A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT
I. Phương pháp nghiên cứu sinh học
1. Phương pháp quan sát
Bất cứ công trình nghiên cứu sinh học nào cũng được bắt đầu từ các quan sát và được thực hiện qua 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 cũng như ở trong phòng thí nghiệm (với các điều kiện được kiểm soát chặt chẽ).
- 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 tinh xảo.
- Ghi chép số liệu: Số liệu quan sát có thể được thu nhận bởi giác quan hoặc thông qua các thiết bị quan sát như máy ghi âm, ghi hình. 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.
2. Một số phương pháp làm việc trong phòng thí nghiệm
a. Phương pháp đảm bảo an toàn khi làm việc trong phòng thí nghiệm
Một số nội quy an toàn trong phòng thí nghiệm
Cần tuân thủ những quy định làm việc trong phòng thí nghiệm để giữ an toàn cho bản thân và các tài sản và thiết bị.
- Trang bị cá nhân: Tùy theo từng yêu cầu của nghiên cứu mà cần có những trang thiết bị riêng biệt.
- Thực hiện đúng các nội quy an toàn trong phòng thí nghiệm.
- Vận hành thiết bị: Nắm bắt tốt quy tắc vận hành máy móc trong phòng thí nghiệm.
- Các lưu ý về cháy nổ, an toàn về hóa chất.
b. Một số kĩ thuật trong phòng thí nghiệm
- Phương pháp giải phẫu: Để tìm hiểu cấu trúc của cơ thể hay các bộ phận của tế bào, người ta thường phải tiến hành giải phẫu để quan sát các bộ phận cấu thành. Ví dụ: giải phẫu các bộ phận rễ, thân, lá của cây hay các bộ phận của cơ thể động vật.
- Phương pháp làm tiêu bản tế bào/nhiễm sắc thể (NST): Có nhiều cách khác nhau để có thể quan sát được các tế bào hay các cấu trúc bên trong tế bào như NST. Để quan sát tế bào, mẫu mô cần cắt thành lát mỏng, các lát cắt phải đủ mỏng để có thể quan sát tế bào hoặc cấu trúc của tế bào dưới kính hiển vi.
3. 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 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 sinh tập môn sinh học
Các thiết bị nghiên cứu mà em quan sát được:
+Tủ ấm: lĩnh vực nghiên cứu công nghệ sinh học vi sinh
+ Kính hiển vi: lĩnh vực nghiên cứu công nghệ tế bào
+ Máy nuôi lắc: lĩnh vực nghiên cứu công nghệ sinh học vi sinh
+ Máy ly tâm: lĩnh vực nghiên cứu công nghệ tế bào
III. Các kĩ năng trong tiến trình nghiên cứu khoa học
Trình tự các bước trong tiến trình nghiên cứu khoa học gồm có
+ Bước 1: Quan sát thu thập dữ liệu
+ Bước 2: Hình thành giả thuyết
+ Bước 3: Thiết kế và tiến hành thí nghiệm kiểm chứng
+ Bước 4: Phân tích kết quả nghiên cứu và xử lí dữ liệu
+ Bước 5: Rút ra kết luận: nếu kết quả đưa ra hợp lý và được chấp nhận thì có thể kết thúc nghiên cứu. Mặt khác nếu kết quả thu được chưa giải quyết được câu hỏi chúng ta đặt ra ban đầu thì phải bác bỏ giả tuyết và quay lại bước 2 hình thành giải thuyết tìm ra sai lầm và tiến hành lại thí nghiệm kiểm chứng.
Các nhà khoa học sử dụng các suy luận logic ngược lại với quy nạp, đi từ cái chung tới cái riêng, được gọi là diễn giải để có thể hình thành nên một giải thuyết khoa học và kiểm chứng giả thuyết.
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 giải thuyết hay nguyên lí đó đúng.
Điểm khác nhau giữa nhóm đối chứng và nhóm thực nghiệm trong một thí nghiệm là: Yếu tố cần nghiên cứu.
Ví dụ:
- Nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố dinh dưỡng lên cây trồng:
+ Tiến hành thiết kế hai lô thí nghiệm, mỗi lô trồng cùng 1 loại cây, cùng độ tuổi sinh lí và số lượng cây như nhau, trong cùng điều kiện môi trường
+ Ở lô thí nghiệm tiến hành bổ sung nguyên tố khoáng nghiên cứu, lô đối chứng thì không bổ sung.
+ Tiến hành quan sát hiện tượng thí nghiệm và lập bảng so sánh.
- Nghiên cứu khả năng chịu nồng độ cồn cao của nấm men.
+ Tiến hành chuẩn bị 2 mẫu nấm men được cấy đầu trên đĩa thạch (hộp lồng nuôi cấy), cùng thời gian nuôi cấy, số lượng tế bào và trong cùng loại môi trường nuôi cấy.
+ Ở đĩa thí nghiệm ta bổ xung thêm nồng độ cồn (5%; 10%; 15%) còn ở hộ đối chứng thì không.
+ Quan sát hiện tượng thí nghiệm, lập bảng so sánh và đưa ra kết luận.
IV. Tin sinh học - Công cụ nghiên cứu và học tập môn Sinh học
- Tin sinh học đóng vai trò quan trọng cho các nghiên cứu sinh học và hỗ trợ học tập hiệu quả môn sinh học, tạo ra chuyên ngành mới như sinh học hệ thống.
- Thành tựu của tin sinh học: Áp dụng trí tuệ nhân tạo trong nghiên cứu y sinh học giúp xử lí thông tin của bệnh nhân giúp bác sĩ đưa ra được biện pháp chữa bệnh có tính hiệu quả và đúng đắn nhất cho bệnh nhân
Sử dụng công cụ thông tin sinh học trong học tập sinh học:
+ Sử dụng trong việc ghi chép phân tích dữ liệu để tính toán sau đó so sánh kết quả nghiên cứu.
+ Dùng ác công cụ tìm kiếm để tra cứu nội dung sinh học.
+ Hiện nay để phục vụ cho việc học tập và tiếp thu kiến thức khoa học của học sinh đã xuất hiện rất nhiều app, phòng thí nghiệm ảo, video mô phỏng thí nghiệm sinh học
