Đáp án Sinh học10 kết nối tri thức Bài 2: Phương pháp nghiên cứu và học tập môn sinh học

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?

Trả lời:

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

• Kính hiển vi: Dựa trên nguồn sáng được sử dụng, kính hiển vi được chia thành hai loại: kính hiển vi quang học và kính hiển vi điện tử.
• Máy li tâm: Được sử dụng trong phân đoạn tế bào. Đây là kĩ thuật tách các loại bào quan dựa trên khối lượng của chúng.
• Các thiết bị khác: Các loại kính lúp, ống hút đơn giản hay pipet.

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

• Phương pháp quan sát: Lựa chọn đối tượng và phạm vi quan sát → Lựa chọn công cụ quan sát → Ghi chép số liệu.
• Phương pháp làm việc trong phòng thí nghiệm:
• Phương pháp đảm bảo an toàn khi làm việc trong phòng thí nghiệm: Người nghiên cứu cần tuân thủ các quy định để giữ an toàn cho bản thân và các thiết bị, tài sản của phòng thí nghiệm.
• Một số kĩ thuật phòng thí nghiệm: Phương pháp giải phẫu và phương pháp làm tiêu bản tế bào/nhiễm sắc thể (NST).
• Phương pháp thực nghiệm khoa học:
• Phương pháp nghiên cứu, phân loại sinh vật: Định danh dựa trên hình thái của sinh vật, phân tích gene, phân lập (đối với vi khuẩn).
• Phương pháp tách chiết: Tách DNA, RNA, các chất có hoạt tính sinh học.
• Phương pháp nuôi cấy: Nuôi cấy vi khuẩn, nuôi cấy mô tế bào động vật, thực vật; nuôi cấy 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.

Trả lời:

• Người nghiên cứu cần tuân thủ các quy định để giữ an toàn cho bản thân và các thiết bị, tài sản của phòng thí nghiệm:
• Các lưu ý về an toàn cháy nổ, an toàn về hoá chất: Khi làm việc với những hoá chất độc hại dễ bay hơi cần phải thực hiện ở nơi có tủ hút khí độc hoặc ở nơi thoáng khí. Tuân thủ các quy tắc pha hoá chất để tránh xảy ra cháy nổ, đặc biệt khi sử dụng acid hoặc những chất dễ cháy nổ như cốn. Kiểm tra sự vận hành của các thiết bị phòng chống cháy nổ, các máy móc hút mùi, chống độc, các trang thiết bị cấp cứu khi có sự cố.
• Vận hành thiết bị trước khi sử dụng bất cứ thiết bị nào trong phòng thí nghiệm, người nghiên cứu cần phải nắm được quy tắc vận hành máy móc, thiết bị để có thể thu được kết quả chính xác nhất và không làm hư hại máy móc, thiết bị. Cần ghi lại nhật kí làm việc và tình trạng hoạt động vận hành của máy móc.
• Trang bị cá nhân: Tuỳ theo từng yêu cầu của nghiên cứu mà mỗi người khi làm việc trong phòng thí nghiệm cần phải có các trang thiết bị riêng biệt. Thông thường, để đảm bảo an toàn, người thực hiện nghiên cứu phải mặc áo choàng, găng tay, kính bảo hộ hoặc mặt nạ để tránh tiếp xúc với hoá chất độc hại, vi sinh vật gây bệnh. 
• Thực hiện đúng các nội quy an toàn trong 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.

Trả lời:

Một số thiết bị nghiên cứu trong phòng thí nghiệm:

• 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.

Trả lời:

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.

Trả lời:

Trình tự các bước trong tiến trình nghiên cứu khoa học:

• Bước 1: Quan sát và thu thập dữ liệu
• Bước 2: Đặt câu hỏi
• Bước 3: Hình thành giả thuyết
• Bước 4: Thiết kế và tiến hành thí nghiệm kiểm chứng
• Bước 5: Phân tích kết quả nghiên cứu và xử lí dữ liệu
• Bước 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.

Trả lời:

Để có thể hình thành nên một giải thuyết khoa học và kiểm chứng giả thuyết, chúng ta cần sử dụng các suy luận logic diễn giải, đi từ cái chung tới cái riêng. Suy luận diễn giải giúp chúng ta suy diễn từ giả thuyết hay nguyên lí chung ra những điều tất yếu sẽ xảy ra nếu giả thuyết hay nguyên lí đó đúng.

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

Trả lời:

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 loại nguyên tố khoáng lên sự sinh trưởng của cây trồng cần thiết kế hai lô thí nghiệm, trong đó cả hai lô cùng trồng một loài cây, có cùng độ tuổi sinh lí với số lượng cây như nhau và được đặt trong cùng một điều kiện môi trường. Ở lô thí nghiệm, bón cho cây đầy đủ các nguyên tố khoáng thiết yếu, còn lô đối chứng vẫn bón đầy đủ các nguyên tố khoáng như lô thí nghiệm, ngoại 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.

Trả lời:

Một số vai trò và thành tựu của tin sinh học:

• Vai trò: Tin sinh học hỗ trợ rất nhiều cho các nghiên cứu sinh học và học tập hiệu quả môn sinh học, làm xuất hiện chuyên ngành mới như sinh học hệ thống.
• Thành tựu:
• Dùng phần mềm máy tính tìm kiếm các gene trong hệ gene và so sánh các hệ gene của các loài với nhau để tìm hiểu mối quan hệ tiến hoả giữa các loài sinh vật.
• Sử dụng trí tuệ nhân tạo để xử lý thông tin của bộ nh nhân giúp các bác sĩ đưa ra được biện pháp chữa bệnh hiệu quả nhất 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?

Trả lời:

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 các chương trình tin học hay tự lập trình phần mềm mô tả các quá trình sinh học phức tạp.

Ví dụ:

• Học sinh có thể học và tự lập trình các phần mềm mô tả quá trình tải bản 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?

Trả lời:

Tin sinh học là ngành khoa học sử dụng các phần mềm máy tính chuyên dụng, các thuật toán, mô hình để lưu trữ, phân loại, phân tích các bộ dữ liệu sinh học ở quy mô lắm nhằm sử dụng chúng một cánh có hiệu quả trong nghiên cứu khoa học và 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)?

Trả lời:

• Để quan sát được hình dạng kích thước của các tế bào thực vật, chúng ta cần sử dụng kính hiển vi quang học.
• Để quan sát được nhiễm sắc thể chúng ta cần nắm vững các kĩ thuật:
• Kĩ thuật làm tiêu bản quan sát.
• Kĩ thuật sử dụng, 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:

1. 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?
2. b) Nếu tế bào ở thí nghiệm đối chứng không bị chết thì kết luận rút ra là gì?

Trả lời:

1. a) Nếu trong thí nghiệm đối chứng tế bào sau khi được đặt nhân trở lại vẫn chết thì kết luận:

• 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 kiến sinh vật bị tổn thương và chết.

1. b) Nếu tế bào ở thí nghiệm đối chứng không bị chết thì kết luận rút ra là:

• 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.