Mở đầu
Câu hỏi Mở đầu SGK Sinh 10 Cánh Diều Bài 2 (trang 12): 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?Những phương pháp nghiên cứu khoa học em đã được học:
– Phương pháp quan sát: là phương pháp sử dụng các giác quan để quan sát đối với các đối tượng trong tự nhiên và xã hội.
– Làm việc trong phòng thí nghiệm: là phương pháp nghiên cứu được thực hiện trong không gian giới hạn của phòng thí nghiệm.
– Thực nghiệm khoa học: phương pháp thu thập thông tin trên đối tượng nghiên cứu được tác động có chủ đích
=> Khi học tập ở phòng thí nghiệm và ngoài thiên nhiên, em cần tuân theo những quy định về trình tự nghiên cứu, cũng như an toàn trong nghiên cứu khoa học. Các lưu ý về an toàn cháy nổ, an toàn về hóa chất. Quy định về vận hành thiết bị. Quy định về trang bị cá nhân.
I. Phương pháp nghiên cứu và học tập môn sinh học
1. Phương pháp quan sát
Vận dụng 1 SGK Sinh 10 Cánh Diều Bài 2 (trang 12): Hãy chọn một đối tượng sinh vật để quan sát và xây dựng các bước quan sát đối tượng đó.1. Đối tượng, mục tiêu: Trùng giày, trùng roi
– Bước 1. Xác định mục tiêu
+ Quan sát trùng roi, trùng giày => Xác định đặc điểm, hình dạng, cách di chuyển của chúng.
– Bước 2. Tiến hành
Phương tiện quan sát: kính hiển vi
+ Dùng ống hút lấy 1 giọt nhỏ ở nước ngâm rơm (thành bình)
+ Nhỏ lên lăng kính rồi đặt lên soi dưới kính hiển vi
+ Điều chỉnh độ phóng đại để nhìn cho rõ
+ Tiến hành quan sát
– Bước 3. Báo cáo
+ Lập bảng báo cáo kết quả quan sát trùng roi, trùng giày về hình dạng, cách di chuyển.
2. Đối tượng, mục tiêu: Nấm men
Bước 1: Xác định mục tiêu quan sát
– Tế bào nấm men.
Bước 2: Tiến hành
– Phương tiện quan sát: Kính hiển vi quang học
– Tiến hành quan sát tế bào nấm men dưới kính hiển vi, tiến hành vẽ hình, chụp ảnh và ghi chú các nội dung đã quan sát được.
Bước 3: Báo cáo
– Xử lý thông tin đã thu thập được, để đưa ra kết luận.
– Báo cáo kết quả quan sát.
3. Đối tượng, mục tiêu: Tế bào biểu bì của thực vật.
– Bước 1. Xác định mục tiêu
+ Mục tiêu: Quan sát và mô tả được hình dạng của tế bào biểu bì của thực vật.
– Bước 2. Tiến hành
+ Phương tiện: kính hiển vi, kim mũi mác, lam kính, lamen.
– Các bước tiến hành:
+ Tách một vảy hành hoặc lá thài lài tía.
+ Dùng kim mũi mác tạo vết cắt hình vuông nhỏ, kích thước 1cm x 1cm ở mặt trong của vảy hành/lá thài lài tía. Sử dụng kim mũi mác tách nhẹ lớp tế bào trên cùng của vết cắt (lớp tế bào biểu bì). Để quan sát được rõ, cần tách lớp biểu bì càng mỏng càng tốt, nếu không tách được lớp mỏng thì các lớp tế bào chồng lên nhau sẽ rất khó quan sát.
+ Đặt lớp tế bào vừa tách được lên lam kính vào chỗ giọt nước cất đã nhỏ sẵn.
+ Nhỏ 1 giọt xanh methylene và đậy lamen lên lam kính, để yên trong 2 – 3 phút. Lưu ý: Đặt lamen để tế bào không bị lẫn quá nhiều bọt khí (đặt lamen nghiêng 45 độ).
+ Thấm khô tiêu bản và đặt lên bàn kính hiển vi, sau đó chỉnh vùng có mẫu vật vào giữa thị trường kính hiển vi rồi quay vật kính 10x để quan sát vùng có mẫu vật. Chọn vùng có lớp tế bào mỏng nhất (1 lớp tế bào) để quan sát các tế bào biểu bì, sau đó chuyển sang vật kính 40x để quan sát rõ hơn.
+ Quan sát hình thái, phân biệt thành tế bào, màng sinh chất, tế bào chất, vị trí của nhân.
+ Vừa quan sát, vừa vẽ hình dạng tế bào và chú thích các thành phần chính của tế bào.
Bước 3. Báo cáo
– Báo cáo về hình dạng tế bào biểu bì thực vật quan sát được: Tế bào biểu bì vảy hành: có kích thước lớn hơn, có hình đa giác, xếp sít nhau, quan sát rõ được thành tế bào và nhân chính thức (nhân nằm lệch về một đầu của tế bào).
2. Phương pháp làm việc trong phòng thí nghiệm
Câu hỏi 1 SGK Sinh 10 Cánh Diều Bài 2 (trang 13): 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:
* Một số hoạt động được tiến hành trong phòng thí nghiệm ở trường:
– Hoạt động học tập khoa học.
– Hoạt động nghiên cứu Khoa học.
+ Giải phẫu để tìm hiểu cấu trúc của cơ thể hay bộ phận của tế bào như giải phẫu để tìm hiểu cấu tạo bên trong của ếch đồng, tôm, cá,…
+ Làm tiêu bản để quan sát tế bào hoặc nhiễm sắc thể (NST).
+ Thực hiện một số thí nghiệm đơn giản, quy mô nhỏ như tìm hiểu khả năng nảy mầm của hạt đậu xanh trong 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.
3. Phương pháp thực nghiệm khoa học
Vận dụng 2 SGK Sinh 10 Cánh Diều Bài 2 (trang 15): 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.
Lời giải:
* Cách thiết kế thứ nhất:
– Bước 1: Thiết kế mô hình thực nghiệm, chuẩn bị các điều kiện thí nghiệm
* Thiết kế mô hình thực nghiệm:
+ Chia đất thành 3 lô, mỗi lô gieo 50 cây đậu tương với chất lượng như nhau.
+ Chuẩn bị dụng cụ: dụng cụ làm đất, dụng cụ tưới nước, thiết bị chụp ảnh.
+ Mẫu vật: 150 cây đậu tương với chiều cao và chất lượng như nhau.
– Bước 2: Tiến hành và thu thập số liệu thực nghiệm
* Tiến hành thí nghiệm:
– Chia đều 150 cây đậu tương và trồng vào 3 lô đất với chất lượng đất như nhau.
– Tiến hành tưới nước cho các lô đất như sau:
+ Lô 1: Không tưới nước hoặc tưới ít
+ Lô 2: Tưới nước vừa đủ
+ Lô 3: Tưới nhiều nước để đất ngập nước.
* Quan sát tốc độ phát triển của cây đậu tương ở các lô đất, ghi chép chiều cao cây sau mỗi 3 ngày. Tiến hành thí nghiệm trong vòng 10 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:
1. Tên thí nghiệm.
2. Câu hỏi nghiên cứu.
3. Dụng cụ, hoá chất và mẫu vật.
4. Phân công nhiệm vụ trong nhóm.
5. Các bước tiến hành.
6. Kết quả thí nghiệm.
7. Phân tích kết quả và đưa ra kết luận.
8. 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 sau mỗi lần thực nghiệm.
* Cách thiết kế thứ hai:
Bước 1: Thiết kế mô hình thực nghiệm và chuẩn bị các điều kiện thí nghiệm.
– Thiết kế mô hình thí nghiệm:
+ Lô 1: trồng 100 cây đậu tương
+ Lô 2: trồng 100 cây đậu tương
+ Lô 3: trồng 100 cây đậu tương
– Chuẩn bị dụng cụ: Dụng cụ làm đất, hệ thống tưới nước, thiết bị chụp ảnh.
– Mẫu vật: 300 cây đậu tương (tiêu chí: chiều cao 10 -15 cm; khối lượng và kích thước tương đương)
– Thiết bị an toàn: Găng tay cao su, ủng cao su,…
Bước 2: Tiến hành và thu thập số liệu thực nghiệm
– Tiến hành thí nghiệm:
+ Tạo 3 lô đất với hàm lượng dinh dưỡng như nhau.
+ Trồng các cây đã chuẩn bị vào các lô đất.
+ Tiến hành tưới nước cho các lô đất lần lượt theo các điều kiện sau:
• Lô 1: Không cung cấp nước.
• Lô 2: Tưới nước vừa đủ ẩm đất, 2 lần vào sáng và chiều tối.
• Lô 3: Tưới nước giữa cho lượng nước trong đất luôn ở trạng thái bão hòa (ngập nước).
+ Quan sát các cây ở các lô đất ghi chép hiện tượng sau từng ngày, đo lại chiều cao của các cây sau mỗi 2 ngày (tiến hành thí nghiệm trong 8 – 10 ngày). Ghi chép các kết quả tiến hành so sánh, đánh giá, đưa ra kết luận.
– Tuân thủ các quy định an toàn khi thực hành ngoài thực nghiệm
Bước 3:
– Làm báo cáo kết quả thí nghiệm theo các nội dung:
+ 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 và 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 sau mỗi lần thực nghiệm.
II. Các kĩ năng trong tiến trình nghiên cứu khoa học
Luyện tập 1 SGK Sinh 10 Cánh Diều Bài 2 (trang 16): 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.Lời giải:
– Quan sát và thực nghiệm là các phương pháp đặc trưng cho nghiên cứu sinh học vì để tìm hiểu một vấn đề sinh học. Cần phân tích rõ vấn đề cần nghiên cứu, đưa ra các nhận định khách quan, chính xác. Phải quan sát đối tượng một cách kỹ lưỡng hoặc làm thí nghiệm thực tế để thu thập thông tin chính xác nhất về đối tượng.
– Mối quan hệ giữa các phương pháp nghiên cứu sinh học:
+ Các phương pháp nghiên cứu sinh học có mối quan hệ chặt chẽ bổ sung cho nhau để làm rõ các giải thuyết nghiên cứu đặt ra ban đầu. Tùy vào từng đối tượng nghiên cứu mà chúng ta cần lựa chọn các phương pháp nghiên cứu phù hợp.
Luyện tập 2 SGK Sinh 10 Cánh Diều Bài 2 (trang 17): Vì sao việc thử nghiệm cần lặp lại nhiều lần mặc dù dữ liệu thu được đã phù hợp với giả thuyết?
Lời giải:
– Sau quá trình nghiên cứu, mặc dù dữ liệu thu được đã phù hợp với giả thuyết. Tuy nhiên, việc thử nghiệm vẫn cần lặp lại nhiều lần để độ chính xác và tin cậy càng lớn, tránh việc kết luận vội vàng, phiến diện. Từ đó làm tăng độ tin cậy của thử nghiệm, và có thể khẳng định, bác bỏ giải thuyết hoặc đưa ra một giả thuyết mới.
III. Giới thiệu tin sinh học
Câu hỏi 2 SGK Sinh 10 Cánh Diều Bài 2 (trang 17): Quan sát hình 2.5 cho biết tin sinh học là gì?
- 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 SGK Sinh 10 Cánh Diều Bài 2 (trang 18): Hãy kể tên các vật liệu, thiết bị có trong phòng thí nghiệm sinh học mà em biết.Trả lời:
- Các vật liệu, thiết bị có trong phòng thí nghiệm sinh học mà em biết:
+ Dụng cụ: kính hiển vi, kính lúp,...
+ Máy móc thiết bị: tủ lạnh, cân điện tử,...
+ Các phần mềm: thí nghiệm ảo,các phần mềm xử lý số liệu thống kê,...
+ Tranh ảnh, mô hình, mẫu vật.
+ Thiết bị an toàn: găng tay, kính bảo vệ mắt, áo bảo hộ,...