Mở đầu
Hoạt động mở đầu SGK Sinh 10 Chân trời sáng tạo Bài 2 (trang 12): 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?
– Dựa vào phương pháp làm thí nghiệm để xác định nguyên nhân làm cho dưa cải muối bị hỏng: Chuẩn bị 4 hũ dưa cải muối như nhau đánh số từ 1 đến 4. Trong đó, hũ 1 để ngoài sáng và đóng kín nắp; hũ 2 để ngoài sáng và mở nắp; hũ 3 để trong tối và đóng kín nắp; hũ 4 để trong tối và mở nắp. Quan sát hiện tượng của 4 hũ dưa cải để rút ra nguyên nhân làm dưa cải muối bị hỏng.
– Nguyên nhân làm dưa cải muối bị hỏng đó là do đậy nắp hũ dưa không kín:
+ Quá trình lên men của dưa cải yêu cầu một môi trường yếm khí (thiếu không khí). Do đó, khi đậy nắp hũ dưa không kín khiến các vi khuẩn lactic không phát triển được, các vi khuẩn có hại phát triển sẽ làm dưa bị hỏng làm xuất hiện các hiện tượng mà chúng ta có thể quan sát được như nổi váng mốc trắng, nhớt, thâm đen, có mùi hôi.
+ Mặt khác, nếu nắp hũ không kín, nước và độ ẩm từ dưa cải có thể bay hơi ra ngoài. Điều này không chỉ làm dưa cải bị khô mà còn ảnh hưởng đến quá trình lên men tự nhiên. Dưa cải có thể hấp thụ mùi từ môi trường bên ngoài hoặc có thể mất đi mùi vị đặc trưng của nó, làm giảm chất lượng sản phẩm cuối cùng.
I. Các phương pháp nghiên cứu và học tập môn Sinh học
1. Các phương pháp nghiên cứu và học tập môn Sinh học
Câu hỏi 1 SGK Sinh 10 Chân trời sáng tạo Bài 2 (trang 12): Hãy lựa chọn phương pháp phù hợp và đề xuất thực hiện 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:
a, Xác định hàm lượng đường trong máu
– 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 liệ từ kết quả thí nghiệm
+ Rửa sạch tay trước khi đo đường huyết và lau khô tay với khăn sạch, đặc biệt là ngón tay khi lấy mẫu để tránh sai số cũng như ngăn ngừa nhiễm trùng.
+ Lấy que thử ra khỏi hộp, ngay sau đó đậy nắp hộp để tránh que thử tiếp xúc nhiều với không khí.
+ Chích lấy máu ở cạnh đầu ngón tay, trong thời gian này dùng tay xoa nhẹ đầu ngón tay để lấy máu dễ dàng hơn.
+ Nhỏ giọt máu vào que thử, đặt miếng bông sạch lên đầu ngón tay để cầm máu.
+ Đưa que thử vào máy, chờ đọc và ghi lại kết quả.
– Bước 3: Báo cáo kết quả thí nghiệm
– Bước 4: Vệ sinh dụng cụ, phòng thí nghiệm.
b, Thúc đẩy thanh long ra hoa trái vụ
– Bước 1: Chuẩn bị các điều kiện thí nghiệm (nhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm,…), mô hình thí nghiệm và nguyên liệu thí nghiệm (cây thanh long đối chứng và thí nghiệm)
– Bước 2: Tiến hành thực nghiệm và thu thập dữ liệu theo từng giai đoạn nghiên cứu của cả cây thí nghiệm và cây đối chứng.
– Bước 3: Xử lý kết quả (so sánh kết quả giữa cây thí nghiệm và cây đối chứng), đưa ra kết luận và giải thích về các nhân tố thúc đẩy thanh long ra hoa trái vụ.
c, Tìm hiểu cấu tạo cơ thể người
– Bước 1: Xác định đối tượng quan sát ( con người) và phạm vi quan sát.
– Bước 2: Tùy theo đối tượng quan sát mà xác định công cụ quan sát sao cho phù hợp
+ Quan sát tổng thể các thành phần cấu tạo ngoài của cơ thể.
+ Quan sát cấu tạo hệ cơ quan bằng cách tháo dần các bộ phận của mô hình
– Bước 3: Thu thập, ghi chép và xử lí các dữ liệu được.
Câu hỏi 2 SGK Sinh 10 Chân trời sáng tạo Bài 2 (trang 12): Tại sao chúng ta cần phối hợp nhiều phương pháp khác nhau khi nghiên cứu và học tập môn Sinh học?
Trả lời:
– Mỗi phương pháp nghiên cứu đều có ưu điểm, nhược điểm riêng. Khi phối hợp các phương pháp với nhau. Sự kết hợp nhiều phương pháp nghiên cứu có thể sẽ tạo ra nhiều kết quả khác nhau, phát huy được ưu điểm của các phương pháp đồng thời khắc phục những nhược điểm có ở mỗi phương pháp, nhờ đó làm đa dạng và phong phú hơn nội dung nghiên cứu, tránh lặp lại một cách đơn điệu.
- Mặt khác, đối tượng nghiên cứu của môn sinh học khá là rộng, chỉ áp dụng một phương pháp thì sẽ rất khó khăn để nghiên cứu hiệu quả. Vì vậy ta cần phối hợp nhiều phương pháp khác nhau khi nghiên cứu và học tập môn sinh học.
Luyện tập SGK Sinh 10 Chân trời sáng tạo Bài 2 (trang 12): Hãy thiết kế thí nghiệm chứng minh quá trình hô hấp có khí thải cacbondioxide.
Lời giải:
* Thí nghiệm 1: Phương pháp làm việc trong phòng thí nghiệm.
– Bước 1: Chuẩn bị: 1 cốc nước vô trong, 1 chiếc ống hút, 1 lọ giấm, 1 chiếc lọc ,1 đũa thủy tinh, 1 cốc sạch.
– Bước 2: Tiến hành thí nghiệm
+ Đặt ống hút vào trong cốc chứa nước vôi trong
+ Dùng miệng thổi và ống hút
+ Quan sát thấy nước vôi trong có xuất hiện vẩn đục hay không ?
+ Nếu có vẩn đục, lọc lấy kết tủa, sau đó đổ giấm ăn vào và quan sát hiện tượng.
+ Ghi chép và phân tích , giải thích hiện tượng
– Bước 3: Báo cáo kết quả về sự có mặt của CO2 có trong khí thải của quá trình hô hấp.
– Bước 4: vệ sinh dụng cụ, phòng thí nghiệm.
* Thí nghiệm 2: Phương pháp làm việc trong phòng thí nghiệm.
– Các bước tiến hành thí nghiệm:
+ Chuẩn bị mẫu vật: Hạt giống (thóc, đậu,…), cốc đựng nước ấm, bình đựng, ống thủy tinh hình chữ U, ống nghiệm chứa nước vôi trong (Ca(OH)2), phễu, nút cao su.
+ Tiến hành thí nghiệm: Cho các hạt giống vào bình đựng, nút miệng ống bằng mút cao su có gắn ống thủy tinh chữ U và phễu. Ống thủy tinh có 1 đầu được đặt trong ống nghiệm có chứa nước vôi. Tiến hành ngâm các hạt giống trong nước ấm (trong 1.5 – 2h).
+ Quan sát hiện tượng ở ống nghiệm chứa nước vôi và ghi kết quả, báo cáo.
* Thí nghiệm 3: Phương pháp làm việc trong phòng thí nghiệm.
– Bước 1: Chuẩn bị các thiết bị, dụng cụ, hóa chất và mẫu vật để làm thí nghiệm.
+ Dụng cụ: Bơm tiêm, cốc đong (2), hũ, quẹt lửa, đèn cầy.
+ Hóa chất: Nước vôi trong
+ Mẫu vật: Hạt đậu đang nảy mầm.
– Bước 2: Tiến hành thí nghiệm theo đúng quy trình và thu thập dữ liệu từ kết quả thí nghiệm.
+ Cho hạt đậu đang nảy mầm vào kim tiêm.
+ Đóng chặt bơm tiêm lại và để yên từ 1,5 – 2 giờ (có thể để trong bóng tối vì trong bóng tối cường độ hô hấp sẽ xảy ra nhanh hơn).
+ Sau 1,5 – 2 giờ cho đầu kim tiêm vào cốc chứa nước vôi trong suốt.
+ Quan sát hiện tượng trong ống nghiệm. Ta có thể so sánh với cốc chứa nước vôi trong làm đối chứng để thấy sự khác nhau.
– Bước 3: Báo cáo kết quả thí nghiệm.
– Bước 4: Vệ sinh dụng cụ, phòng thí nghiệm.
2. Vật liệu và thiết bị nghiên cứu môn Sinh học
Câu hỏi 3 SGK Sinh 10 Chân trời sáng tạo Bài 2 (trang 13): Hãy kể tên và cho biết chức năng của một số dụng cụ thí nghiệm.Trả lời:
– Một số dụng cụ thí nghiệm và chức năng:
+ Pipet: Dùng để hút các dung dịch với độ chính xác cao.
+ Cốc thủy tinh: Đựng hóa chất, mẫu vật thí nghiệm.
+ Kính hiển vi quang học: Dùng để quan sát cấu trúc của các vật, vi sinh vật có kích thước nhỏ mà mắt thường không thể quan sát được.
+ Ống nghiệm: Đựng hóa chất, sản phẩm trộn hóa chất hoặc các mẫu thí nghiệm.
+ Đũa thí nghiệm: khuấy dung dịch cần thí nghiệm
+ Giá, kẹp: Là giá đỡ cho các ống nghiệm.
+ Kính lúp cầm tay: Thông thường sẽ được dùng để đọc chữ, quan sát kĩ các bộ phận của các vật thể có kích thước nhỏ được dùng nhiều trong trường học hoặc các phòng thí nghiệm.
+ Que cấy, que trang: Dùng để đưa vi sinh vật để các vị trí mong muốn, trải đều vi sinh vật.
+ Micropipette: Dùng để hút xả một lượng mẫu với độ chính xác cao từ nơi này đến nơi khác. Chúng thường được dùng trong các phòng thí nghiệm hóa, hóa lý, sinh hóa, hóa dược hay dược liệu,…
+ Đĩa petri: Là nơi chứa môi trường dinh dưỡng cần thiết cho sự phát triển của vi sinh vật và vi sinh vật cần nghiên cứu.
+ Máy ly tâm: Sử dụng lực ly tâm để tách các thành phần khác nhau của mẫu vật.
+ Mô hình – tranh ảnh: Dùng để mô tả nội dung muốn truyền tải đến người nghe, người quan sát một cách trực quan và dễ hiểu nhất.
+ Đèn cồn: Dùng để đun, hơ nóng, cung cấp nhiệt cho các thí nghiệm cần nhiệt.
+ Dụng cụ thí nghiệm: Đa dạng về thể loại, kích cỡ và chức năng, hỗ trợ thường xuyên trong hầu hết các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm.
3. Các kĩ năng trong tiến trình nghiên cứu môn Sinh học
Câu hỏi 4 SGK Sinh 10 Chân trời sáng tạo Bài 2 (trang 14): Có thể lưu giữ kết quả quan sát bằng những cách nào ?Trả lời:
– Kết quả quan sát có thể được lưu giữ thông qua tranh ảnh, bản vẽ, sơ đồ, làm tiêu bản,…hoặc trực tuyến (word, excel, powerpoint, phần mềm ghi âm, video,…).
– Những kết quả này cần được lưu giữ cẩn thận vì để sau này tiến hành phân tích và lựa chọn hình thức phù hợp khi trình bày kết quả đã quan sát được.
Luyện tập SGK Sinh 10 Chân trời sáng tạo Bài 2 (trang 14): Việc đặt câu hỏi nghiên cứu và xây dựng giả thuyết trong nghiên cứu khoa học có ý nghĩa như thế nào?
Lời giải:
– Đặt câu hỏi nghiên cứu giúp người nghiên cứu định hướng được vấn đề nghiên cứu, từ đó đưa ra phương pháp nghiên cứu phù hợp và có thể đưa ra dự đoán về kết quả nghiên cứu.
– Xây dựng giả thiết nhằm định hướng nghiên cứu và kế hoạch nghiên cứu, giúp nhà nghiên cứu đưa ra kế hoạch nghiên cứu phù hợp, đúng hướng để hoàn thành mục tiêu và nội dung nghiên cứu đã đặt ra.
II. Tin sinh học
Câu hỏi 5 SGK Sinh 10 Chân trời sáng tạo Bài 2 (trang 15): Tại sao tin sinh học được xem như công cụ trong nghiên cứu và học tập môn Sinh học?Trả lời:
– Tin sinh học được xem như công cụ trong nghiên cứu và học tập môn Sinh học vì:
+ Tin Sinh học là một ngành khoa học sử dụng máy tính để phân tích và lưu giữ các dữ liệu sinh học. Nó trở thành công cụ hỗ trợ đắc lực cho sinh học và công nghệ sinh học thông qua các ngân hàng dữ liệu, nghiên cứu và học tập môn Sinh học 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 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,…
→ Chính nhờ tin sinh học mà chúng ta có thể phát hiện và mô tả 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 internet.
Câu hỏi 6 SGK Sinh 10 Chân trời sáng tạo Bài 2 (trang 15): Hãy đưa ra nhận xét về tầm quan trọng của tin sinh học trong đời sống ngày nay.
Trả lời:
– Tin sinh học có vai trò rất quan trọng trong đời sống ngày:
+ Ứng dụng này giúp rò 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; 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 SGK Sinh 10 Chân trời sáng tạo Bài 2 (trang 15): Hãy chọn một vấn đề cần nghiên cứu ở địa phương em và áp dụng tiến trình nghiên cứu để làm rõ vấn để đó.
Lời giải:
* Vấn đề nghiên cứu: Nghiên cứu về công tác trồng cây thủy canh của địa phương.
* Tiến trình nghiên cứu:
– Bước 1: Lập kế hoạch nghiên cứu
+ Xác định các mục tiêu cụ thể
+ Lập kế hoạch thu thập và phân tích dữ liệu.
– Bước 2: Thu thập dữ liệu
+ Thu thập dữ liệu thống kê và tài liệu liên quan.
– Bước 3: Phân tích dữ liệu
+ Phân tích dữ liệu thu thập được để đánh giá tình hình hiện tại.
– Bước 4: Đề xuất giải pháp
+ Dựa trên kết quả phân tích, đề xuất các giải pháp cải thiện và phát triển công tác trồng cây thủy canh tại địa phương.
– Bước 5: Báo cáo kết quả
+ Viết báo cáo tổng kết kết quả nghiên cứu.
– Bước 6: Đề xuất giải pháp
Bài tập
Bài tập 1 SGK Sinh 10 Chân trời sáng tạo Bài 2 (trang 15): 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.Lời giải:
* Phương pháp quan sát, phương pháp làm việc trong phòng thí nghiệm, phương pháp thực nghiệm.
* Ví dụ:
– Phương pháp quan sát:
+ Trong hiện trường vụ án, hung thủ để lại dấu vân tay trên 1 số đồ vật, người ta sẽ dùng PP quan sát để tìm ra được dấu vân tay chính xác và rõ ràng nhất.
+ Quan sát tử thi (nếu có) để đánh giá và tìm kiếm nguyên nhân tử vong;…
– Phương pháp làm việc trong phòng thí nghiệm:
+ Giải trình tự gene của các mẫu nguồn gen thu thập được ở hiện trường nhằm tìm kiếm thu phạm; thử nghiệm hóa sinh để tìm ra nguyên nhân tử vong;…
– Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm:
+ Nghiên cứu ảnh hưởng của tâm lý đến khả năng gây án,…
Bài tập 2 SGK Sinh 10 Chân trời sáng tạo Bài 2 (trang 15): Tại sao phẩm chất trung thực rất quan trọng trong nghiên cứu khoa học?
Lời giải:
- Phẩm chất trung thực rất quan trọng trong nghiên cứu khoa học vì nó đảm bảo tính chính xác và tin cậy của kết quả nghiên cứu. Khi các nhà khoa học trung thực, họ trình bày dữ liệu một cách khách quan, không bị tác động bởi lợi ích cá nhân hay áp lực bên ngoài. Điều này giúp cộng đồng khoa học và công chúng có thể tin tưởng vào những phát hiện và kết luận được đưa ra.
- Hơn nữa, trung thực trong nghiên cứu cũng ngăn chặn sự lan truyền của thông tin sai lệch, giúp xây dựng nền tảng vững chắc cho những nghiên cứu tiếp theo. Nếu vi phạm tính không trung thực, chúng ta sẽ đối mặt với sự bất công trong nghiên cứu, rộng hơn là ảnh hưởng đến nên văn minh nhân loại cũng như ảnh hưởng đến sự sống của con người.