Câu hỏi mở đầu trang 12

Đề bài: Để nghiên cứu các đối tượng của sinh học cần có phương pháp và thiết bị phù hợp. Các thiết bị và phương pháp nào thường được dùng trong nghiên cứu và học tập môn Sinh học?

Lời giải:

Các phương pháp thường được dùng:

• Phương pháp quan sát: sử dụng giác quan hoặc thiết bị để quan sát đối tượng sinh học.
• Phương pháp làm việc trong phòng thí nghiệm: giải phẫu, làm tiêu bản tế bào/nhiễm sắc thể,…
• Phương pháp thực nghiệm khoa học: nghiên cứu, phân loại sinh vật; tách chiết; nuôi cấy mô, tế bào.

Các thiết bị thường được dùng:

• Kính hiển vi quang học, kính hiển vi điện tử — quan sát tế bào, vi sinh vật, cấu trúc siêu hiển vi.
• Máy li tâm — tách các bào quan.
• Kính lúp, ống hút, pipet — quan sát và thao tác đơn giản.
• Tin sinh học — công cụ máy tính hỗ trợ phân tích dữ liệu sinh học.

I & II. Phương pháp nghiên cứu và các thiết bị nghiên cứu, học tập môn Sinh học

Câu 1 trang 14

Đề bài: Trình bày phương pháp đảm bảo an toàn khi làm việc trong phòng thí nghiệm.

Lời giải:

Khi làm việc trong phòng thí nghiệm cần tuân thủ các quy định sau:

• An toàn cháy nổ, hoá chất: làm việc với hoá chất độc hại ở nơi có tủ hút khí độc hoặc nơi thoáng khí; tuân thủ quy tắc pha hoá chất; kiểm tra các thiết bị phòng cháy chữa cháy.
• Vận hành thiết bị: nắm rõ quy tắc vận hành trước khi sử dụng; ghi lại nhật kí làm việc và tình trạng máy móc.
• Trang bị cá nhân: mặc áo choàng, đeo găng tay, kính bảo vệ, khẩu trang (hoặc mặt nạ) để tránh tiếp xúc với hoá chất độc hại, vi sinh vật gây bệnh.
• Tuân thủ nội quy phòng thí nghiệm:
  • Mặc trang phục gọn gàng, nữ buộc tóc cao.
  • Chỉ tiến hành thí nghiệm khi đã được hướng dẫn.
  • Không ăn uống, đùa nghịch; không nếm hoặc ngửi hoá chất.
  • Nhận biết các vật liệu nguy hiểm trước khi làm (vật sắc nhọn, chất dễ cháy nổ, chất độc, nguồn điện nguy hiểm,…).
  • Sau khi xong: thu gom chất thải đúng nơi quy định, lau dọn sạch sẽ, rửa tay bằng xà phòng.

Câu 2 trang 14

Đề bài: 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.

Lời giải:

Đây là câu hỏi mở dựa vào thực tế trường học. Gợi ý:

Câu 3 trang 14

Đề bài: So sánh đặc điểm của kính hiển vi quang học và kính hiển vi điện tử.

Lời giải:

→ Kính hiển vi điện tử có độ phóng đại và độ phân giải cao hơn rất nhiều so với kính hiển vi quang học.

III. Các kĩ năng trong tiến trình nghiên cứu khoa học

Câu 1 trang 16

Đề bài: Quan sát hình 2.4, nêu trình tự các bước trong tiến trình nghiên cứu khoa học.

Lời giải:

Quan sát hình 2.4, tiến trình nghiên cứu khoa học gồm 6 bước theo thứ tự:

1. Quan sát và thu thập dữ liệu từ đối tượng nghiên cứu.
2. Đặt câu hỏi về vấn đề cần tìm hiểu.
3. Hình thành giả thuyết khoa học (đưa ra cách giải thích có thể kiểm chứng được).
4. Thiết kế và tiến hành thí nghiệm kiểm chứng giả thuyết.
5. Phân tích kết quả thu được.
6. Rút ra kết luận:
   • Nếu kết quả phù hợp → chấp nhận giả thuyết.
   • Nếu kết quả không phù hợp → bác bỏ giả thuyết và quay lại bước hình thành giả thuyết mới.

Câu 2 trang 16

Đề bài: 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.

Lời giải:

Để hình thành và kiểm chứng giả thuyết khoa học, các nhà khoa học sử dụng cách suy luận diễn giải (suy luận diễn dịch).

Giải thích:

• Suy luận diễn giải là cách suy luận đi từ cái chung đến cái riêng — từ một giả thuyết hay nguyên lí chung, suy ra những điều tất yếu sẽ xảy ra nếu giả thuyết đó đúng.
• Những điều tất yếu này được gọi là dự đoán, thường được phát biểu dưới dạng “nếu… thì…”.
• Sau đó, các nhà khoa học tiến hành thí nghiệm để kiểm chứng dự đoán đó:
  • Nếu dự đoán đúng → giả thuyết được chấp nhận.
  • Nếu dự đoán sai → giả thuyết bị bác bỏ.

Câu 3 trang 16

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

Lời giải:

Điểm khác nhau:

• Cả nhóm đối chứng và nhóm thực nghiệm đều phải giống nhau về số lượng, đặc điểm sinh học của đối tượng nghiên cứu và mọi yếu tố của môi trường.
• Chỉ khác nhau ở yếu tố cần nghiên cứu:
  • Nhóm thực nghiệm: có tác động của yếu tố cần nghiên cứu.
  • Nhóm đối chứng: không có tác động của yếu tố cần nghiên cứu.

Ví dụ: Nghiên cứu ảnh hưởng của một loại nguyên tố khoáng đến sự sinh trưởng của cây trồng:

• Hai lô đều trồng cùng một loài cây, các cây có cùng độ tuổi, cùng số lượng, được đặt trong cùng điều kiện môi trường.
• Lô thí nghiệm: bón đầy đủ các nguyên tố khoáng thiết yếu (kể cả nguyên tố cần nghiên cứu).
• Lô đối chứng: bón đầy đủ các nguyên tố khoáng ngoại trừ nguyên tố cần nghiên cứu.

→ So sánh sự khác biệt giữa cây ở hai lô sẽ thấy được ảnh hưởng của nguyên tố khoáng đó đến sự sinh trưởng của cây.

IV. Tin sinh học – Công cụ nghiên cứu và học tập môn Sinh học

Câu 1 trang 17

Đề bài: Nêu một số vai trò và thành tựu của tin sinh học.

Lời giải:

Vai trò của tin sinh học:

• Lưu trữ, phân loại, phân tích các bộ dữ liệu sinh học ở quy mô lớn (dữ liệu gene, protein,…).
• Hỗ trợ nghiên cứu khoa học và ứng dụng vào cuộc sống một cách hiệu quả.

Một số thành tựu của tin sinh học:

• Tìm kiếm các gene trong hệ gene của các loài sinh vật.
• So sánh hệ gene của các loài để tìm hiểu mối quan hệ tiến hoá giữa chúng.
• Làm xuất hiện chuyên ngành mới: sinh học hệ thống.
• Kết hợp với trí tuệ nhân tạo (AI) để xử lí thông tin bệnh nhân, giúp bác sĩ đưa ra biện pháp chữa bệnh hiệu quả nhất cho từng người.

Câu 2 trang 17

Đề bài: Chúng ta có thể sử dụng các công cụ tin học trong học tập môn Sinh học như thế nào?

Lời giải:

Học sinh có thể sử dụng các công cụ tin học trong học tập môn Sinh học theo các cách sau:

• Tìm kiếm, khai thác thông tin trên internet về các kiến thức, hình ảnh, video sinh học.
• Sử dụng các phần mềm tin học (hoặc tự lập trình) để mô phỏng các quá trình sinh học phức tạp như tái bản DNA, phiên mã, dịch mã,…
• Sử dụng phần mềm xây dựng sơ đồ tư duy để hệ thống hoá kiến thức một cách hiệu quả.

Luyện tập và vận dụng

Câu 1 trang 17

Đề bài: Tin sinh học là gì?

Lời giải:

Tin sinh học (Bioinformatics) 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 lớn, nhằm sử dụng chúng một cách có hiệu quả trong nghiên cứu khoa học và trong cuộc sống.

Câu 2 trang 17

Đề bài: 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)?

Lời giải:

Dụng cụ quan sát hình dạng, kích thước tế bào thực vật:

• Kính hiển vi quang học — vì tế bào thực vật có kích thước hiển vi, mắt thường không quan sát được.

Kĩ thuật quan sát nhiễm sắc thể (NST):

Để quan sát được NST cần làm tiêu bản tế bào theo các bước:

• Cố định mẫu vật sống bằng hoá chất.
• Nhuộm màu mẫu vật.
• Chia nhỏ mẫu vật cần quan sát.
• Dầm ép mẫu để phá vỡ tế bào, giải phóng các NST ra ngoài.
• Đậy lamen lên mẫu và quan sát dưới kính hiển vi.

Câu 3 trang 17

Đề bài: 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?

Lời giải:

a) Nếu trong thí nghiệm đối chứng (nhân đã được đặt trở lại) mà tế bào vẫn chết thì:

• Không thể khẳng định nhân tế bào là yếu tố quyết định sự sống của tế bào.
• Vì có thể tế bào chết do tác động của thao tác dùng móc lấy nhân (làm tổn thương tế bào) chứ không phải do mất nhân.
• → Bác bỏ giả thuyết “nhân tế bào quyết định sự sống của tế bào”.

b) Nếu tế bào ở thí nghiệm đối chứng không bị chết thì:

• Chấp nhận giả thuyết: nhân tế bào có vai trò quyết định sự sống của tế bào.
• Vì cùng thao tác lấy nhân ra, nhưng nếu đặt nhân trở lại thì tế bào sống; còn không đặt nhân trở lại thì tế bào chết. → Điều này chứng tỏ nhân là yếu tố quyết định sự sống chứ không phải thao tác lấy nhân làm tế bào chết.

Cô Nguyễn Ngọc Châu

(Người kiểm duyệt, ra đề)

Chức vụ: Trưởng ban biên soạn môn Sinh Học THPT

Trình độ: Cử nhân Sư phạm Sinh học, Chứng chỉ hạng II, Chứng chỉ AT sinh học, Ngoại ngữ B1

Kinh nghiệm: 9+ năm kinh nghiệm tại Trường THPT Trần Phú