Sinh học

- Khái niệm: Cấp độ tổ chức sống là vị trí của một tổ chức sống trong thế giới sống được xác định bằng số lượng và chức năng nhất định các yếu tố cấu thành tổ chức đó.

- Ví dụ cho mỗi cấp độ tổ chức sống:

+ Phân tử: protein, DNA, carbohydrate, lipid,…

+ Bào quan: ti thể, nhân, bộ máy Golgi, ribosome,…

+ Tế bào: tế bào tim, tế bào biểu bì, tế bào cơ, tế bào hồng cầu,…

+ Mô: mô biểu bì, mô liên kết, mô cơ, mô thần kinh.

+ Cơ quan: tim, gan, phổi, thận, não bộ,…

+ Hệ cơ quan: hệ tuần hoàn, hệ bài tiết, hệ hô hấp, hệ thần kinh,…

+ Cơ thể: cơ thể con hổ

+ Quần thể: quần thể hổ

+ Quần xã – hệ sinh thái: hệ sinh thái rừng mưa nhiệt đới

Mô tả các cấp độ tổ chức sống:

- Phân tử: Phân tử được cấu tạo từ các nguyên tử. Ví dụ: Phân tử nước H2O được cấu tạo từ 2 nguyên tử hidro và 1 nguyên tử O.

- Bào quan: Các phân tử liên kết với nhau tạo nên các bào quan. Ví dụ: Phân tử DNA và phân tử protein liên kết với nhau tạo nên nhiễm sắc thể trong nhân tế bào.

- Tế bào: Nhiều bào quan cấu thành nên tế bào. Ví dụ: Tế bào động vật gồm nhiều bào quan như: ti thể, riboxom, bộ máy Gongi,…

- Mô: Tập hợp nhiều tế bào giống nhau cùng thực hiện một chức năng tạo thành mô. Ví dụ: Nhiều tế bào thần kinh tạo thành mô thần kinh,…

- Cơ quan: Tập hợp nhiều mô tạo thành cơ quan. Ví dụ: Dạ dày được cấu tạo từ mô cơ, mô liên kết, mô thần kinh, mô biểu bì,…

- Hệ cơ quan: Tập hợp cơ quan cùng thực hiện một chức năng tạo thành hệ cơ quan

Ví dụ: Hệ tuần hoàn gồm tim và hệ mạch (động mạch, mao mạch, tĩnh mạch);…

- Cơ thể: Nhiều hệ cơ quan phối hợp nhịp nhàng, thống nhất tạo thành cơ thể. Ví dụ: Cơ thể người gồm nhiều hệ cơ quan: hệ thần kinh, hệ tuần hoàn, hệ tiêu hoá, hệ bài tiết, hệ sinh dục,…

- Quần thể: Tập hợp nhiều cá thể cùng loài, cùng sinh sống trong một khoảng không gian và thời gian, có khả năng sinh sản trong tự nhiên tạo ra thế hệ sau tạo thành một quần thể. Ví dụ: Quần thể trâu rừng, quần thể cây cọ tại một vùng đồi của Phú Thọ,…

- Quần xã: Tập hợp nhiều quần thể khác loài cùng sinh sống trong một khoảng không gian và thời gian tạo thành quần xã. Ví dụ: Quần xã các loài trong rừng Cúc Phương,…

- Hệ sinh thái: Bao gồm quần xã sinh vật và sinh cảnh (môi trường sống vô sinh của quần xã). Ví dụ: Hệ sinh thái rừng mưa nhiệt đới,…

- Sinh quyển là hệ sinh thái lớn nhất.

- Các cấp độ tổ chức của cơ thể đa bào: phân tử, bào quan, tế bào, mô, cơ quan, hệ cơ quan, cơ thể.

- Thế giới sống có thể được sắp xếp, tổ chức theo các cấp độ: phân tử, bào quan, tế bào, mô, cơ quan, hệ cơ quan, cơ thể, quần thể, quần xã, hệ sinh thái, sinh quyển.

Kể tên các vật liệu, thiết bị có trong phòng thí nghiệm mà em biết:

- Dụng cụ: kính hiển vi, kính lúp, bộ đồ mổ,…

- Máy móc thiết bị: tủ lạnh, tủ cấy vi sinh, cân điện tử, các bộ cảm biến,…

- Các phần mềm: thí nghiệm ảo, phần mềm dạy học, các phần mềm xử lí số liệu thống kê,…

- Tranh ảnh, mô hình, mẫu vật: bộ tranh cơ thể người, bộ tranh các cấp độ tổ chức sống, mô hình tế bào, mô hình DNA, bộ tiêu bản quan sát nhiễm sắc thể,…

- Thiết bị an toàn: găng tay, kính bảo vệ mắt, áo bảo hộ,…

- 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.

Việc thử nghiệm cần lặp đi lặp lại nhiều lần mặc dù dữ liệu thu thập được đã phù hợp với giả thuyết vì kết quả thử nghiệm càng tiến hành nhiều lần thì độ chính xác và tin cậy càng lớn; tránh việc kết luận vội vàng, phiến diện.

- Quan sát và thực nghiệm là các phương pháp đặc trưng cho nghiên cứu sinh học vì: Sinh học là môn khoa học thực nghiệm. Để tìm hiểu một vấn đề sinh học, cần quan sát đối tượng một cách kĩ lưỡng hoặc làm thí nghiệm thực tế để thu thập thông tin chính xác nhất.

- 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. Tùy từng đối tượng và vấn đề nghiên cứu, người nghiên cứu có thể lựa chọn một hoặc một số phương pháp nghiên cứu sinh học thích hợp để đạt hiệu quả nghiên cứu tốt nhất.

Thiết kế thí nghiệm tìm hiểu ảnh hưởng của nước đến chiều cao cây đậu tương ngoài thực địa:

Bước 1: Thiết kế mô hình thực nghiệm và chuẩn bị các điều kiện thí nghiệm

- Thiết kế mô hình thực nghiệm: Chia đất thành 3 lô (chất lượng đất ở mỗi lô như nhau), mỗi lô trồng 50 cây đậu tương con (các cây con tương đồng về chiều cao, kích thước, số lá thật).

- Chuẩn bị dụng cụ: dụng cụ làm đất, dụng cụ tưới nước, thiết bị chụp ảnh.

- Mẫu vật: 150 cây đậu tương con chia làm 3 lô như trên.

- Thiết bị an toàn: găng tay, ủng cao su,…

Bước 2: Tiến hành và thu thập số liệu thực nghiệm

- Tiến hành thí nghiệm:

+ Trồng các cây đậu tương con vào các lô, mỗi lô 50 cây.

+ Tiến hành tưới nước cho các cây ở 3 lô như sau: Lô 1 - không tưới nước; Lô 2 - tưới nước vừa đủ; Lô 3 - tưới ngập nước.

+ Quan sát sự phát triển của các cây đậu tương trong mỗi lô, ghi chép chiều cao cây sau mỗi 3 ngày. Tiến hành thí nghiệm trong 15 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:

+ 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, 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 mỗi lần thực nghiệm.

Một số hoạt động được tiến hành trong phòng thí nghiệm ở trường:

- 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.

- Đối tượng sinh vật để quan sát là: Tế bào biểu bì của thực vật.

- Xây dựng các bước quan sát 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).

Một số phương pháp nghiên cứu khoa học đã được học:

- Phương pháp quan sát

- Phương pháp làm việc trong phòng thí nghiệm

- Phương pháp thực nghiệm khoa học

Khi học tập ở phòng thí nghiệm và ngoài thiên nhiên, chúng ta cần tuân theo các quy định trong các quy trình thực hiện phương pháp nghiên cứu khoa học tương ứng. Ví dụ: Khi học tập ở phòng thí nghiệm chúng ta cần tuân thủ quy định về an toàn thí nghiệm như:

- Các lưu ý về an toàn cháy nổ, an toàn về hóa chất

- Quy định về vận hành thiết bị: 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.

- Quy định về trang bị cá nhân: Một số trang bị cá nhân thường dùng là áo choàng, găng tay, kính bảo hộ hoặc mặt nạ để tránh tiếp xúc với hóa chất độc hại, vi sinh vật gây bệnh.

- Lạm dụng chất kích thích sinh trưởng trong chăn nuôi và trồng trọt để tăng năng suất là vi phạm đạo đức sinh học.

- Giải thích: Việc lạm dụng chất kích thích sinh trưởng sẽ khiến các chất kích thích sinh trưởng đó có thể tích lũy trong các mô của vật nuôi và cây trồng sẽ ảnh hưởng đến sức khỏe con người và các loài sử dụng chúng làm thức ăn. Ngoài ra, việc lạm dụng chất kích thích sinh trưởng còn gây ô nhiễm môi trường, để lại những hậu quả nặng nề sau này.