Giải Sinh học 10 Bài 2 (Cánh diều): Các phương pháp nghiên cứu và học tập môn Sinh học

Giải bài tập Sinh học lớp 10 Bài 2: Các phương pháp nghiên cứu và học tập môn Sinh học

Bài giảng Sinh lớp 10 Bài 2: Các phương pháp nghiên cứu và học tập môn Sinh học

Mở đầu trang 12 Sinh học 10: Em đã học những phương pháp nghiên cứu khoa học nào? Khi học tập ở phòng thí nghiệm và ngoài thiên nhiên, em cần tuân theo những quy định gì?

Trả lời:

• Những phương pháp nghiên cứu khoa học đã được học:

- Phương pháp quan sát

- Phương pháp làm việc trong phòng thí nghiệm

- Phương pháp thực nghiệm khoa học

• Khi học tập ở phòng thí nghiệm và ngoài thiên nhiên, chúng ta cần tuân theo các quy định trong các quy trình thực hiện phương pháp nghiên cứu khoa học tương ứng như các quy định về an toàn, quy định vận hành thiết bị nghiên cứu, quy định về trang bị cá nhân,…

I. Phương pháp nghiên cứu và học tập môn sinh học

Vận dụng 1 trang 12 Sinh học 10: Hãy chọn một đối tượng sinh vật để quan sát và xây dựng các bước quan sát đối tượng đó?

Trả lời:

• Đối tượng sinh vật để quan sát là: Tế bào niêm mạc miệng.

• Xây dựng các bước quan sát tế bào biểu bì của thực vật:

Bước 1. Xác định mục tiêu

- Mục tiêu: Quan sát hình dạng của tế bào niêm mạc miệng.

Bước 2. Tiến hành

- Phương tiện quan sát: kính hiển vi.

- Các bước tiến hành:

+ Nhỏ một giọt xanh methylene lên phần giữa lam kính.

+ Dùng tăm quét nhẹ lớp niêm mạc bên trong má miệng.

+ Quét tăm vào chỗ có giọt xanh methylene trên lam kính.

+ Đậy lamen lên vị trí có thuốc nhuộm.

+ Đặt và cố định tiêu bản trên bàn kính.

+ Quan sát tiêu bản ở vật kính 10× tìm tế bào rồi chuyển sang vật kính 40×.

Bước 3. Báo cáo

- Báo cáo về hình dạng tế bào niêm mạc miệng quan sát được.

Tế bào niêm mạc miệng

Câu hỏi 1 trang 13 Sinh học 10: Những hoạt động nào được tiến hành trong phòng thí nghiệm ở trường? Khi làm một thí nghiệm ở phòng thí nghiệm, em thường tiến hành theo các bước nào?

Trả lời:

- Những hoạt động được tiến hành trong phòng thí nghiệm ở trường là những hoạt động nghiên cứu (thu nhận thông tin) được thực hiện trong không gian giới hạn của phòng thí nghiệm.

- Các bước khi làm một thí nghiệm ở phòng thí nghiệm:

+ Bước 1: Chuẩn bị. Chuẩn bị dụng cụ, hóa chất; mẫu vật và các thiết bị an toàn.

+ Bước 2: Tiến hành. Tiến hành thí nghiệm theo các bước hướng dẫn và thu thập thông tin.

+ Bước 3: Báo cáo và vệ sinh phòng thí nghiệm: Xử lí số liệu và viết báo cáo thí nghiệm, thu dọn và làm sạch phòng thí nghiệm.

Vận dụng 2 trang 15 Sinh học 10: Dựa vào hình 2.3 và ví dụ 3, hãy thiết kế thí nghiệm tìm hiểu ảnh hưởng của nước đến chiều cao cây đậu tương ngoài thực địa.

Trả lời:

Thiết kế thí nghiệm tìm hiểu ảnh hưởng của nước đến chiều cao cây đậu tương ngoài thực địa:

• Bước 1: Thiết kế mô hình thực nghiệm và chuẩn bị các điều kiện thí nghiệm

- Thiết kế mô hình thực nghiệm: Chia đất thành 3 lô (chất lượng đất ở mỗi lô như nhau), mỗi lô trồng 100 cây đậu tương con.

- Chuẩn bị dụng cụ: dụng cụ làm đất, dụng cụ tưới nước, thiết bị chụp ảnh.

- Mẫu vật: 300 cây đậu tương con tương đồng về chiều cao, kích thước, số lá thật.

- Thiết bị an toàn: găng tay, ủng cao su,…

• Bước 2: Tiến hành và thu thập số liệu thực nghiệm

- Tiến hành thí nghiệm:

+ Trồng các cây đậu tương con vào các lô, mỗi lô 100 cây.

+ Tiến hành tưới nước cho các cây ở 3 lô như sau: Lô 1 - không tưới nước; Lô 2 - tưới nước vừa đủ; Lô 3 - tưới ngập nước.

+ Quan sát sự phát triển của các cây đậu tương trong mỗi lô, ghi chép chiều cao cây sau mỗi 3 ngày. Tiến hành thí nghiệm trong 15 ngày.

- Tuân thủ các quy định an toàn khi thực hành ngoài thực địa.

Bước 3: Xử lí số liệu thực nghiệm và báo cáo

- Làm báo cáo kết quả thí nghiệm theo các nội dung sau:

+ Tên thí nghiệm

+ Câu hỏi nghiên cứu

+ Dụng cụ, hóa chất và mẫu vật

+ Phân công nhiệm vụ trong nhóm

+ Các bước tiến hành

+ Kết quả thí nghiệm

+ Phân tích kết quả và đưa ra kết luận

+ Nhận xét, đánh giá

- Thu gom rác thải và để các dụng cụ thí nghiệm vào nơi quy định.

- Rửa tay bằng nước sạch và xà phòng mỗi lần thực nghiệm.

II. Các kĩ năng trong tiến trình nghiên cứu khoa học

Luyện tập 1 trang 16 Sinh học 10: Vì sao quan sát và thực nghiệm là các phương pháp đặc trưng cho nghiên cứu sinh học? Nêu mối quan hệ giữa các phương pháp nghiên cứu sinh học.

Trả lời:

- Quan sát và thực nghiệm là các phương pháp đặc trưng cho nghiên cứu sinh học vì: Sinh học là môn khoa học thực nghiệm, nghiên cứu về cấu trúc, chức năng, sự sinh trưởng, nguồn gốc, tiến hóa và sự phân bố của các sinh vật. Bởi vậy, để nghiên cứu sinh học, cần quan sát kĩ lưỡng hoặc làm thí nghiệm thực tế để thu thập thông tin chính xác nhất.

- Mối quan hệ giữa các phương pháp nghiên cứu sinh học: Các phương pháp nghiên cứu sinh học có mối quan hệ hỗ trợ, bổ sung cho nhau. Để tiến hành nghiên cứu, có thể lựa chọn một hoặc kết hợp một số phương pháp nghiên cứu sinh học để việc thu thập thông tin được đầy đủ và chính xác nhất.

Luyện tập 2 trang 17 Sinh học 10: Vì sao việc thử nghiệm cần lặp lại nhiều lần mặc dù dữ liệu thu được đã phù hợp với giả thuyết?

Trả lời:

Cần phải thử nghiệm lặp đi lặp lại nhiều lần để thu được số lượng đủ lớn các dữ liệu đảm bảo tính chính xác, tin cậy của kết quả thí nghiệm.

III. Giới thiệu tin sin học

Câu hỏi 2 trang 17 Sinh học 10: Quan sát hình 2.5, cho biết tin sinh học là gì.

Trả lời:

Tin sinh học (Bioinformatics) là một lĩnh vực nghiên cứu liên ngành, kết hợp dữ liệu sinh học với khoa học máy tính và thống kê. Phương pháp tin sinh học là phương pháp thu thập, xử lí và phân tích các thông tin và dữ liệu sinh học bằng phần mềm máy tính, từ đó xây dựng cơ sở dữ liệu và cho phép thực hiện các liên kết giữa chúng.

IV. Một số vật liệu, thiết bị nghiên cứu và học tập môn sinh học

Câu hỏi 3 trang 18 Sinh học 10: Hãy kể tên các vật liệu, thiết bị có trong phòng thí nghiệm sinh học mà em biết.

Trả lời:

Một số vật liệu, thiết bị có trong phòng thí nghiệm mà em biết:

- Dụng cụ: kính hiển vi, kính lúp, bộ đồ mổ,…

- Máy móc thiết bị: tủ lạnh, tủ cấy vi sinh, cân điện tử, các bộ cảm biến,…

- Các phần mềm: thí nghiệm ảo, phần mềm dạy học, các phần mềm xử lí số liệu thống kê,…

- Tranh ảnh, mô hình, mẫu vật: bộ tranh cơ thể người, bộ tranh các cấp độ tổ chức sống, mô hình tế bào, mô hình DNA, bộ tiêu bản quan sát nhiễm sắc thể,…

- Thiết bị an toàn: găng tay, kính bảo vệ mắt, áo bảo hộ,…

Lý thuyết Sinh học 10 Bài 2: Các phương pháp nghiên cứu và học tập môn Sinh học

I. Các phương pháp nghiên cứu và học tập môn sinh học

1. Các phương pháp nghiên cứu và học tập môn Sinh học

Nghiên cứu khoa học nói chung và sinh học nói riêng là một quá trình thu thập và xử lí thông tin bằng nhiều phương pháp:

a. Phương pháp quan sát

- Khái niệm: Là phương pháp sử dụng tri giác để thu thập thông tin về đối tượng được quan sát.

- Các bước thực hiện:

+ Bước 1: Xác định đối tượng quan sát (các sinh vật sống, hoạt động sinh lí,…) và phạm vi quan sát (môi trường tự nhiên, phim ảnh, phòng thí nghiệm,…).

+ Bước 2: Xác định công cụ quan sát cho phù hợp với từng đối tượng và phạm vi quan sát (kính hiển vi, kính lúp).

+ Bước 3: Thu thập, ghi chép và xử lí các dữ liệu quan sát được (sổ tay, máy ghi âm,...).

- Ví dụ: Quan sát các loài thực vật và ghi nhận lại đặc điểm của các cơ quan sinh dưỡng (rễ, thân, lá) và cơ quan sinh sản (hoa, quả, hạt). Dựa vào các dữ liệu thu thập được, tiến hành phân loại thực vật.

b. Phương pháp làm việc trong phòng thí nghiệm

- Khái niệm: Là phương pháp sử dụng các dụng cụ, hóa chất, quy tắc an toàn trong phòng thí nghiệm để thực hiện các thí nghiệm khoa học.

- Các bước thực hiện:

+ Bước 1: Chuẩn bị các thiết bị, dụng cụ, hóa chất và mẫu vật để làm thí nghiệm.

+ Bước 2: Tiến hành các thí nghiệm theo đúng quy trình và thu thập dữ liệu từ kết quả thí nghiệm. Từ việc quan sát và phân tích kết quả, người nghiên cứu giải thích và kết luận cho kết quả thí nghiệm.

+ Bước 3: Báo cáo kết quả thí nghiệm.

+ Bước 4: Vệ sinh dụng cụ, phòng thí nghiệm.

- Ví dụ: Để quan sát cấu tạo của một số sinh vật đơn bào (trùng roi xanh, trùng giày,…) ta làm theo các bước: nhỏ một giọt nước ao (nước từ bình nuôi cấy,…) lên lam kính, sau đó đậy lamen và thấm nước thừa, đưa lên kính hiển vi quan sát ở vật kính 40x.

c. Phương pháp thực nghiệm khoa học

- Khái niệm: Là phương pháp chủ động tác động vào đối tượng nghiên cứu và những hoạt động của đối tượng đó nhằm kiểm soát sự phát triển của chúng một cách có chủ đích.

- Các bước thực hiện:

+ Bước 1: Chuẩn bị các điều kiện thí nghiệm, thiết kế mô hình thực hiện phù hợp với mục đích thí nghiệm.

+ Bước 2: Tiến hành thực hiện và thu thập các dữ liệu. Có thể sử dụng các phương pháp khác nhau về mục đích thực nghiệm: nghiên cứu và phân loại để định danh các loài sinh vật; tách chiết các chế phẩm sinh học; nuôi cấy mô, tế bào;...

+ Bước 3: Xử lí các dữ liệu thu thập được và báo cáo kết quả thực nghiệm.

- Ví dụ: Để đánh giá ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự nảy mầm của hạt, ra có thể thiết kế thí nghiệm như sau: Chuẩn bị 2 lô thí nghiệm (lô 1: gieo các hạt đã được ngâm trong nước ở 20^oC; lô 2: gieo các hạt đã được ngâm trong nước ấm khoảng 40^oC); quan sát và so sánh số lượng hạt nảy mầm ở mỗi lô thí nghiệm; đưa ra giải thích và kết luận.

2. Vật liệu và thiết bị nghiên cứu môn Sinh học

- Những thiết bị và vật liệu phổ biến được dùng trong nghiên cứu sinh học gồm kính hiển vi, kính lúp, mô hình, tranh ảnh và các dụng cụ thí nghiệm.

3. Các kĩ năng trong tiến trình nghiên cứu môn Sinh học

- Quan sát: Việc quan sát nhằm trải nghiệm các sự vật hiện tượng theo nhiều khía cạnh khác nhau nhằm thu thập dữ liệu. Kết quả quan sát được lưu giữ cẩn thận để sau đó tiến hành phân tích và lựa chọn hình thức trình bày phù hợp. Từ đó, đặt câu hỏi nghiên cứu để định hướng vấn đề cần nghiên cứu.

- Xây dựng giả thuyết: Dựa trên kết quả quan sát được để đặt ra vấn đề cần nghiên cứu.

- Thiết kế và tiến hành thí nghiệm: Thiết kế và tiến hành thí nghiệm nhằm chứng minh cho giả thuyết về vấn đề nghiên cứu được đề ra.

- Điều tra, khảo sát thực địa hay các thí nghiệm: Điều tra, khảo sát thực địa hay các thí nghiệm nhằm thu thập thêm các thông tin, số liệu từ nhiều người (thái độ, ý kiến, kinh nghiệm,…) về vấn đề cần nghiên cứu. Từ đó, có kết luận chấp nhận hay từ bỏ giả thuyết: nếu không chấp nhận giả thuyết thì quay lại bước xây dựng giả thuyết, nếu chấp nhận thì tiến đến làm báo cáo kết quả nghiên cứu.

- Làm báo cáo kết quả nghiên cứu: Làm báo cáo kết quả nghiên cứu nhằm công bố kết quả nghiên cứu. Trong báo cáo cần nêu được: lí do chọn đề tài, mục đích, giả thuyết, đối tượng, phương pháp và phạm vi nghiên cứu, kết quả nghiên cứu, kết luận và kiến nghị.

II. Tin sinh học

- Khái niệm: Là một ngành khoa học tìm kiếm, phát hiện và mô phỏng quy luật vận động của thế giới sống trên cơ sở phân tích nguồn dữ liệu sinh học thông qua các công cụ quản lí, xử lí dữ liệu trên máy tính và mạng internet.

- Ứng dụng:

+ Dò tìm và phát hiện đột biến gây ra các bệnh di truyền từ đó phát hiện để điều trị sớm.

+ So sánh hệ gene hay DNA, trình tự của protein nhằm xác định quan hệ huyết thống, truy tìm thủ phạm, xác định quan hệ họ hàng giữa các loài.

+ Xây dựng ngân hàng gene giúp lưu trữ cơ sở dữ liệu trình tự gene để tìm kiếm những gene quy định các tính trạng mong muốn.

- Một số ngân hàng dữ liệu phổ biến hỗ trợ cho việc học tập và nghiên cứu: GenBank, EMBL (European Molecular Bioinformatic Laboratory),...

Xem thêm lời giải bài tập Sinh học lớp 10 Cánh diều hay nhất, ngắn gọn khác:

Bài 3: Giới thiệu chung về các cấp độ tổ chức của thế giới sống

Ôn tập phần 1 (trang 22)

Bài 4: Khái quát về tế bào

Bài 5: Các nguyên tố hóa học và nước

Bài 6: Các phân tử sinh học