Giải Sinh học 10 Bài 2 ( Chân trời sáng tạo ): 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

Mở đầu trang 12 Sinh học 10: Có nhiều nguyên nhân làm cho muối dưa cải bị hư hỏng, trong đó có hai nguyên nhân được đưa ra: (1) do đậy nắp hũ dưa không kín; (2) do không đảm bảo về điều kiện ánh sáng. Dựa vào phương pháp nào để xác định đâu là nguyên nhân làm cho dưa cải muối bị hỏng?

Trả lời:

- Để xác định xem trong hai nguyên nhân được đưa ra, nguyên nhân nào là nguyên nhân làm cho dưa cải muối bị hỏng, ta có sử dụng phương pháp làm việc trong phòng thí nghiệm.

- Cụ thể có thể tiến hành như sau: Chuẩn bị 2 hũ dưa muối như nhau về lượng dưa, nước lượng, chất liệu của hũ,… Sau đó, một hũ để mở nắp và đặt ở nơi có ánh sáng; còn một hũ đóng nắp và cho vào chỗ tối (có thể dùng túi bóng đen để buộc kín lại). Sau 3 ngày, quan sát 2 hũ dưa về màu sắc, mùi, vị để đánh giá rồi rút ra nguyên nhân làm cho dưa cải muối bị hỏng.

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

Câu hỏi 1 trang 12 Sinh học 10: Hãy lựa chọn phương pháp phù hợp và đề xuất các bước thực hiện để nghiên cứu những vấn đề sau:

a) Xác định hàm lượng đường trong máu.

b) Thúc đẩy thanh long ra hoa trái vụ.

c) Tìm hiểu cấu tạo cơ thể người.

Trả lời:

Câu hỏi 2 trang 12 Sinh học 10: Tại sao chúng ta cần phối hợp nhiều phương pháp khác nhau khi nghiên cứu và học tập môn Sinh học?

Trả lời:

Cần phối hợp nhiều phương pháp khác nhau khi nghiên cứu và học tập môn Sinh học vì: Việc phối hợp nhiều phương pháp khác nhau sẽ cho kết quả toàn diện trong việc thu thập và xử lí thông tin. Nhờ đó, việc nghiên cứu và học tập môn Sinh học sẽ đảm bảo được tính khách quan, chính xác.

Luyện tập trang 12 Sinh học 10: Hãy thiết kế thí nghiệm chứng minh quá trình hô hấp có thải ra khí carbon dioxide.

Trả lời:

• Phương pháp nghiên cứu: Phương pháp làm việc trong phòng thí nghiệm.

• Thí kế thí nghiệm chứng minh quá trình hô hấp có thải ra khí carbon dioxide:

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

+ Dụng cụ: Bình tam giác có nút và ống dẫn, cốc, bình đựng nước cất, ống nghiệm.

+ Hóa chất: Nước vôi trong.

+ Mẫu vật: 400 g hạt đỗ xanh

- Bước 2: Tiến hành thí nghiệm theo đúng quy trình và thu thập dữ liệu từ kết quả thí nghiệm.

+ Ngâm 400 g hạt trong nước ấm (khoảng 40^oC) từ 4 – 12 giờ.

+ Vớt hạt cho vào bình tam giác và để vào chỗ tối một ngày.

+ Cho đầu ngoài ống dẫn của bình tam giác vào ống nghiệm có chứa nước vôi trong. Sau đó, rót nước từ từ, từng ít một qua ống dẫn vào bình chứa hạt. Nước sẽ đẩy không khí từ bình vào ống nghiệm.

+ Quan sát hiện tượng xảy ra trong ống nghiệm.

- Bước 3: Báo cáo kết quả thí nghiệm.

+ Ghi nhận kết quả hiện tượng khi dẫn khí ở bình vào ống nghiệm chứa nước vôi trong.

+ Giải thích kết quả thí nghiệm.

+ Đưa ra kết luận.

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

Câu hỏi 3 trang 13 Sinh học 10: Hãy kể tên và cho biết chức năng của một số dụng cụ thí nghiệm.

Trả lời:

- Một số dụng cụ thí nghiệm cơ bản: Ống nghiệm, đèn cồn, pipet, cốc thủy tinh, đũa thủy tinh, giá kẹp, đĩa petri, que cấy,…

- Chức năng của một số dụng cụ thí nghiệm:

+ Ống ngiệm: Đựng hóa chất, dung dịch, mẫu thí nghiệm.

+ Đèn cồn: Dùng để đun, hơ nóng các dụng cụ hay mẫu vật thí nghiệm.

+ Pipet: Dùng để hút dung dịch với một lượng xác định.

+ Cốc thủy tinh: Đựng hóa chất, dung dịch, mẫu thí nghiệm với lượng lớn hơn.

+ Đũa thủy tinh: Dùng để khuấy dung dịch cần thí nghiệm.

+ Giá kẹp: Dùng để đỡ, cố định các ống nghiệm, các bình đựng dung dịch.

+ Đĩa petri: Dùng để đựng mẫu vật, môi trường nuôi cấy (trong nuôi cấy vi sinh vật).

+ Que cấy: Dùng để dàn đều vi sinh vật lên môi trường nuôi cấy.

Câu hỏi 4 trang 14 Sinh học 10: Có thể lưu giữ kết quả quan sát bằng những cách nào?

Trả lời:

Có thể lưu trữ kết quả quan sát bằng nhiều cách khác nhau như:

- Ghi chép bằng sổ tay.

- Sử dụng máy ghi âm.

- Sử dụng máy ghi hình.

Luyện tập trang 14 Sinh học 10: Việc đặt câu hỏi nghiên cứu và xây dựng giả thuyết trong nghiên cứu khoa học có ý nghĩa như thế nào?

Trả lời:

- Việc đặt câu hỏi nghiên cứu để định hướng vấn đề nghiên cứu.

- Việc xây dựng giả thuyết nghiên cứu giúp người nghiên cứu đưa ra được phương pháp, kế hoạch nghiên cứu phù hợp, đúng hướng.

II. Tin sinh học

Câu hỏi 5 trang 15 Sinh học 10: Tại sao tin sinh học được xem như công cụ trong nghiên cứu và học tập môn Sinh học?

Trả lời:

Tin sinh học 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. Nói cách khác, tin sinh học sử dụng máy tính để phân tích và lưu giữ các dữ liệu sinh học. Do đó, tin sinh học đã trở thành công cụ hỗ trợ đắc lực trong việc nghiên cứu và học tập môn Sinh học.

Câu hỏi 6 trang 15 Sinh học 10: Hãy đưa ra nhận xét về tầm quan trọng của tin sinh học trong đời sống ngày nay.

Trả lời:

Tin sinh học trong đời sống ngày nay: Tin sinh học ngày càng có vai trò quan trọng trong đời sống ngày nay. Một số ứng dụng của tin sinh học đã và đang được sử dụng rộng rãi như: dò tìm và phát hiện đột biến gây ra các bệnh di truyền để từ đó phát hiện và điều trị sớm; so sánh hệ gen (hay ADN), trình tự của các protein để xác định huyết thống, truy tìm thủ phạm, xác định mối 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;…

Vận dụng trang 15 Sinh học 10: Hãy chọn một vấn đề cần nghiên cứu ở địa phương em và áp dụng tiến trình nghiên cứu để làm rõ vấn đề đó.

Trả lời:

• Lựa chọn vấn đề nghiên cứu: Tác hại của việc sử dụng thuốc bảo vệ thực vật trong sản xuất nông nghiệp ở địa phương.

• Tiến trình nghiên cứu:

- Quan sát và đặt câu hỏi nghiên cứu: Khi tiến hành quan sát thấy việc sử dụng thuốc bảo vệ thực vật trong sản xuất nông nghiệp ở địa phương còn bừa bãi, thường căn cứ vào kinh nghiệm chưa có cơ sở khoa học. Từ đó câu hỏi đặt ra là “Việc sử dụng thuốc bảo vệ thực vật trong sản xuất nông nghiệp gây ra những tác hại như thế nào?”.

- Xây dựng giả thuyết: Từ câu hỏi trên có thể đặt ra giả thuyết “Việc sử dụng thuốc bảo vệ thực vật bữa bãi trong nông nghiệp gây ra những hậu quả cho con người và môi trường”.

- Điều tra, khảo sát thực địa hay thí nghiệm:

+ Để kiểm tra giả thuyết, cần thực hiện một số công việc như khảo sát hiện trạng môi trường xung quanh những cánh đồng của địa phương (bao bì thuốc bảo vệ thực vật có được thu gom không, hệ sinh vật ở các cánh đồng có phong phú không,…); lấy mẫu nước, mẫu đất, mẫu nông sản để làm thí nghiệm xét nghiệm mức độ ô nhiễm các chất hóa học; thu thập số liệu về tình hình sức khỏe của người dân ở địa phương;…

+ Từ những số liệu thu thập được, đưa ra kết luận cho giả thuyết đã đưa ra.

- Làm báo cáo kết quả nghiên cứu: Báo cáo nêu rõ 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.

Bài tập (trang 15)

Bài 1 trang 15 Sinh học 10: Để hỗ trợ cho việc điều tra các vụ án hình sự, các nhà pháp y có thể sử dụng phương pháp nghiên cứu nào? Cho ví dụ.

Trả lời:

- Để hỗ trợ cho việc điều tra các vụ án hình sự, các nhà pháp y có thể sử dụng phương pháp nghiên cứu: Phương pháp quan sát, phương pháp làm việc trong phòng thí nghiệm và phương pháp thực nghiệm khoa học.

- Ví dụ:

+ Phương pháp quan sát: Quan sát hiện trường vụ án để thu thập các vật chứng như dấu vân tay, hung khí, các dấu vết tại hiện trường,…

+ Phương pháp làm việc trong phòng thí nghiệm: Kiểm tra DNA, dấu vân tay hoặc phân tích các hóa chất,… liên quan đến vụ án.

+ Phương pháp thực nghiệm khoa học: Diễn lại là trường hợp căn cứ vào lời khai của bị can, người bị tạm giữ, người bị hại, người làm chứng cơ quan điều tra tổ chức cho họ làm lại, nghe lại, nhìn lại hành vi, sự việc, hiện tượng mà họ khai là đã làm, đã nghe, đã nhìn thấy để có cơ sở khách quan kết luận về lời khai của họ và các tài liệu, tình tiết đã thu thập được.

Bài 2 trang 15 Sinh học 10: Tại sao phẩm chất trung thực rất quan trọng trong nghiên cứu khoa học?

Trả lời:

Phẩm chất trung thực rất quan trọng trong nghiên cứu khoa học vì: Nghiên cứu khoa học là một quá trình hành động, tìm hiểu, quan sát và thí nghiệm dựa vào các dữ liệu, tài liệu đã được thu thập giúp phát hiện ra những bản chất và quy luật chung của sự vật và hiện tượng. Thông nghiên cứu khoa học, có thể tìm hiểu về các kiến thức mới hay tìm ra những ứng dụng trong kĩ thuật, mô hình mới với ý nghĩa thực tiễn. Do đó, phẩm chất trung thực sẽ đảm bảo tính ứng dụng của nghiên cứu đối với thực tiễn.

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 Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác:

Bài 3: Các cấp độ tổ chức của thế giới sống

Bài 4: Khái quát về tế bào

Bài 5: Các nguyên tố hóa học và nước

Bài 6: Các phân tử sinh học trong tế bào

Bài 7: Thực hành: Xác định một số thành phần hóa học của tế bào