BÀI 2 - PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ HỌC TẬP MÔN SINH HỌC

MỞ ĐẦU

Câu 1: Để nghiên cứu các đối tượng của sinh học cần có phuơng pháp và thiết bị phù hợp. Các thiết bị và phương pháp nào thường được dùng trong nghiên cứu và học tập Sinh học?

Đáp án chuẩn:

* Các thiết bị thường dùng trong nghiên cứu và học tập sinh học:

- Kính hiển vi: Gồm kính hiển vi quang học và kính hiển vi điện tử.

- Máy ly tâm: Dùng để phân đoạn tế bào bằng cách tách các loại bào quan dựa trên khối lượng.

- Các thiết bị khác: Kính lúp, ống hút đơn giản, pipet.

* Các phương pháp thường dùng trong nghiên cứu và học tập sinh học:

- Phương pháp quan sát: Lựa chọn đối tượng và phạm vi quan sát, công cụ quan sát và ghi chép số liệu.

- Phương pháp làm việc trong phòng thí nghiệm:

  - Đảm bảo an toàn khi làm việc trong phòng thí nghiệm.

  - Kỹ thuật phòng thí nghiệm: Giải phẫu và làm tiêu bản tế bào/nhiễm sắc thể.

- Phương pháp thực nghiệm khoa học:

  - Nghiên cứu, phân loại sinh vật: Định danh hình thái, phân tích gene, phân lập vi khuẩn.

  - Tách chiết: Tách DNA, RNA và các chất có hoạt tính sinh học.

  - Nuôi cấy: Nuôi cấy vi khuẩn, mô tế bào động vật, thực vật trong phòng thí nghiệm và ngoài thực địa.

I. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU SINH HỌC

II. CÁC THIẾT BỊ NGHIÊN CỨU VÀ HỌC TẬP MÔN SINH HỌC

Câu 1: Trình bày phương pháp đảm bảo an toàn khi làm việc trong phòng thí nghiệm.

Đáp án chuẩn:

* An toàn cháy nổ và hóa chất: 

  - Làm việc với hóa chất độc hại dễ bay hơi ở nơi có tủ hút khí độc hoặc không gian thoáng khí.

  - Tuân thủ quy tắc pha hóa chất, đặc biệt với acid và chất dễ cháy nổ như cồn.

  - Kiểm tra thiết bị phòng chống cháy nổ, máy hút mùi, thiết bị chống độc và trang thiết bị cấp cứu.

* Vận hành thiết bị:

  - Hiểu rõ quy tắc vận hành máy móc để thu kết quả chính xác và bảo vệ thiết bị.

  - Ghi lại nhật ký làm việc và tình trạng máy móc.

* Trang bị cá nhân:

  - Trang bị áo choàng, găng tay, kính bảo hộ hoặc mặt nạ tùy theo yêu cầu nghiên cứu.

- Tuân thủ nội quy an toàn phòng thí nghiệm.

Câu 2: Hãy kể tên một số thiết bị nghiên cứu trong phòng thí nghiệm của trường em và cho biết những thiết bị này dùng để nghiên cứu lĩnh vực nào của sinh học.

Đáp án chuẩn:

- Kính hiển vi: nghiên cứu công nghệ tế bào

- Kính lúp: nghiên cứu công nghệ sinh học vi sinh

- Máy ly tâm: nghiên cứu sinh học tế bào, di truyền học, sinh học phân tử

- Tủ ấm: nghiên cứu công nghệ sinh học vi sinh

Câu 3: So sánh đặc điểm của kính hiển vi quang học và kính hiển vi điện tử.

Đáp án chuẩn:

III. CÁC KỸ NĂNG TRONG TIẾN TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

Câu 1: Quan sát hình 2.4, nêu trình tự các bước trong tiến trình nghiên cứu khoa học.

Đáp án chuẩn:

1. Quan sát và thu thập dữ liệu

2. Đặt câu hỏi

3. Hình thành giả thuyết

4. Thiết kế và tiến hành thí nghiệm kiểm chứng

5. Phân tích kết quả nghiên cứu và xử lý dữ liệu

6. Rút ra kết luận: Bác bỏ giả thuyết hoặc chấp nhận

Câu 2: Để hình thành nên một giả thuyết khoa học và kiểm chứng một giả thuyết, chúng ta cần sử dụng cách tư duy khoa học nào? Giải thích.

Đáp án chuẩn:

Để hình thành và kiểm chứng giải thuyết khoa học, chúng ta sử dụng suy luận logic diễn giải, đi từ cái chung tới cái riêng. Suy luận diễn giải giúp suy diễn từ giả thuyết hay nguyên lý chung ra những kết quả tất yếu sẽ xảy ra nếu giả thuyết hay nguyên lý đó đúng.

Câu 3: Nhóm đối chứng và nhóm thực nghiệm trong một thí nghiệm có gì khác nhau? Cho ví dụ minh hoạ.

Đáp án chuẩn:

Điểm khác nhau giữa nhóm đối chứng và nhóm thực nghiệm trong một thí nghiệm là yếu tố cần nghiên cứu.

Ví dụ: Để nghiên cứu sự tác động của một nguyên tố khoáng lên sự sinh trưởng của cây trồng, thiết kế hai lô thí nghiệm:

- Lô thí nghiệm: Bón đầy đủ các nguyên tố khoáng thiết yếu.

- Lô đối chứng: Bón đầy đủ các nguyên tố khoáng, trừ nguyên tố khoáng cần nghiên cứu.

So sánh sự khác biệt của cây ở hai lô sẽ cho thấy ảnh hưởng của nguyên tố khoáng nghiên cứu lên cây.

IV. TIN SINH HỌC - CÔNG CỤ NGHIÊN CỨU VÀ HỌC TẬP MÔN SINH HỌC

Câu 1: Nêu một số vai trò và thành tựu của tin sinh học.

Đáp án chuẩn:

- Vai trò: Hỗ trợ nghiên cứu và học tập sinh học, xuất hiện chuyên ngành mới như sinh học hệ thống.

- Thành tựu:

  + Sử dụng phần mềm để tìm kiếm gene và so sánh hệ gene của các loài, nghiên cứu mối quan hệ tiến hóa.

  - Sử dụng trí tuệ nhân tạo xử lý thông tin bộ gene, giúp bác sĩ đưa ra biện pháp chữa bệnh hiệu quả cho từng bệnh nhân.

Câu 2: Chúng ta có thể sử dụng các công cụ tin học trong học tập môn Sinh học như thế nào? 

Đáp án chuẩn:

Chúng ta có thể sử dụng các công cụ tin học trong học tập môn Sinh học để:

- Tìm kiếm, khai thác thông tin trên internet.

- Sử dụng hoặc tự lập trình phần mềm mô tả các quá trình sinh học phức tạp.

Ví dụ:

- Học sinh có thể lập trình phần mềm mô tả quá trình sao chép DNA, phiên mã, và dịch mã.

- Sử dụng phần mềm xây dựng sơ đồ tư duy để hệ thống kiến thức.

LUYỆN TẬP VÀ VẬN DỤNG

Câu 1: Tin sinh học là gì?

Đáp án chuẩn:

Tin sinh học là ngành khoa học sử dụng phần mềm, thuật toán, và mô hình để lưu trữ, phân loại, phân tích dữ liệu sinh học quy mô lớn, nhằm hỗ trợ nghiên cứu khoa học và ứng dụng trong cuộc sống.

Câu 2: Để quan sát được hình dạng, kích thước của các tế bào thực vật, chúng ta cần dụng cụ gì? Cần phải dùng những kĩ thuật gì để có thể quan sát được nhiễm sắc thể (NST)?

Đáp án chuẩn:

- Để quan sát hình dạng và kích thước tế bào thực vật, cần sử dụng kính hiển vi quang học.

- Để quan sát nhiễm sắc thể, cần nắm vững:

  + Kỹ thuật làm tiêu bản.

  + Kỹ thuật sử dụng và điều chỉnh kính hiển vi.

Câu 3: Để kiểm chứng nhân tế bào có vai trò quyết định sự sống của tế bào, một nhà khoa học đã dùng móc nhỏ để loại bỏ nhân tế bào của trùng giày (một sinh vật nhân thực đơn bào). Kết quả tế bào mất nhân bị chết. Nhà khoa học này cũng làm một thí nghiệm đối chứng theo cách dùng móc nhỏ lấy nhân tế bào của trùng giày nhưng sau đó lại đặt lại vào vị trí cũ. Hãy cho biết:

a) Nếu trong thí nghiệm đối chứng tế bào sau khi được đặt nhân trở lại vẫn chết thì kết luận rút ra là gì?

b) Nếu tế bào ở thí nghiệm đối chứng không bị chết thì kết luận rút ra là gì?

Đáp án chuẩn:

a) Nếu trong thí nghiệm đối chứng tế bào sau khi được đặt nhân trở lại vẫn chết thì có thể rút ra các kết luận sau:

- Trường hợp 1: Tế bào đã chết ngay khi bị tách nhân.

- Trường hợp 2: Tế bào sinh vật không nhận lại nhân sau khi tách.

- Trường hợp 3: Thao tác tách và ghép lại nhân chưa chính xác khiến sinh vật bị tổn thương và chết.

b) Nếu tế bào ở thí nghiệm đối chứng không bị chết thì có thể rút ra các kết luận sau:

- Trường hợp 1: Tế bào thí nghiệm chết → Kết luận: Tế bào cần có nhân để tồn tại.

- Trường hợp 2: Tế bào thí nghiệm vẫn tồn tại → Kết luận: Tế bào không cần có nhân để tồn tại.