Giáo án Bài 14. Khái quát về cảm ứng ở sinh vật

Huy động hiểu biết sẵn có của HS về phản ứng của sinh vật trước tác động môi trường và nêu vấn đề: đâu là đặc điểm chung của các hiện tượng được gọi là cảm ứng.

GV chiếu hình ảnh chồi cây uốn về phía cửa sổ có ánh sáng và hỏi HS: “Hòn đá bị gió thổi lăn và chồi cây uốn cong về phía sáng, hiện tượng nào là cảm ứng? Vì sao?”. HS dự đoán trước khi học.

Mỗi HS viết được 1–2 câu nêu dự đoán và ghi vào vở câu hỏi định hướng: “Cảm ứng là gì và đặc điểm chung của cảm ứng ở sinh vật là gì?”.

Nêu được cảm ứng là khả năng tiếp nhận kích thích và đáp ứng; mô tả được các bước: thu nhận, tạo và truyền tín hiệu, xử lí, đáp ứng; giải thích được đáp ứng không chỉ là chuyển động.

HS làm việc theo nhóm 4 với Phiếu học tập số 1 gồm ba tình huống: (1) chồi cây uốn về nguồn sáng; (2) cây đổi sinh trưởng khi bị tác động; (3) nước tự bốc hơi khi để ngoài trời nắng. Với mỗi tình huống, HS xác định kích thích, cơ quan hoặc thụ thể tiếp nhận, đáp ứng và cho biết có phải cảm ứng không. Sau đó HS sắp xếp các bước của quá trình cảm ứng theo sơ đồ.

Phiếu học tập số 1 hoàn chỉnh. Kết luận dự kiến:

• Tình huống 1: kích thích là ánh sáng một phía; thụ thể tiếp nhận ánh sáng ở cây; đáp ứng là chồi uốn về nguồn sáng. Là cảm ứng.
• Tình huống 2: kích thích là tác động từ môi trường; đáp ứng là thay đổi sinh trưởng hoặc sinh hóa, không nhất thiết là chuyển động. Là cảm ứng.
• Tình huống 3: nước bốc hơi là hiện tượng vật lí, không có tiếp nhận kích thích và đáp ứng của sinh vật. Không phải cảm ứng.
  Sơ đồ HS rút ra: kích thích → thu nhận (thụ thể) → tạo và truyền tín hiệu → xử lí tín hiệu → đáp ứng.
  Kiến thức HS ghi nhận: Cảm ứng là khả năng tiếp nhận kích thích và đáp ứng, giúp sinh vật thích nghi với môi trường; đáp ứng có thể là sinh trưởng hoặc sinh hóa, không chỉ là chuyển động nhìn thấy.

Phân tích được vai trò của tính chọn lọc của thụ thể, cường độ, tần suất và thời gian kích thích; nêu được nguyên tắc thiết kế thí nghiệm kiểm chứng và giới hạn của kết luận.

HS làm việc theo cặp với Phiếu học tập số 2 gồm: (1) bốn yếu tố ảnh hưởng đến đáp ứng và ví dụ minh họa; (2) lập bảng nguyên tắc thiết kế thí nghiệm gồm yếu tố thay đổi, yếu tố cố định, đầu ra đo được, đối chứng và cách tránh gây tổn thương; (3) nêu một lí do vì sao phản ứng có lợi trong hoàn cảnh này chưa chắc có lợi trong mọi hoàn cảnh.

Phiếu học tập số 2 hoàn chỉnh. Nội dung dự kiến:

• Thụ thể có tính chọn lọc: chỉ tiếp nhận một số loại kích thích nhất định.
• Cường độ, tần suất và thời gian kích thích đều ảnh hưởng đến mức đáp ứng.
• Nguyên tắc thí nghiệm: chỉ đổi một yếu tố nghiên cứu; giữ các yếu tố khác cố định; đo đầu ra bằng đại lượng có đơn vị (ví dụ góc nghiêng tính bằng độ); có lô đối chứng; tránh kích thích gây đau hoặc tổn thương.
• Giới hạn kết luận: một phản ứng có lợi trong hoàn cảnh này có thể bất lợi trong hoàn cảnh khác.

Củng cố khái niệm cảm ứng, phân biệt đáp ứng là cảm ứng và không phải cảm ứng, vận dụng công thức tính độ thay đổi góc.

HS làm lần lượt các câu sau trên bảng con hoặc học liệu NeoEdu:
Câu 1. Cảm ứng bắt đầu với khả năng gì? A. Luôn phân bào; B. Tiếp nhận kích thích; C. Luôn chạy khỏi chỗ.
Câu 2. Đáp ứng nào là cảm ứng ở cây? A. Hòn đá lăn do gió; B. Nước tự bốc hơi; C. Chồi uốn về nguồn sáng.
Câu 3. Khi thử tác động ánh sáng một phía, đầu ra phù hợp là gì? A. Góc nghiêng chồi theo thời gian; B. Tên người đo; C. Màu chậu khác nhau.
Câu 4. Cảm ứng chỉ có ở động vật có não. Đúng hay sai?
Câu 5. Sắp xếp mô hình cảm ứng: (a) Cơ quan đáp ứng; (b) Kích thích được tiếp nhận; (c) Tín hiệu được truyền hoặc xử lí.
Câu 6. Góc chồi tăng từ $5^{\circ}$ lên $35^{\circ}$. Góc tăng bao nhiêu độ?

Đáp án:

• Câu 1: B. Phải có nhận biết tác động trước khi đáp ứng.
• Câu 2: C. Cây tiếp nhận ánh sáng và thay đổi sinh trưởng.
• Câu 3: A. Đầu ra định lượng phản ánh đáp ứng.
• Câu 4: Sai. Thực vật và sinh vật đơn bào cũng có cảm ứng.
• Câu 5: (b) → (c) → (a). Không đồng nhất kích thích với đáp ứng.
• Câu 6: $35^{\circ} - 5^{\circ} = 30^{\circ}$.

Phân tích được bằng chứng và điều kiện của một kết luận; đề xuất được thiết kế thí nghiệm so sánh đáp ứng của chồi cây với ánh sáng đều và ánh sáng một phía.

Tình huống: Một HS khẳng định “chồi uốn sáng chứng minh cây có cơ quan thị giác như người”. Nhóm HS (1) đánh giá vì sao kết luận này chưa đúng; (2) đề xuất thiết kế so sánh đáp ứng của chồi ở sáng đều và sáng một phía, nêu lô so sánh, yếu tố kiểm soát, cách đo và số lần lặp lại.

Phiếu nhóm ghi:

• Đánh giá: cây có thụ thể ánh sáng và điều hòa sinh trưởng, không cần mắt hay hệ thần kinh giống người; cùng khả năng cảm ứng không đồng nghĩa cùng cơ quan và cơ chế.
• Thiết kế: lô đối chứng chiếu sáng đều và lô thí nghiệm chiếu sáng một phía; cùng giống, cùng tuổi cây, cùng lượng nước, nhiệt độ và tổng điều kiện chiếu phù hợp; chia ngẫu nhiên các lô; đo góc nghiêng chồi theo thời gian bằng độ; lặp lại nhiều cây mỗi lô.
• Không chỉ chọn cây uốn rõ nhất để báo cáo.