Giáo án Bài 16. Thực hành: Cảm ứng ở thực vật

HS huy động kiến thức về cảm ứng ở thực vật để dự đoán kết quả khi cây được chiếu sáng một phía và khi cây đặt trong điều kiện sáng đều; xác định nhiệm vụ của bài thực hành.

GV đưa hình ảnh hai hộp cây đậu: hộp 1 có cửa sáng một phía, hộp 2 được chiếu sáng đều từ mọi phía. Nhiệm vụ: HS dự đoán chồi cây ở hộp 1 và hộp 2 sẽ thay đổi như thế nào và giải thích vì sao. GV đặt câu hỏi: (1) Chồi cây ở hộp 1 sẽ uốn về phía nào? (2) Vì sao chồi cây ở hộp 2 gần như thẳng đứng? (3) Muốn kiểm tra dự đoán, cần đo đại lượng nào và cần kiểm soát những điều kiện nào?

Dự đoán của HS: chồi cây ở hộp 1 uốn về phía có cửa sáng; chồi cây ở hộp 2 gần thẳng đứng vì ánh sáng phân bố đều nên không có bên nào được kích thích nhiều hơn. Đại lượng đo: góc chồi so với phương thẳng đứng. Điều kiện kiểm soát: cây cùng tuổi, cùng nước, nhiệt độ và thời gian. Nhiệm vụ bài học được ghi lên bảng: thiết kế, đo và phân tích thí nghiệm khảo sát cảm ứng hướng sáng, hướng trọng lực.

HS nêu được cách bố trí thí nghiệm khảo sát hướng sáng, xác định biến số độc lập, biến số kiểm soát và lô đối chứng; giải thích vai trò của từng bước.

Nhóm 4 HS hoàn thành Phiếu học tập số 1 theo kĩ thuật khăn trải bàn: mỗi HS viết ý kiến cá nhân vào một ô quanh khăn, sau đó nhóm thống nhất phương án chung ở ô giữa. Nhiệm vụ: (1) Chọn loại cây và điều kiện cây đồng nhất. (2) Bố trí lô sáng một phía và lô sáng đều, nêu biến số độc lập và các biến số kiểm soát. (3) Nêu đại lượng đo và cách đo. (4) Giải thích vì sao phải đo góc ban đầu trước khi chiếu sáng. Nội dung kiến thức cốt lõi: đặt cây đậu cùng tuổi vào hộp có cửa sáng một phía và lô sáng đều, cùng nước, nhiệt độ và thời gian; đánh dấu vị trí, bắt đầu chụp từ cùng góc rồi đo góc chồi so phương thẳng đứng.

Phương án nhóm trên Phiếu học tập số 1 gồm: Biến số độc lập là hướng chiếu sáng (một phía hoặc đều). Biến số kiểm soát là loài và tuổi cây, lượng nước, nhiệt độ, thời gian chiếu. Đại lượng đo là góc chồi so với phương thẳng đứng, đo từ cùng một điểm đánh dấu. Mỗi lô có nhiều cây (không chỉ một cây) để so sánh. Đo góc ban đầu giúp kiểm tra khác biệt có sẵn giữa các cây trước khi thí nghiệm. Lô đối chứng là lô sáng đều, cây còn sống và tương đồng với lô sáng một phía.

HS nêu được điều kiện để khảo sát hướng trọng lực riêng, biết tách tác động của trọng lực khỏi tác động của ánh sáng và độ ẩm.

HS làm việc theo cặp đôi, phân tích hai cách bố trí: cách A đặt cây nảy mầm nằm ngang trong hộp kín có chiếu sáng một phía; cách B đặt cây nảy mầm nằm ngang trong hộp sáng đều, giữ độ ẩm. Nhiệm vụ: (1) Cách nào phù hợp để khảo sát riêng hướng trọng lực? Vì sao? (2) Nếu ghép đồng thời đổi hướng sáng và trọng lực thì kết quả có thể gây nhiễu như thế nào? (3) Ghi các điều kiện cần giữ như nhau.

Cách B phù hợp để khảo sát hướng trọng lực vì ánh sáng đều, không có chiều sáng nào làm nhiễu. Không nên ghép đồng thời đổi hướng sáng và trọng lực vì không biết uốn cong là do tác động nào. Điều kiện cần giữ như nhau: cây cùng tuổi, độ ẩm ổn định, nhiệt độ và thời gian như nhau. Cây nảy mầm được đặt ngang và đo hướng rễ hoặc chồi theo thời gian.

HS vận dụng công thức trung bình, tính độ chênh lệch, nhận biết dữ liệu mô hình và đánh giá kết luận; kiểm tra đáp án qua học liệu số.

HS làm Phiếu học tập số 2 theo nhóm 4 bằng kĩ thuật mảnh ghép: mỗi nhóm được chia 3 câu hỏi nhỏ (nhóm A: câu 1, 2, 3; nhóm B: câu 4, 5, 6; nhóm C: câu 7, 8, 9). Sau khi giải, HS quay về nhóm gốc để giảng lại cho bạn. Bảng số liệu mô hình sau 48 giờ: lô sáng một phía có góc chồi 30°, 35°, 25°; lô sáng đều có 2°, 0°, 4°. Đây là dữ liệu luyện phân tích, không phải kết quả quan sát của lớp. Các câu hỏi: 1) Dữ liệu này có phải kết quả quan sát của lớp không? 2) Lô đối chứng cho hướng sáng một phía là lô nào? A. Chỉ cây đã chết; B. Sáng phân bố đều; C. Cây khác giống để ngoài nắng gắt. 3) Đại lượng đo phù hợp là gì? A. Màu bút đánh dấu; B. Số người xem; C. Góc chồi so phương xác định. 4) Tính trung bình 30°, 35°, 25°. 5) Dữ liệu cho sẵn được ghi là kết quả nhóm đã quan sát có đúng không? 6) Tính trung bình lô sáng đều 2°, 0°, 4° và độ chênh so với lô một phía. 7) Sắp xếp các bước thực hành: (a) Đo lại, so sánh và ghi giới hạn; (b) Chọn cây tương đồng và chia lô; (c) Ghi góc ban đầu; (d) Đặt điều kiện ánh sáng. 8) Kết luận cho bảng mô hình và cách tăng độ tin cậy. 9) Muốn khảo sát hướng trọng lực riêng cần sửa thiết kế thế nào?

Đáp án: Câu 1: Không, đây là dữ liệu mô hình để luyện phân tích. Câu 2: B (lô đối chứng phải còn sống và tương đồng). Câu 3: C (góc định lượng mức uốn). Câu 4: $\bar{x}=\dfrac{30+35+25}{3}=30^{\circ}$. Câu 5: Sai, phải ghi rõ đây là mô hình; quan sát thật báo cáo riêng. Câu 6: $\bar{x}=\dfrac{2+0+4}{3}=2^{\circ}$; độ chênh $30^{\circ}-2^{\circ}=28^{\circ}$. Câu 7: (b) → (c) → (d) → (a). Đo góc ban đầu giúp kiểm tra khác biệt có sẵn giữa các cây. Câu 8 (thang điểm: tính và kết luận 0,5; lặp và kiểm soát 0,5): Lô sáng một phía uốn trung bình nhiều hơn 28° so với lô sáng đều, phù hợp với hướng sáng; tuy nhiên mỗi lô chỉ có 3 cây nên còn ít. Cần lặp với nhiều cây, bố trí ngẫu nhiên, đo mù nhãn nếu được và kiểm soát nhiệt độ do nguồn sáng gây ra. Câu 9 (thang điểm: hướng đặt 0,3; loại nhiễu sáng 0,4; đo và lặp 0,3): Đặt cây cùng tuổi theo hướng đứng hoặc ngang trong điều kiện ánh sáng đều hoặc kiểm soát như nhau; đo hướng rễ hoặc chồi theo thời gian, giữ ẩm, nhiệt độ và có lặp lại; không dùng hướng sáng lệch làm nhiễu.

HS vận dụng kiến thức về cảm ứng hướng sáng và hướng trọng lực để đánh giá một thiết kế thí nghiệm thực tế, đề xuất cải tiến và thực hiện kiểm chứng an toàn ở nhà.

Tình huống: Một bạn đề xuất đặt chậu đậu cạnh cửa sổ một phía rồi so sánh với chậu đặt giữa phòng, kết luận chồi cây hướng về cửa sổ là do hướng trọng lực. Nhiệm vụ nhóm: (1) Chỉ ra điểm chưa hợp lí của thiết kế. (2) Đề xuất thiết kế sửa lại có lô đối chứng, lặp lại và kiểm soát nhiễu. (3) Thiết kế nhật ký theo dõi 3 ngày cho cây đậu hoặc đỗ không độc, ghi góc chồi mỗi ngày. Lưu ý an toàn: chỉ dùng cây không độc, không bôi hormone tùy ý, không kích thích cây trinh nữ liên tục để tạo video, giữ sinh vật và xử lí đất sạch sau khi kết thúc.

Điểm chưa hợp lí: đã nhầm lẫn tác động của ánh sáng với trọng lực, thiếu lô đối chứng, chỉ có một cây, không kiểm soát điều kiện. Thiết kế sửa lại: hai lô cây cùng tuổi, một lô có cửa sáng một phía và một lô sáng đều; mỗi lô tối thiểu 3 cây; đo góc chồi cùng điểm đánh dấu mỗi ngày trong 3 ngày; ghi nhiệt độ và lượng nước tưới. Nhật ký mẫu gồm các cột: Ngày, Lô, Cây số, Góc chồi (°), Ghi chú điều kiện. Kết luận cuối: chỉ đưa ra kết luận về hướng sáng khi có đối chứng và số liệu lặp lại, và chỉ áp dụng cho loài đã khảo sát.