Sinh học đã được ứng dụng rộng rãi vào các ngành sản xuất và đời sống xã hội đem lại những lợi ích to lớn cho con người:

- Trong lĩnh vực bảo vệ môi trường: Nghiên cứu và chế tạo các chế phẩm xử lý chất thải trong sản xuất, chế biến nông, lâm, thủy sản; sản phẩm xử lý chất thải y tế; sản phẩm xử lý chất thải trong công nghiệp và sinh hoạt,…

- Trong lĩnh vực y tế, chăm sóc sức khỏe: Góp phần nâng cao chất lượng cuộc sống thông qua các ứng dụng mới trong lĩnh vực chẩn đoán, điều trị và theo dõi bệnh. Với các bệnh lạ, nguy hiểm đều có khả năng chẩn đoán bằng việc ứng dụng kỹ thuật gen như: dịch bệnh SARS, cúm A/H5N1, cúm A/H7N9,… Sản xuất các dược phẩm cytokine, enzyme, hormone, yếu tố đông máu, vaccine, kháng thể đơn dòng, chất ức chế enzyme,…

- Trong nông – lâm – ngư nghiệp:

+ Nông nghiệp: Phát triển công nghệ nuôi cấy bao phấn lúa, ngô phục vụ công tác chọn giống. Tái sinh cây có múi bằng phôi vô tính kết hợp với công nghệ vi ghép đỉnh sinh trưởng để nhân nhanh và tạo giống cam, quýt sạch bệnh,…

Một số câu hỏi liên quan đến hiện tượng trong hình 1.2:

- Hoa và bướm có mối quan hệ như thế nào?

- Bộ phận dùng để hút mật hoa của bướm là gì?

- Cơ quan hút mật hoa của bướm đã tiến hóa như thế nào để phù hợp với loài hoa mà chúng lấy mật?

- Hoạt động hút mật của bướm có vai trò như thế nào?

- Hoạt động sống của bướm có ảnh hưởng như thế nào đối với đời sống của loài hoa?

- Những đặc điểm nào của hoa giúp thu hút bướm đến hút mật?

- Hoa đã có cấu tạo thích nghi như thế nào để bướm có thể dễ dàng hút mật và gián tiếp giúp cho quá trình thụ phấn xảy ra?

- Nếu tiêu diệt hết bướm thì có thể gây ra những ảnh hưởng gì đối với môi trường?

a) Câu hỏi về hình thái và cấu tạo cơ thể:

- Bộ phận dùng để hút mật hoa của bướm là gì?

- Những đặc điểm nào của hoa giúp thu hút bướm đến hút mật?

b) Câu hỏi về hoạt động chức năng của cơ thể:

- Hoạt động hút mật của bướm có vai trò như thế nào?

c) Câu hỏi về mối quan hệ giữa các cá thể với nhau:

- Hoa và bướm có mối quan hệ như thế nào?

d) Câu hỏi về mối quan hệ giữa cá thể với môi trường:

- Nếu tiêu diệt hết bướm thì có thể gây ra những ảnh hưởng gì đối với môi trường?

e) Câu hỏi về quá trình tiến hóa của sinh vật:

- Cơ quan hút mật hoa của bướm đã tiến hóa như thế nào để phù hợp với loài hoa mà chúng lấy mật?

- Hoa đã có cấu tạo thích nghi như thế nào để bướm có thể dễ dàng hút mật và gián tiếp giúp cho quá trình thụ phấn xảy ra?

Một số lĩnh vực của nghành Sinh học và nhiệm vụ chính của mỗi lĩnh vực đó là:

- Di truyền học: Nghiên cứu về tính di truyền và biến dị ở các loài sinh vật.

- Sinh học phân tử: Nghiên cứu về cơ sở phân tử của các cơ chế di truyền như nhân đôi DNA, phiên mã, dịch mã, cũng như các hoạt động của tế bào.

- Sinh học tế bào: Nghiên cứu về cấu tạo và các hoạt động sống của tế bào. Từ đó, giúp tạo ra nhiều giống vật nuôi, cây trồng bằng các phương pháp khác nhau như gây đột biến, lai tế bào sinh dưỡng, chuyển gene,…

- Vi sinh vật học: Nghiên cứu các đặc điểm hình thái, cấu tạo, phân bố, các quá trình sinh học cũng như vai trò, tác hại của các loài vi sinh vật đối với tự nhiên và con người.

- Giải phẫu học: Nghiên cứu về hình thái và cấu tạo bên trong cơ thể sinh vật.

- Sinh lí học: Nghiên cứu các quá trình diễn ra bên trong cơ thể sinh vật sống thông qua hoạt động của các cơ quan và hệ cơ quan.

- Động vật học: Nghiên cứu về hình thái, giải phẫu, sinh lí, phân loại và hành vi của động vật cũng như vai trò và tác hại của chúng đối với tự nhiên và con người.

- Thực vật học: Nghiên cứu về hình thái, giải phẫu, sinh lí, phân loại thực vật; vai trò tác hại của thực vật đối với tự nhiên và đối với con người.

- Sinh thái học và môi trường: Nghiên cứu mối quan hệ tương tác qua lại giữa các cá thể sinh vật với nhau và với môi trường sống của chúng, sự thay đổi của các yếu tố môi trường và những vấn đề liên quan đến môi trường.

- Công nghệ sinh học: Sử dụng tế bào sống và các quá trình sinh học để tạo ra sản phẩm sinh học cần thiết cho con người.

Để trả lời các câu hỏi đã đặt ra theo yêu cầu ở Câu 1, ta cần tìm hiểu lĩnh vực của ngành Sinh học là: Giải phẫu học, động vật học, thực vật học, sinh thái học và môi trường.

Một số gợi ý tham khảo:

- Chọn di truyền học. Vì muốn tìm hiểu về sự di truyền và biến dị ở các loài sinh vật. Từ đó, tìm ra mối liên hệ giữa các loài, tìm ra nguyên nhân di truyền gây bệnh tật ở người,…

- Chọn sinh học phân tử. Vì muốn hiểu về vật chất di truyền ở cấp độ vật tử: DNA, RNA, protein để trả lời các câu hỏi “Tại sao những vật chất di truyền có kích thước nhỏ nhưng lại có vai trò vô cùng quan trọng đối với sự sống”?

- Chọn vi sinh vật học. Vì khi nhắc đến vi sinh vật chúng ta thường nghĩ là chúng có hại. Nhưng khi nghiên cứu sâu hơn chúng ta sẽ thấy được vi sinh vật có rất nhiều ứng dụng rất hữu ích: lên men rượu, làm phân bón sinh học, xử lí rác thải, làm sạch môi trường nước... Tuy nhiên, hiện nay các nghiên cứu và ứng dụng về vi sinh vật vẫn còn nhiều hạn chế, do đó lựa chọn đề tài này để có thể nghiên cứu thêm nhiều lợi ích của vi sinh vật phục vụ cho con người.

- Chọn thực vật học. Vì thực vật có vai trò vô cùng quan trọng đối với đời sống con người. Hiểu thêm về thực vật để đưa ra biện pháp bảo vệ phù hợp trước hiện trạng diện tích cây xanh đang giảm đồng thời nghiên cứu một số loài thực vật mang lại lợi ích kinh tế cao cho con người,…

Những lợi ích khi học tập môn Sinh học:

- Giúp hiểu rõ hơn sự hình thành và phát triển của thế giới sống, các quy luật của tự nhiên để từ đó giữ gìn và bảo vệ sức khỏe; biết yêu và tự hào về thiên nhiên, quê hương, đất nước; có thái độ tôn trọng, giữ gìn và bảo vệ thiên nhiên; ứng xử với thiên nhiên phù hợp với sự phát triển bền vững.

- Giúp hình thành và phát triển năng lực sinh học, gồm các thành phần năng lực như: nhận thức sinh học; tìm hiểu thế giới sống; vận dụng kiến thức; kĩ năng đã học vào thực tiễn.

- Rèn luyện thế giới quan khoa học, tinh thần trách nhiệm, trung thực và nhiều năng lực cần thiết.

Một số hành động thể hiện tình yêu thiên nhiên, quê hương, đất nước:

- Bảo vệ môi trường sống, vứt rác đúng nơi quy định.

- Tích cực tham gia các hoạt động vì lợi ích cộng đồng như: trồng cây xanh, nhặt rác ở bãi biển,…

- Ra sức học tập, nâng cao trình độ bản thân, tham gia nghiên cứu khoa học để đề ra các giải pháp, các sản phẩm có ích cho môi trường và xã hội.

- Tuyên truyền cho bạn bè, người thân trong gia đình cùng nâng cao ý thức bảo vệ môi, nâng cao tình yêu thiên nhiên, quê hương, đất nước.

- “Tắt khi không sử dụng”, tránh gây lãng phí nguồn điện và nước khi không sử dụng.

Một vài thành tựu cụ thể chứng minh vai trò của ngành Sinh học đối với sự phát triển kinh tế - xã hội:

 - Tạo ra các sinh vật mang gene người để sản xuất hormone, protein…

- Cấy ghép tế bào gốc: cấy ghép tế bào gốc cho bệnh nhân suy tim nặng do nhồi máu cơ tim cấp. 

- Tạo các giống cây trồng sạch bệnh, cho năng suất và chất lượng cao, đem lại hiệu quả kinh tế lớn.

- Phân tích các Protein/Proteome huyết thanh người mở ra hướng chẩn đoán trong y dược học góp phần trong công cuộc chăm sóc sức khoẻ cộng đồng.

- Tạo đường chức năng có giá trị dinh dưỡng và phòng bệnh cho các đối tượng mắc bệnh tiểu đường, béo phì, rối loạn tiêu hoá,...

Những hiểu biết về bộ não đã mang lại lợi ích là: Chủ động đưa ra phương pháp cải thiện trí nhớ, tư vấn và chữa trị các vấn đề về tâm lí cũng như hành vi của con người, góp phần làm cho Tâm lí học và Khoa học xã hội trở nên sâu sắc hơn.

- Đối với môi trường sống, việc xây dựng các mô hình sinh thái giúp đánh giá các vấn đề xã hội như sự nóng lên toàn cầu, mức độ ô nhiễm môi trường, sự thủng tầng ozone, suy kiệt các nguồn tài nguyên thiên nhiên,… từ đó đưa ra các biện pháp hợp lí hướng đến sự phát triển bền vững.

- Ví dụ:

+ Ở Việt Nam hiện nay các nhà khoa học bước đầu đã và đang nghiên cứu một số nhóm sinh vật chỉ thị cho ô nhiễm môi trường nước như: Artemia salina, giáp xác râu ngành Daphnia spp, trùng bánh xe Brachionus spp, nhiều loài trong họ muỗi lắc Chironomidae; nhóm động vật đáy cỡ lớn Macrobenthos, một số loài cá; một số vi tảo, vi khuẩn;…

+ Tuyển chọn được các chủng vi sinh vật, thực vật có khả năng phân hủy các chất ô nhiễm, phát triển các chế phẩm phân bón hữu cơ đa năng để kiểm soát và bảo vệ cân bằng hệ sinh thái.

+ Xây dựng các khu du lịch sinh thái giúp mọi người được gần gũi và thấy được thiên nhiên có vai trò vô cùng quan trọng đối với đời sống của con người, đồng thời thấy được con người chính là nguyên nhân lớn nhất ảnh hưởng đến môi trường xung quanh.

Con người có thể giải quyết những vấn đề môi trường bằng cách con người đã chủ động dùng vi sinh vật để xử lí nước thải, xử lí dầu tràn trên biển, phân hủy rác thải để tạo phân bón,… Việc tạo ra xăng sinh học cũng là một trong những phát minh giúp bảo vệ môi trường.

Sinh học có thể kết hợp với tin học để nghiên cứu sinh học trên các phần mềm chuyên dụng, các mô hình mô phỏng nhằm hạn chế việc sử dụng sinh vật làm thí nghiệm; kết hợp với khoa học Trái Đất, khoa học vũ trụ để nghiên cứu về khả năng tồn tại của sự sống ở các hành tinh khác ngoài Trái Đất.

Việc ứng dụng các thành tựu của sinh học được xem là giải pháp quan trọng để giải quyết nhiều vấn đề như môi trường, sức khỏe của con người là vì: Sinh học là môn khoa học về sự sống. Các nhà nghiên cứu luôn đặt ra câu hỏi về các vấn đề xung quanh thế giới sống và tìm kiếm các câu trả lời phù hợp dựa trên cơ sơ khoa học. Kết quả của các nghiên cứu là những thành tựu mang tính phù hợp và tính giải quyết cao đối các vấn đề môi trường, sức khỏe của con người. Trong đó:

- Đối với môi trường: Nhờ những nghiên cứu về sinh học, con người chủ động dùng vi sinh vật để xử lí nước thải, xử lí dầu tràn trên biển, phân hủy rác thải để tạo phân bón,…, tạo ra xăng sinh học,…

- Đối với sức khỏe con người: Sinh học đóng góp vai trò quan trọng trong nghiên cứu y học như liệu pháp gene nhằm chữa trị các bệnh liên quan đến sai hỏng vật chất di truyền, trị liệu bằng tế bào gốc, điều trị ung thư,…, tìm ra nguyên nhân cũng như cách điều trị nhiều bệnh nguy hiểm đối với con người,…

Một số ngành nghề liên quan đến sinh học, ứng dụng sinh học và vai trò của các ngành nghề đó đối với đời sống con người:

- Y học: phát triển các kĩ thuật cấy ghép nội tạng, kĩ thuật hỗ trợ sinh sản, liệu pháp gene, liệu pháp tế bào gốc, các dịch vụ chăm sóc sức khỏe con người,…

- Dược học: sản xuất nhiều loại vaccine, enzyme, kháng thể, thuốc,… nhằm phòng và chữa nhiều bệnh ở người.

- Pháp y: xét nghiệm DNA hoặc dấu vân tay để xác định mối quan hệ huyết thống, xác định tình trạng sức khỏe hoặc tình trạng tổn thương trong các vụ tai nạn giao thông, tai nạn lao động,… để giải quyết các vụ án dân sự; hoặc khám nghiệm tử thi; xét nghiệm DNA từ mẫu máu, tóc, da,… được thu nhận từ hiện trường vụ án trong điều tra các vụ án hình sự.

- Công nghệ thực phẩm: tạo ra các sản phẩm mới phục vụ cho nhiều lĩnh vực như thực phẩm, y học, chăn nuôi,… góp phần nâng cao sức khỏe con người.

- Khoa học môi trường: đưa ra các biện pháp xử lí kịp thời đồng thời chế tạo và sản xuất nhiều vật liệu, dụng cụ, thiết bị phục vụ cho việc bảo vệ môi trường. Nhiều biện pháp sinh học (sử dụng tảo, vi sinh vật) cũng đã được ứng dụng rất hiệu quả.

- Nông nghiệp: áp dụng các kĩ thuật hiện đại góp phần tăng năng suất, chất lượng các sản phẩm (gạo, trái cây, thủy sản,…) và giảm chi phí sản xuất, đảm bảo nguồn cung cấp lương thực trong nước và xuất khẩu.

- Lâm nghiệp: phối hợp chặt chẽ giữa việc trồng, bảo vệ và khai thác rừng một cách hợp lí; ban hành nhiều chính sách nhằm hỗ trợ cho việc quản lí và bảo vệ rừng. Nhờ đó, diện tích rừng được khôi phục đáng kể.

- Thủy sản: giữ vị trí quan trọng trong cơ cấu các ngành kinh tế nông nghiệp và kinh tế biển; đảm bảo quốc phòng, an ninh, giữ vững độc lập, chủ quyền biển đảo của Tổ quốc.

- Lâm nghiệp phối hợp chặt chẽ giữa việc trồng, bảo vệ và khai thác rừng một cách hợp lí; ban hành nhiều chính sách nhằm hỗ trợ cho việc quản lí và bảo vệ rừng. Nhờ đó, diện tích rừng được khôi phục đáng kể.

- Mà rừng có vai trò quan trọng như cung cấp thức ăn, nơi ở, dưỡng khí; bảo vệ điều kiện khí hậu và môi trường;… cho các sinh vật sinh sống → bảo vệ đa dạng sinh học.

→ Như vậy, sự phát triển của ngành Lâm nghiệp có ảnh hưởng to lớn đến việc bảo vệ đa dạng sinh học.

Tham khảo một số ngành nghề sau:

Ý tưởng về một ứng dụng của Sinh học trong tương lai mà em nghĩ sẽ mang lại hiệu quả cao: Vi khuẩn kháng sinh trong nước biển, con chip tế bào thần kinh nhân tạo, nông trại nổi thông minh, kim khâu thông minh phát hiện ung thư,…

Ý nghĩa của ngành Sinh học đối với phát triển bền vững:

- Sinh học đóng vai trò to lớn trong công cuộc bảo vệ môi trường sống: góp phần phát triển đa dạng sinh học, xây dựng các mô hình sinh thái để bảo vệ và khôi phục môi trường sống; các công trình nghiên cứu về di truyền, sinh học tế bào được áp dụng trong nhân giống, bảo toàn nguồn gene quý hiếm của các loài sinh vật có nguy cơ bị tuyệt chủng.

- Bên cạnh đó, việc vận dụng kiến thức sinh  học trong quản lí và khai thác hợp lí nguồn tài nguyên thiên nhiên; tạo các giống cây trồng, vật nuôi có năng suất và chất lượng cao; sản xuất các chế phẩm sinh học;… là một trong những yếu tố góp phần thúc đẩy sự phát triển kinh tế - xã hội.

- Một thí nghiệm được cho là vi phạm đạo đức sinh học khi vi phạm những quy tắc, giá trị đạo đức trong khoa học nghiên cứu sự sống cũng như ứng dụng khoa học vào thực tiễn.

- Không đồng ý với việc dùng con người để làm thí nghiệm. Vì con người là những cá thể có nhận thức cao, có cảm giác đau, có trạng thái tâm lí,… do đó không nên sử dụng người để làm thí nghiệm nếu chưa có những đảm bảo an toàn tối đa. Thay vào đó có thể sử dụng các biện pháp khác như: thay thế đối tượng thí nghiệm là con người bằng các kĩ thuật không động vật.

Khi nghiên cứu sinh học cần lưu ý những vấn đề sau để không trái với đạo đức sinh học:

- Tìm hiểu rõ nguồn gốc, phương pháp khi nghiên cứu giúp giảm thiểu tối đa những hành vi tác động ảnh hưởng đến sự sống của sinh vật trong quá trình nghiên cứu.

- Tôn trọng tính tự nguyện của đối tượng nghiên cứu.

- Tôn trọng quyết định và niềm tin của đối tượng nghiên cứu đối với quá trình và kết quả nghiên cứu.

Một số sản phẩm ứng dụng công nghệ sinh học được sử dụng trong đời sống hằng ngày:

- Một số sản phẩm lên men như sữa chua, nước mắm, tương,…

- Nước rửa rau sinh học

- Vaccine, kháng sinh

- Nhiên liệu sinh học (xăng sinh học)

- Robot làm việc nhà

Đa dạng sinh học gắn liền với sự phát triển kinh tế - xã hội vì: Đa dạng sinh học (ĐDSH) chính là giá trị quý báu của tự nhiên, góp phần to lớn trong đảm bảo an ninh lương thực, sinh kế cho người dân, duy trì nguồn gen của động, thực vật, cung cấp các giá trị sản phẩm,… thúc đẩy sự phát triển của kinh tế - xã hội.

- Con người có khả năng chữa khỏi các bệnh hiểm nghèo như ung thư, AIDS,…

- Vì: Khoa học công nghệ, y học ngày càng phát triển, nhu cầu về sức khỏe ngày càng được quan tâm nhiều hơn. Do đó, các nhà khoa học, nhà nghiên cứu, các y bác sĩ luôn nỗ lực nghiên cứu để mang lại những phương pháp điều trị bệnh hiệu quả nhất.

Thế kỉ XXI là thế kỉ của ngành Công nghệ sinh học vì:

- Công nghệ sinh học đã và đang làm thay đổi mạnh mẽ trên nhiều phương diện, nhiều lĩnh vực đời sống, xã hội, không chỉ ở trong nước mà còn ở bình diện quốc tế.

- Nhiều công trình nghiên cứu, sản phẩm của ngành Công nghệ sinh có tính ứng dụng cao và đã trở nên phổ biến trong đời sống xã hội được mọi người tin dùng và sử dụng như: tạo ra các giống cây trồng, vật nuôi mới cho năng suất và chất lượng, hiệu quả kinh tế cao, các loại enzyme trong việc tạo ra những sinh phẩm phục vụ điều trị bệnh, và những chế phẩm vi sinh ứng dụng trong xử lý môi trường.