Giáo án Bài 3. Các cấp độ tổ chức của thế giới sống

HS nhận ra sự sống được tổ chức theo nhiều cấp và xác định được vấn đề cần tìm hiểu trong bài: các cấp tổ chức khác nhau ở điểm nào, vì sao cấp cao có đặc tính mà cấp thấp không có.

GV chiếu hình tế bào cơ tim, trái tim và đàn cá rô trong một ao, đặt hai câu hỏi:

• Câu 1: Một tế bào cơ tim có thể thực hiện được toàn bộ hoạt động bơm máu của trái tim không? Vì sao?
• Câu 2: Đàn cá rô trong ao, các loài cá và tảo khác sống chung trong ao, cùng với nước và đất đáy ao thuộc các cấp tổ chức nào?

Dự kiến câu trả lời:

• Câu 1: Không. Tế bào cơ chỉ thực hiện một phần chức năng; hoạt động bơm máu là kết quả của nhiều tế bào cơ phối hợp trong cấu trúc của tim.
• Câu 2: Đàn cá rô cùng loài là quần thể; các quần thể khác loài sống chung trong ao là quần xã; quần xã cùng với môi trường vô sinh (nước, đất đáy, ánh sáng) tạo thành hệ sinh thái.
• Vấn đề bài học: Thế giới sống được tổ chức theo những cấp nào và cấp cao có đặc tính gì mà cấp thấp không có?

HS nêu được các cấp tổ chức cơ bản và giải thích được tế bào, quần thể, quần xã là gì, khác nhau ở điểm nào.

Nhóm 4 HS đọc mục “Bản chất và cơ chế” trong bài giảng, hoàn thành Phiếu học tập số 1 (điền cấp tổ chức, đối tượng gồm những gì, đặc điểm hoặc ví dụ). Nhóm trả lời thêm hai câu hỏi:

• Quần thể cần thỏa mãn những điều kiện nào để được gọi là quần thể?
• Vì sao quần xã không phải là quần thể?

Kết quả dự kiến của Phiếu học tập số 1:

• Tế bào: đơn vị cấu trúc và chức năng cơ bản của sự sống.
• Cơ thể: gồm nhiều tế bào, có thể là đơn bào hoặc đa bào (ví dụ: một cây, một con cá rô).
• Quần thể: các cá thể cùng loài, sống trong không gian và thời gian xác định, có khả năng sinh sản tạo thế hệ mới (ví dụ: các cây thông cùng loài trong một rừng ở cùng thời điểm).
• Quần xã: nhiều quần thể khác loài tương tác với nhau trong cùng khu vực.
• Hệ sinh thái: quần xã cùng môi trường vô sinh và các tương tác với môi trường.
• Sinh quyển: cấp tổ chức cao nhất trong dãy các cấp đã học.
  Kiến thức rút ra: Quần thể cần cùng loài, cùng không gian và thời gian xác định, có khả năng sinh sản; quần xã khác quần thể ở chỗ gồm nhiều loài khác nhau.

HS giải thích được đặc tính nổi trội của cấp tổ chức cao, nêu được hệ sống là hệ mở có cơ chế tự điều chỉnh và phân biệt tự điều chỉnh với không đổi.

Nhóm 4 HS hoàn thành Phiếu học tập số 2 dựa trên mục “Vận dụng và giới hạn kết luận”:

• Câu 1: Vì sao một tế bào cơ không thực hiện được toàn bộ hoạt động của trái tim?
• Câu 2: Hệ sống mở trao đổi những gì với môi trường?
• Câu 3: Tự điều chỉnh có nghĩa là gì? Vì sao tự điều chỉnh không có nghĩa là không đổi?
• Câu 4: Tiến hóa làm sinh giới có đặc điểm gì vừa thống nhất vừa đa dạng?

Đáp án dự kiến của Phiếu học tập số 2:

• Câu 1: Đặc tính nổi trội của tim (bơm máu, phối hợp co bóp) nảy sinh từ tương tác của nhiều tế bào và mô, không có ở một tế bào riêng lẻ.
• Câu 2: Hệ sống mở trao đổi vật chất và năng lượng với môi trường, ví dụ cây nhận CO₂ và ánh sáng.
• Câu 3: Tự điều chỉnh là khả năng duy trì trạng thái ổn định nhờ cơ chế điều chỉnh bên trong; nhưng hệ chỉ điều chỉnh trong giới hạn nhất định, nên không có nghĩa là luôn không đổi.
• Câu 4: Sinh giới thống nhất về nền tảng tế bào và đa dạng về hình thức.
  Kiến thức rút ra: Cấp cao có đặc tính nổi trội do tương tác; hệ sống là hệ mở, tự điều chỉnh trong giới hạn; tiến hóa tạo nên sự thống nhất và đa dạng của sinh giới.

HS vận dụng được các khái niệm về cấp tổ chức và đặc tính hệ sống để chọn đáp án đúng, giải thích lựa chọn của mình.

GV trình chiếu lần lượt sáu bài tập (có thể dùng bài tương tác trên NeoEdu để kiểm tra nhanh). HS giơ thẻ A, B, C hoặc Đ/S và giải thích ngắn gọn.

1. Đơn vị sống cơ bản? A. Ribosome; B. Tế bào; C. Phân tử nước.
2. Nhóm nào là quần thể? A. Mọi cây và thú trong rừng; B. Cá rô ở hai châu lục gộp tùy ý; C. Các cây thông cùng loài trong một rừng ở cùng thời điểm.
3. Hệ sinh thái khác quần xã vì có thêm gì? A. Thành phần vô sinh và các tương tác với nó; B. Chỉ cá thể cùng loài; C. Chỉ các loài ăn thịt.
4. Hệ sống mở không trao đổi năng lượng với môi trường. (Đúng/Sai)
5. Xếp theo phạm vi tổ chức tăng dần: tế bào, cơ thể đa bào, quần thể, quần xã.
6. Ghép biểu hiện với đặc tính: cây nhận CO₂ và ánh sáng; cơ thể điều hòa nhiệt; tim phối hợp co bóp với đặc tính: hệ mở, tự điều chỉnh, đặc tính nổi trội.

Đề và đáp án:

1. Đáp án B. Tế bào có tổ chức thực hiện các chức năng sống; ribosome hay phân tử nước riêng lẻ không phải đơn vị sống độc lập.
2. Đáp án C. Quần thể cần cùng loài, cùng khu vực, cùng thời điểm và có quan hệ sinh sản.
3. Đáp án A. Hệ sinh thái gồm quần xã và môi trường vô sinh.
4. Sai. Trao đổi vật chất và năng lượng là đặc trưng của hệ mở.
5. Tế bào → Cơ thể đa bào → Quần thể → Quần xã (nhiều tế bào tạo cơ thể; nhiều cơ thể cùng loài tạo quần thể; các quần thể tạo quần xã).
6. Cây nhận CO₂ và ánh sáng – Hệ mở; Cơ thể điều hòa nhiệt – Tự điều chỉnh; Tim phối hợp co bóp – Đặc tính nổi trội. Đặc tính này xuất hiện nhờ tổ chức và tương tác, không chỉ là cộng số lượng.

HS vận dụng kiến thức các cấp tổ chức và đặc tính hệ sống để giải thích hai tình huống thực tế, nêu điều kiện và giới hạn của kết luận.

Nhóm cặp đôi trả lời hai tình huống:

• Tình huống 1: Vì sao nuôi cá cần xét cả oxygen và sinh vật phân giải, không chỉ xét số lượng cá?
• Tình huống 2: Cho một ví dụ về tự điều chỉnh ở cây, đồng thời nêu vì sao không thể khẳng định cây luôn duy trì nước hoàn hảo.

Đáp án và thang điểm gợi ý:

• Tình huống 1 (thang 1 điểm): Oxygen là yếu tố vô sinh cần cho hô hấp của cá (0,3 điểm). Sinh vật phân giải dùng oxygen để xử lí chất hữu cơ và có thể cạnh tranh oxygen với cá (0,3 điểm). Đây là vấn đề của hệ sinh thái, không chỉ của cấp quần thể cá; cần xét tương tác giữa các cấp tổ chức (0,4 điểm).
• Tình huống 2 (thang 1 điểm): Ví dụ tự điều chỉnh là khí khổng đóng bớt khi thiếu nước để giảm thoát hơi nước (0,5 điểm). Nếu hạn kéo dài vượt khả năng điều chỉnh, cây vẫn bị héo và có thể chết, nên không khẳng định cây luôn duy trì nước hoàn hảo (0,5 điểm).