Giáo án và PPT Sinh học 10 kết nối Bài 2: Phương pháp nghiên cứu và học tập môn Sinh học

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

HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG

GV yêu cầu HS thảo luận và trả lời:

Nêu một số kĩ thuật phòng thí nghiệm đơn giản có thể thực hiện tại phòng thí nghiệm sinh học của trường Trung học phổ thông?

HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC

I. CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ HỌC TẬP MÔN SINH HỌC

Hoạt động 1.

GV đặt câu hỏi hướng dẫn học sinh tìm hiểu:  

Nêu những quy tắc làm việc trong phòng thí nghiệm?

Trình bày các bước tiến hành phương pháp đảm bảo an toàn khi làm việc trong phòng thí nghiệm?

Sản phẩm dự kiến:

- Phương pháp quan sát: là phương pháp sử dụng trí giác để thu thập thông tin về đối tượng được quan sát. 

- Phương pháp quan sát được thực hiện theo các bước:

+ Lựa chọn đối tượng và phạm vi quan sát: Đối tượng quan sát là những sinh vật và các quá trình sống diễn ra trong tự nhiên hay ở trong phòng thí nghiệm.

+ Lựa chọn công cụ quan sát: Việc quan sát có thể được thực hiện bằng các giác quan hay thông qua sự hỗ trợ của các công cụ đơn giản hoặc các thiết bị tỉnh xảo.

+ Thu thập, ghi chép và xử lí các dữ liệu quan sát được. Các số liệu ghi chép được phải đủ lớn (được lặp đi lặp lại nhiều lần) và phải khách quan để có thể xử lí bằng phương pháp toán thống kê và xác suất.

- Phương pháp làm việc trong phòng thí nghiệm: 

a) Phương pháp đảm bảo an toàn khi làm việc trong phòng thí nghiệm

+ Các lưu ý về an toàn cháy nổ, an toàn về hoá chất.

+ 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: Tùy 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 như áo choàng, găng tay, kính bảo hộ,…

b) Một số kĩ thuật phòng thí nghiệm

+ Phương pháp giải phẫu: 

+ Phương pháp làm tiêu bản tế bào/nhiễm sắc thể (NST).

- Phương pháp thực nghiệm khoa học: 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.

=> Một số phương pháp thường được sử dụng như:

+ 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 enzyme, gene, 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 động vật, thực vật trong phòng thí nghiệm và ngoài thực địa;...

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

Hoạt động 2.

GV đưa ra câu hỏi:

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?

Sản phẩm dự kiến:

1. Kính hiển vi

- Được chia thành 2 loại:

+ Kính hiển vi quang học: sử dụng nguồn sáng điện hoặc ánh sáng mặt trời chiếu lên mẫu vật.

+ Kính hiển vi điện: sử dụng nguồn sáng là các chùm electron chiếu qua hoặc lên bề mặt mẫu vật.

- 3 thông số quan trọng của kính hiển vi: độ phóng đại, độ phân giải, độ tương phản.

2. Máy li tâm: được sử dụng trong kĩ thuật phân đoạn tế bào. Đây là kĩ thuật tách các loại bào quan dựa trên khối lượng của chúng. 

3. Các thiết bị khác: kính lúp, ống hút đơn giản, pipet,…

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

Hoạt động 3.

GV đưa ra câu hỏi:

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.

Sản phẩm dự kiến:

1. Quan sát, thu thập dữ liệu : trải nghiệm các sự vật, hiện tượng theo nhiều khía cạnh khác nhau để thu thập dữ liệu.

2. Đặt câu hỏi: Sau khi thu được số liệu, các nhà khoa học thường đặt ra các câu hỏi và tìm cách lí giải (đưa ra giả thuyết).

3. Hình thành giả thuyết: 

+ Những cách giải thích có thể kiểm chứng được bằng thực nghiệm cho các câu hỏi đề ra được gọi là giả thuyết khoa học.

+ Một giả thuyết chỉ được gọi là khoa học khi nó có thể được kiểm chứng bằng thực nghiệm.

4. Thiết kế và tiến hành thí nghiệm kiểm chứng:

+ Thí nghiệm kiểm chứng thường được thiết kế thành hai lô: Một lô được gọi là lô đối chứng, một lô được gọi là lô thí nghiệm. 

+ Đối tượng nghiên cứu trong hai lô phải giống nhau về số lượng cũng như mọi đặc điểm sinh học. Môi trường nuôi dưỡng và mọi yếu tố của môi trường ở hai lô đều giống nhau ngoại trừ yếu tố cần nghiên cứu.

5. Phân tích kết quả nghiên cứu

- Dữ liệu thu được từ các quan sát thực địa hay từ các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm cần phải được xử lí thận trọng để có thể rút ra được những kết luận phù hợp. 

- Dữ liệu thường được các nhà khoa học trình bày dưới dạng bảng biểu, đồ thị khác nhau (đường thẳng, đường cong, dạng cột,...).

6. Rút ra kết luận

- Kết quả nghiên cứu thường được thẩm định và công bố trên các tạp chí khoa học.

- Một giả thuyết được kiểm nghiệm ở nhiều đối tượng khác nhau bởi các nhà khoa học khác nhau trên thế giới và được giới khoa học thừa nhận sẽ trở thành học thuyết khoa học.

IV. TIN SINH HỌC

Hoạt động 4.

GV đưa ra câu hỏi:

Tin sinh học là ngành khoa học như thế nào?

Sản phẩm dự kiến:

- Là một 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 lớn nhằm sử dụng một cách có hiệu quả trong nghiên cứu khoa học và trong cuộc sống.

- Một số ứng dụng của tin sinh học trong nghiên cứu:

+ 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 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; 

+ Hỗ trợ cho các nghiên cứu sinh học, làm xuất hiện chuyên ngành sinh học hệ thống,…

- Để học tập môn Sinh học một cách có hiệu quả, chúng ta cũng có thể sử dụng các công cụ tin học đơn giản trong việc 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.

HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP

Từ nội dung bài học,GV yêu cầu HS luyện tập làm bài

Câu 1: Trình bày các bước tiến hành phương pháp giải phẫu?

Câu 2:  Trình bày các bước tiến hành phương pháp làm tiêu bản tế bào/nhiễm sắc thể (NST)?

Câu 3: Trình bày các bước tiến hành phương pháp thực nghiệm khoa học?

HOẠT ĐỘNG VẬN DỤNG

Vận dụng kiến thức, GV yêu cầu HS trả lời câu hỏi:

Câu 1:  Tin sinh học là gì?

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)?

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?