Giáo án Bài 3. Thực hành: Trao đổi nước và khoáng ở thực vật

Nêu được câu hỏi nghiên cứu về nguồn gốc khối lượng giảm của chậu cây và lí do cần có chậu đối chứng.

GV đưa tình huống: hai chậu cùng kích thước, chậu A có cây, chậu B không có cây; sau một buổi, chậu A nhẹ hơn nhiều. HS thảo luận cặp đôi trả lời ba câu hỏi: (1) Khối lượng chậu giảm có thể do những nguồn nào? (2) Vì sao cần chậu B? (3) Làm thế nào để biết phần giảm do cây là bao nhiêu?

Danh sách nguồn mất khối lượng: nước thoát hơi từ lá của cây; nước bốc hơi từ mặt đất hoặc giá thể; sai số khi cân và điều kiện môi trường khác nhau.
Câu hỏi nghiên cứu được chốt: «Phần khối lượng giảm do cây là bao nhiêu sau khi trừ phần mất nước từ nền?»
Kết luận ban đầu: cần đối chứng để tách các nguồn mất nước.

Giải thích được vai trò của che kín mặt đất, chậu đối chứng và cân đầu–cuối trong thí nghiệm khảo sát thoát hơi nước.

GV trình bày mô hình: hai chậu cây tương đồng, mặt đất được che kín; một chậu không cây làm đối chứng; cân đầu và cuối thí nghiệm, giữ nhiệt độ, thời gian và diện tích lá tương đương. Lưu ý GV: đây là dữ liệu mô hình, không phải quan sát thực.
HS làm việc cặp đôi với Phiếu học tập số 1, sử dụng dữ liệu: chậu có cây giảm 12 g, chậu không cây giảm 2 g sau 2 giờ.
Câu hỏi: (1) Vì sao phải che kín mặt đất? (2) Chậu không cây có vai trò gì? (3) Những điều kiện nào phải giữ tương đương?

Vai trò che kín mặt đất: hạn chế bốc hơi từ đất để không gây nhiễu khi đo lượng mất nước.
Vai trò chậu đối chứng: ước lượng phần mất nước không do cây, từ đó tách phần do cây.
Điều kiện giữ đồng nhất: nhiệt độ, thời gian, diện tích lá, cùng loại chậu, cân đúng độ chia.
Kết quả hiệu chỉnh (dữ liệu giả định): $12 - 2 = 10\,\mathrm{g}$ trong 2 giờ; tốc độ trung bình $10 : 2 = 5\,\mathrm{g/giờ}$, với điều kiện các chậu tương đương.
Kiến thức rút ra: khối lượng giảm chủ yếu phản ánh mất nước; cần kiểm soát yếu tố gây nhiễu trước khi kết luận.

Mô tả được bố trí kiểm chứng rễ hút nước và giải thích được đường vận chuyển nước trong thân qua mạch gỗ.

GV trình bày bố trí hai bình chia độ: bình A có cây có rễ ngập nước, bình B không có cây; bịt miệng bình và phần mặt nước hở như nhau. HS đối chiếu sơ đồ với phần bài giảng trên trang bài học NeoEdu.
GV cắt lát ngang cành đã nhuộm màu trên khay (HS không dùng dao) và cho HS quan sát vùng mạch gỗ.
Nhóm 4 HS thảo luận: (1) Vì sao phải ghi thêm bình B? (2) Cành nhuộm màu cho biết điều gì về đường dẫn nước? (3) Vì sao cành mất rễ không thay thế thí nghiệm rễ hút nước?

Bình A giảm thể tích gồm phần do rễ hút và phần bay hơi; chỉ sau khi trừ mức giảm ở bình B mới ước lượng được phần do rễ.
Mạch gỗ nhuộm màu chứng tỏ nước được vận chuyển theo mạch gỗ trong thân; không suy ra màu đồng đều ở mọi mô.
Cành mất rễ chỉ chứng minh đường dẫn nước trong thân, không chứng minh rễ hút nước.

Phân tích được bằng chứng về khí khổng và thoát hơi nước; nêu được cách thiết kế lô so sánh để kết luận vai trò nguyên tố khoáng.

GV chia lớp thành 3 nhóm lớn, mỗi nhóm quay vòng 3 trạm (mỗi trạm 6 phút), ghi kết quả vào Phiếu học tập số 2.
Trạm 1 (khí khổng): HS quan sát biểu bì lá đã được GV bóc sẵn trong giọt nước, tìm ảnh bằng vật kính 10× rồi 40×, vẽ hai tế bào bảo vệ và lỗ khí. Không coi độ mở của một tiêu bản là tốc độ thoát hơi của cả cây.
Trạm 2 (thoát hơi): xem kết quả nhánh có lá được bọc túi và nhánh không lá; giấy cobalt chloride do GV thao tác, HS chỉ xem dữ liệu thay thế; trả lời: «Giấy có chứng minh nước thoát riêng qua khí khổng không?»
Trạm 3 (dinh dưỡng): so sánh lô dung dịch đủ khoáng và lô thiếu nitrogen (cùng giống, cùng tuổi); theo dõi màu lá, pH và tình trạng rễ.

Trạm 1: vẽ được hai tế bào bảo vệ bao quanh lỗ khí; độ mở trên một tiêu bản không phải tốc độ thoát hơi của cả cây.
Trạm 2: giấy chuyển hồng chỉ cho biết có hơi ẩm, nước có thể đến từ nhiều nguồn; cần so sánh mặt có lá với đối chứng không lá và lặp lại mẫu.
Trạm 3: vàng lá có nhiều nguyên nhân; muốn kết luận về vai trò của nitrogen, chỉ được thay đổi duy nhất lượng nitrogen, các điều kiện khác giữ đồng nhất.
Kiến thức rút ra: mỗi phép thử chỉ cung cấp một loại bằng chứng; cần kết hợp và kiểm soát biến.

Vận dụng được cách tính khối lượng hiệu chỉnh, tốc độ trung bình, nguyên tắc kiểm soát biến và đánh giá giới hạn của một kết luận thí nghiệm.

HS làm việc nhóm 4 theo kĩ thuật khăn trải bàn: mỗi thành viên nhận một ô bài tập trung tâm (câu 1–7 làm nhanh, câu 8–10 viết ngắn), sau đó ghép ý thống nhất vào ô giữa. Đề và đáp án chi tiết được ghi trong product.

Đề và đáp án:

• Câu 1: Dữ liệu giả định, chậu có cây giảm 12 g, chậu không cây giảm 2 g sau 2 giờ; khối lượng hiệu chỉnh là 10 g, tốc độ trung bình 5 g/giờ.
• Câu 2: Vì sao che mặt đất? A. Làm cây không hút khoáng; B. Hạn chế bốc hơi không qua cây; C. Ngăn mọi hô hấp. Đáp án: B, nhằm giảm yếu tố gây nhiễu mất nước từ đất.
• Câu 3: Chậu không cây có vai trò gì? A. Chứng minh cây quang hợp; B. Tăng lượng lá; C. Ước lượng mất nước nền. Đáp án: C, vì mất khối lượng còn có phần từ đất và dụng cụ.
• Câu 4: Khi so thiếu nitrogen cần giữ gì giống nhau? A. Giống, tuổi, ánh sáng và các khoáng khác; B. Thay mọi khoáng cùng lúc; C. Chọn cây to cho lô đủ. Đáp án: A, chỉ thay yếu tố cần nghiên cứu.
• Câu 5: Khối lượng chậu giảm luôn bằng chính xác lượng rễ hút. Đáp án: Sai, vì đó chủ yếu là cân bằng mất nước, còn nhiều dòng vật chất và sai số.
• Câu 6: Phần mất khối lượng hiệu chỉnh là bao nhiêu? Đáp án: 10 g (12 − 2 = 10 g trong 2 giờ).
• Câu 7: Tốc độ hiệu chỉnh là bao nhiêu g/giờ? Đáp án: 5 g/giờ (10 : 2 = 5).
• Câu 8 (thang điểm 1): Báo cáo ngắn về phép cân và một hạn chế. Gợi ý thang điểm: tính đúng $0{,}4$ điểm; nêu điều kiện giữ đồng nhất $0{,}3$ điểm; nêu hạn chế hoặc giới hạn mô hình $0{,}3$ điểm. Mẫu: «Chậu có cây mất 12 g, đối chứng mất 2 g trong 2 giờ, phần do cây ước lượng 10 g, khoảng 5 g/giờ nếu các chậu tương đương. Hạn chế: đây là dữ liệu mô hình, cần lặp lại và kiểm soát gió, diện tích lá, bốc hơi.»
• Câu 9 (thang điểm 1): Cây trong dung dịch thiếu khoáng vàng lá có đủ xác định thiếu N không? Đáp án: «Không.» Cần lô so sánh đủ khoáng và lô chỉ thiếu N, cùng giống, tuổi, điều kiện; có lặp lại; theo dõi các chỉ tiêu; loại trừ tổn thương rễ và kiểm tra dung dịch. Thang điểm: không đặc hiệu $0{,}3$ điểm; lô so sánh $0{,}4$ điểm; kiểm soát và lặp lại $0{,}3$ điểm.
• Câu 10 (thang điểm 1): Một giấy cobalt chloride chuyển hồng có tự chứng minh nước thoát riêng qua khí khổng không? Đáp án: «Không.» Giấy chỉ chỉ thị ẩm; so mặt có lá với đối chứng không lá, dùng mẫu lặp và quan sát khí khổng riêng; GV xử lí giấy chứa muối cobalt, giữ kín và thu gom; HS dùng dữ liệu thay thế. Thang điểm: giới hạn bằng chứng $0{,}3$ điểm; đối chứng $0{,}4$ điểm; an toàn $0{,}3$ điểm.

Vận dụng được nguyên tắc đối chứng và kiểm soát biến để thiết kế cách theo dõi tưới nước cho một cây trồng thực tế, tránh tưới theo lịch cố định.

HS chọn một cây trồng ở gia đình (ví dụ cây rau hoặc cây cảnh trong chậu) và thiết kế kế hoạch theo dõi trong 1 tuần: ghi lượng nước tưới, độ ẩm giá thể (kiểm tra bằng ngón tay hoặc que đo), tình trạng lá và rễ. Cần có một chậu đối chứng không tưới thêm hoặc tưới theo cách khác để so sánh. Nhiệm vụ về nhà: hoàn thành nhật ký theo dõi và trả lời: «Vì sao không nên tưới theo lịch cố định mà cần dựa trên độ ẩm giá thể?»

Kế hoạch theo dõi gồm: tên cây, số chậu, lượng nước tưới mỗi lần (ghi bằng ml hoặc cốc), thời điểm kiểm tra độ ẩm, các dấu hiệu quan sát (lá héo, lá vàng, rễ ngập úng).
Kết luận mong đợi: tưới theo độ ẩm giá thể giúp cây nhận đủ nước và tránh úng; cần có đối chứng và ghi chép để kết luận không dựa vào cảm tính.
Kiến thức vận dụng: nước vào cây qua rễ, vận chuyển qua mạch gỗ và thoát ra qua khí khổng; việc tưới cần cân bằng với nhu cầu nước của cây và khả năng giữ nước của giá thể.