cứu của các tác giả trên thế giới tìm cáchphân chia và xác định số lượng các CĐTCS như sau: 1.K.M.Zavatxki (1961), chia các Hệthống sống thành 5 cấp: cơ thể -> quầnthể -> quần xã -> khu hệ -> sinh quyển. 2.H.N.Lavorenco (1961), đề nghịghép cấp thứ 4 và cấp thứ 5: khu hệ vàsinh quyển thành đệm sinh vật.
  16. 16. 3.E.P.Ođum (1975) phân chia các Hệthống sống thành 6 cấp:
  17. 17.  E.P.Ođum xem QX như là mộtthành phần của HST, cho nên cácthuật ngữ: Quần xã (biome) và Hệsinh thái (ecosystem) tương đươngvới các thuật ngữ “quần lạc”(biocenose) và “sinh địa quần lạc”(biogeocenose) như quan niệm củacác tác giả ở châu Âu và Liên Xô(cũ).
  18. 18. 4.Các tác giả A.V.Iablocov vàA.G.Iusufov (1989) chia các Hệ thốngsống thành 4 cấp độ: phân tử – di truyền-> phát sinh cá thể -> quần thể -> sinh địaquần lạc.  Các tác giả này cho rằng: Việc phânchia thành các CĐTCS chỉ là để thuận lợicho việc nghiên cứu, mà vấn đề cơ bản làmỗi CĐTCS có cấu trúc cơ sở và hoạtđộng đặc trưng của nó.
  19. 19. 5.Campbell, trong cuốn Sinh học(xuất bản lần thứ 8 năm 2008 trang4 - 5), phân chia các Hệ thống sốngthành 10 cấp độ: Sinh quyển -> Hệ sinh thái ->Quần xã -> Quần thể -> Cá thể sinhvật -> cơ quan và hệ cơ quan -> Mô-> Tế bào -> Bào quan -> Phân tử.
  20. 20. I. Pavlôp đã thành công trong nghiên cứusinh lý người khi xem con người như một hệthống toàn vẹn, tự điều chỉnh. N. I Vavilôv đã thành công trong nghiêncứu loài khi xem xét loài như là một hệ thốngmở phức tạp. V. N Xucatsov, I.I Smangauzen, V.I.Vernadxki, v.v... đều là những nhà Sinh họcnghiên cứu các đối tượng sống bằng tiếp cậnSinh học hệ thống.
  21. 21. Thập kỉ 60: Cải cách bộ môn Sinh học trong trường sưphạm (Ph. L’ Héritier và G. Rizet. Pa- ri. Báo cáo Ocde - các nước trong khối cộngđồng phát triển kinh tế, 1963, tr.77).Những tư tưởng xây dựng bộ môn Sinh họctrong trường trung học (P. Duvignau. Pa - ri. Ocde, 1963). Vấn đề liên quan giữa sự tổ chức và tiếnhoá của các hệ thống sống (K. M. Khai-lôp. Tạp chí: Nhữngvấn đề triết học, Số 4-1966). Quan điểm hệ thống - cấu trúc vận dụngvào giảng dạy Sinh học. (W. Voigt. Béclin. Sinh học trong nhàtrường. Số 3- 1969).
  22. 22. Thập kỉ 70: Thuyết cấu trúc và vị trí của nó trongphương pháp luận hệ thống (A.A. Ma-li-rôp-xki. Trong cuốn:Những vấn đề nghiên cứu hệ thống. NXB Khoa học, Mat-xcơ-va, 1970). Phương pháp luận hệ thống và ý nghĩa củanó trong sinh học (P. I. Gupalô. Sinh học trong nhà trường. Số 2-1971,Mat-xcơ-va). Mối tương quan giữa hai phương phápluận lịch sử và cấu trúc - hệ thống nhằmnghiên cứu bản chất và các mức độ tổ chứccủa sự sống (V.A. Alếc-xây-ép. Trong cuốn: Phát triển những khái niệmmức độ cấu trúc, NXB Khoa học, Mat-xcơ-va, 1972).
  23. 23. 1. Những CĐTCS phải là hệ thống cấutrúc và chức phận tương đối độc lập. 2. Những CĐTCS phải là hệ thống mở, tựđiều chỉnh và tiến hoá. 3. Những CĐTCS phải thể hiện các đặctrưng cơ bản của sự sống trong quá trìnhtồn tại phát triển và tiến hóa.
  24. 24. 1. HÌNH THÁI: Là những dấu hiệu bên ngoài có thểquan sát được (đặc điểm về hình dạng, kích thước,…)giúp phân biệt hệ thống sống này với hệ thống sốngkhác.2. CẤU TRÚC: Là tổ hợp các yếu tố cấu thành của hệthống và các mối quan hệ bền vững giữa các yếu tố đóquy định đặc điểm của các hệ thống sống như mộtchỉnh thể tòan vẹn.3. CHUYỂN HÓA VẬT CHẤT & NĂNG LƯỢNG:Là quá trình thu nhận, tổng hợp, phân giải và thải cácchất gắn liền với sự tiêu hao năng lượng thông qua quátrình đồng hóa và dị hóa của hệ thống sống.
  25. 25. 4. SINH TRƯỞNG & PHÁT TRIỂN: Là quá trình tănglên về các chỉ tiêu hình thái và cấu trúc của hệ thống (chủyếu là kích thước, thể tích, khối lượng) dẫn đến sự phânhóa về cấu trúc và hòan thiện về chức năng của hệ thốngsống.5. SINH SẢN: Là quá trình tăng lên về số lượng các hệthống sống mới có cấu trúc cơ bản giống như cấu trúc củahệ thống sống sinh ra nó.6. TỰ ĐIỀU CHỈNH: Là quá trình tự duy trì trạng tháicân bằng của hệ thống, đảm bảo sự cân bằng động đặctrưng của mỗi hệ thống sống.7. TIẾN HÓA THÍCH NGHI: Là phản ứng của hệ thốngtrước những tác động của môi trường, đảm bảo cho sự tồntại, phát triển và tiến hóa của hệ thống sống.
  26. 26. Khi xem xét tiêu chí: Những CĐTCS phải là Hệ thống cấu trúc vàchức phận tương đối độc lập. Ta dễ dàng nhận thấy:
  27. 27. 1. Ở cấp độ Phân tử – Hệ thống phân tử: đơn vị cấu trúc cơ sở là gen, hoạt động chức năng cơ sở đặc trưng là sự sao chép đúng mẫu của phân tử ADN và quá trình đột biến trong ADN.2. Ở cấp độ Tế bào/Cơ thể đơn bào – Hệ thống tế bào: đơn vị cấu trúc cơ sở là tế bào, hoạt động chức năng cơ sở đặc trưng là sự truyền đạt các thông tin di truyền qua các thế hệ tế bào. Ở cấp độ này tập trung nghiên cứu về SH Vi sinh vật, vì các tế bào trong cơ thể đa bào khi tách ra khỏi cơ thể, chúng sẽ không tồn tại độc lập được.3. Ở cấp độ Cơ thể đa bào – Hệ thống cơ thể: đơn vị cấu trúc cơ sở của cơ thể là tế bào, hoạt động chức năng cơ sở đặc trưng là sự triển khai các thông tin di truyền từ tế bào khởi đầu, là sự phân hoá các mô và cơ quan, là sự truyền đạt thông tin di truyền qua các thế hệ tế bào và qua các thế hệ khác nhau của cơ thể.
  28. 28. 4. Ở cấp độ Quần thể/Loài – Hệ thống Quần thể: đơn vị cấu trúc cơ sở là quần thể, hoạt động chức năng cơ sở đặc trưng là sự biến đổi thành phần kiểu gen của quần thể dưới tác động của các nhân tố gây đột biến, trong đó hoạt động chủ yếu là quá trình đột biến, quá trình chọn lọc tự nhiên, các cơ chế cách li, kết quả là hình thành loài mới. Mối quan hệ đặc trưng của các phần tử trong Hệ thống đó là quan hệ sinh sản.5. Ở cấp độ Quần xã/Hệ sinh thái – Hệ thống Sinh thái: đơn vị cấu trúc cơ sở là quần xã sinh vật, hoạt động chức năng cơ sở là sự điều chỉnh các mối quan hệ dinh dưỡng trong chuỗi thức ăn và lưới thức ăn.6. Ở cấp độ Sinh thái quyển – Hệ thống Sinh quyển: đơn vị cấu trúc cơ sở là các hệ sinh thái, hoạt động chức năng cơ sở là các chu trình chuyển hoá vật chất và năng lượng trong tự nhiên.
  29. 29. Khi xem xét tiêu chí: Những CĐTCS phải là Hệ thống mở, tự điều chỉnhvà tiến hoá. Theo lát cắt ngang, sau khi xác định được đặc trưng hìnhthái, ta phải tìm ra các yếu tố cấu trúc của hệ thống sống đó và phântích mối quan hệ qua lại giữa chúng, từ đó làm nổi bật các đặc trưng vềchức năng sống (tính trồi - Emergence), đó là: chuyển hóa vật chất &năng lượng, sinh trưởng & phát triển, sinh sản, tự điều chỉnh, tiến hóathích nghi.
  30. 30. Ví dụ, ở CĐTCS Quần thể - Loài ta dễ dàng nhận thấy nội dung của các đặc trưng sống như sau: 1. HÌNH THÁI: Là những dấu hiệu bên ngoài có thể quan sát được. Nội dung cơ bản của nó là sự phân bố các cá thể trong quần thể (phân bố theo nhóm, phân bố đồng đều hoặc ngẫu nhiên) và kích thước của nó, mỗi quần thể có kích thước tối đa và kích thước tối thiểu phụ thuộc vào loài và sức chứa của môi trường. 2. CẤU TRÚC: Là tập hợp các cá thể cùng loài có các yếu tố cấu trúc đặc trưng. Nội dung cơ bản của nó là: Mật độ; tỉ lệ nhóm tuổi; tỉ lệ đực cái; tỉ lệ sinh sản, tử vong; kiểu tăng trưởng; kiểu phân bố; khả năng thích ứng. Các yếu tố cấu trúc này luôn có mối quan hệ qua lại mật thiết với nhau và với môi trường thể hiện trong sự biến động và điều chỉnh số lượng cá thể. Sự tương tác qua lại giữa các yếu tố cấu trúc tạo nên những đặc trưng sống của cấp độ tổ chức sống Quần thể (tính trồi - Emergence). 3. CHUYỂN HÓA VẬT CHẤT & NĂNG LƯỢNG: Là quá trình tăng trưởng của quần thể. Nội dung cơ bản của nó là sự tăng mật độ cá thể hoặc sinh khối trung bình trên một đơn vị diện tích hay thể tích, thông qua quá trình thu nhận, tổng hợp, phân giải và thải các chất gắn liền với sự tích lũy và giải phóng hao năng lượng của mỗi cá thể.
  31. 31.  4. SINH TRƯỞNG & PHÁT TRIỂN: Là quá trình tăng kích thước quần thể. Nội dung cơ bản của nó là sự tăng số lượng cá thể gắn liền với sự mở rộng khu phân bố của quần thể, dẫn đến sự phân hóa về cấu trúc và hòan thiện về chức năng sinh học của quần thể. 5. SINH SẢN: Là quá trình tăng lên về số lượng quần thể tạo nên quần thể mới từ quần thể ban đầu. Nội dung cơ bản của nó là sự tăng lên về số lượng cá thể của quần thể khi vượt quá giới hạn chịu đựng của môi trường, hoặc do các biến cố địa chất, khí hậu,... dẫn tới hiện tượng tách đàn; dưới tác động của chọn lọc tự nhiên, các nhân tố tiến hóa và các cơ chế cách li dẫn tới hình thành quần thể mới. 6. TỰ ĐIỀU CHỈNH: Là khả năng duy trì trạng thái cân bằng của quần thể. Nội dung cơ bản của nó là cơ chế tự điều chỉnh mật độ thông qua sự điều chỉnh mối tương quan giữa tỉ lệ sinh sản/tử vong bằng phương thức điều hòa mềm dẻo hoặc khắc nghiệt tùy thuộc vào sức chứa của môi trường. 7. TIẾN HÓA THÍCH NGHI: Là phản ứng của quần thể trước những thay đổi của môi trường. Nội dung cơ bản của nó là nghiên cứu đặc điểm của các nhân tố môi trường ảnh hưởng đến đời sống của các sinh vật và sự thích nghi (về hình thái, tập tính liên quan đến các chu kỳ ngày đêm và các chu kỳ địa lý của quả đất và di truyền) của chúng với các điều kiện ngoại cảnh khác nhau đảm bảo cho sự tồn tại, phát triển và tiến hóa của những quần thể thích nghi nhất.
  32. 32. Khi nghiên cứu một đặc trưng sống cụ thể nào đó (theo látcắt dọc) xuyên suốt các CĐTCS từ thấp lên cao, ví dụ đặctrưng về chuyển hóa vật chất & năng lượng, thì:
  33. 33.  1. Ở cấp độ phân tử: Là quá trình trao đổi các nuclêôtit trong môi trường nội bào như: quá trình tự nhân đôi ADN và quá trình tự sao, sao mã. Trong quá trình tự sao và sao mã của phân tử ADN có sự phá vỡ các liên kết hidro kèm theo giải phóng năng lượng; đồng thời có sự hình thành các mạch ADN và ARN mới gắn liền với sự tiêu hao năng lượng dưới dạng ATP. 2. Ở cấp độ tế bào/ cơ thể đơn bào: Là chuỗi phản ứng sinh hóa xảy ra trong tế bào có sự điều hòa của các enzim (hoạt hóa hay ức chế) thông qua 2 quá trình đồng hóa (tổng hợp các chất và tích lũy năng lượng) và dị hóa (phân giải các chất và giải phóng năng lượng cho mọi hoạt động sống của tế bào). 3. Ở cấp độ Cơ thể đa bào: Là các cơ chế thu nhận, biến đổi, vận chuyển, tổng hợp, phân giải và thải các chất của cơ thể thông qua 2 quá trình đồng hóa (tổng hợp các chất và tích lũy Q) và dị hóa (phân giải các chất và giải phóng Q cho mọi hoạt động sống của cơ thể).
  34. 34.  4. Ở cấp độ Quần thể/Loài: Là quá trình tăng trưởng của quần thể. Nội dung cơ bản của nó là sự tăng mật độ cá thể hoặc sinh khối trung bình trên một đơn vị diện tích hay thể tích thông qua quá trình thu nhận, tổng hợp, phân giải và thải các chất gắn liền với sự tích lũy và giải phóng năng lượng của mỗi cá thể. 5. Ở cấp độ Quần xã/Hệ sinh thái: Là mối quan hệ tương hỗ giữa các quần thể khác loài. Nội dung cơ bản của nó là mối quan hệ vật ăn thịt - con mồi và cạnh tranh khác loài thông qua chuỗi thức ăn và lưới thức ăn; các bậc dinh dưỡng và sự hình thành những hình tháp sinh thái về số lượng và năng lượng. 6. Ở cấp độ Sinh thái quyển: Là các chu trình chuyển hoá vật chất và năng lượng trong tự nhiên thông qua các chu trình Sinh – Địa – Hóa các chất.
  35. 35. Nước *Khí hậu * * Đất Tỉ lệ đực / cái Tỉ lệ Tỉ lệ Loài khác sinh sản nhóm tử vong MẬ tuổi Qua thời gian Nhờ CLTN hình thành các yếu tố cấu trúc liên quan mật thiết với nhau T Khả ĐỘ Khả năng năng Nước tăng thích trưởng Kiểu ứng phân bố cá thể *Khí hậu * * Đất Môi trường Loài khác Cấu trúc Quần thể sinh vật
  36. 36. 2 3Số lượng cá 1 4 Số lượng cáthể của Quần thể của Quần 9thể ở mức thể trở vềchuẩn mức chuẩn 5 8 7 6
  37. 37. Sinh cảnh A Môi trường C B
  38. 38. QX Z MT ZQX C MT CQX B MT BQX A MT A
  39. 39. ASinh cảnh C B
  40. 40. Lên men thối rữa C và O2 trong Hô hấp không khí Hô hấp Quang hợp Hô hấpVK, Hợp chất C Hợp chất C Các hydrat C của cây xanh; trong cơ thể ĐV Các hợp chất C khác…nấm ở ĐV ăn ĐV Hợp chất C của ĐV, TV chết (Các chất lắng đọng)
  41. 41. Môi trường Các nhân tố sinh thái V HS CN S Các cấp độ Cá QT - QX - Sinh tháiTổ chức sống Thể loài HST quyển

×