Cơ Sở Khoa Học Tự Nhiên Chương 2: Thực Vật và Động Vật

Khám phá cơ sở khoa học tự nhiên trong chương 2 về thực vật và động vật, tìm hiểu sự đa dạng và vai trò của chúng trong hệ sinh thái.

• Người hướng dẫn: Nguyễn Phan Lâm Quyên
• Trường học: Đại học sư phạm – đhđn
• Chuyên ngành: Cơ sở khoa học tự nhiên
• Đề tài: Thực vật và động vật
• Loại tài liệu: Bài giảng
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Đà nẵng

Mục lục chi tiết

• 2. CHƯƠNG 2: THỰC VẬT VÀ ĐỘNG VẬT
• 2.1. PHÂN LOẠI SINH VẬT
• 2.1.1. Các bậc phân loại
• 2.1.2. Đa dạng sinh vật
• 2.2. GIỚI THỰC VẬT
• 2.2.1. Khái quát về giới thực vật
• 2.2.2. Nghành thực vật
• 2.2.3. Vai trò của thực vật đối với tự nhiên và con người
• 2.2.4. Tế bào thực vật
• 2.3. CƠ QUAN SINH DƯỠNG CỦA THỰC VẬT
• 2.3.1. Khái niệm chung về các cơ quan sinh dưỡng của thực vật
• 2.3.2. Cấu tạo của rễ
• 2.3.2.1. Các miền chính của rễ
• 2.3.2.2. Các loại rễ
• 2.3.2.3. Sự biến dạng của rễ
• 2.3.2.4. Sự hút nước và muối khoáng của rễ
• 2.3.3. Thân
• 2.3.3.1. Cấu tạo và chức năng
• 2.3.3.2. Hình thái của thân
• 2.3.3.3. Các dạng thân
• 2.3.3.4. Biến dạng của thân
• 2.3.4. Lá
• 2.3.4.1. Cấu tạo và chức năng
• 2.3.4.2. Hình thái của lá
• 2.3.4.3. Các dạng lá
• 2.3.4.4. Biến dạng của lá
• 2.3.4.5. Cách mọc lá
• 2.3.4.6. Sự rụng lá
• 2.4. SỰ TRAO ĐỔI CHẤT Ở THỰC VẬT
• 2.4.1. Vai trò của nước với đời sống thực vật
• 2.4.2. Sự hấp thụ và vận chuyển nước của thực vật
• 2.4.2.1. Quá trình hút nước của rễ
• 2.4.2.2. Quá trình vận chuyển nước trong cây
• 2.4.2.3. Quá trình thoát hơi nước của lá
• 2.4.3. Ảnh hưởng của các điều kiện bên ngoài đến khả năng hút nước của rễ
• 2.4.4. Sự thích nghi của thực vật với môi trường nước

Tóm tắt

I. Cơ Sở Khoa Học Về Thực Vật và Động Vật Tổng Quan

Thế giới sinh vật vô cùng đa dạng, từ vi sinh vật đơn bào đến những cây cổ thụ khổng lồ hay những loài động vật phức tạp. Để nghiên cứu sự đa dạng này, các nhà khoa học đã phân loại sinh vật dựa trên các tiêu chí về cấu tạo tế bào, dinh dưỡng, và sinh sản. Các bậc phân loại chính bao gồm: Loài, Chi, Họ, Bộ, Lớp, Ngành, và Giới. Cách đặt tên loài theo nguyên tắc tên kép (tiếng Latinh) giúp thống nhất trong giới khoa học. Hiện nay, người ta đã thống kê và mô tả được khoảng 1.8 triệu loài, trong đó có hàng trăm nghìn loài thực vật và hàng triệu loài động vật. Việc phân loại và nghiên cứu sự đa dạng sinh học là vô cùng quan trọng để hiểu và bảo tồn hệ sinh thái.

1.1. Các Bậc Phân Loại Sinh Vật Từ Loài Đến Giới

Phân loại sinh vật là một hệ thống thứ bậc, từ nhỏ nhất là loài đến lớn nhất là giới. Mỗi bậc phân loại đại diện cho một mức độ tương đồng về đặc điểm sinh học. Ví dụ, các loài trong cùng một chi có quan hệ gần gũi hơn so với các loài trong các chi khác nhau. Cách phân loại này giúp các nhà khoa học sắp xếp và nghiên cứu sự đa dạng sinh học một cách có hệ thống. Việc xác định chính xác phân loại thực vật và phân loại động vật là nền tảng cho các nghiên cứu chuyên sâu hơn.

1.2. Thống Kê Đa Dạng Sinh Học Số Lượng Loài Đã Được Mô Tả

Hiện nay, khoảng 1.8 triệu loài đã được thống kê và mô tả, nhưng con số thực tế có thể lớn hơn nhiều. Việc khám phá và mô tả các loài mới là một quá trình liên tục. Trong số các loài đã biết, động vật chiếm số lượng lớn nhất, tiếp theo là thực vật và nấm. Việc bảo tồn sự đa dạng sinh học là vô cùng quan trọng vì mỗi loài đóng một vai trò nhất định trong hệ sinh thái.

II. Cấu Tạo Tế Bào Thực Vật Hướng Dẫn Chi Tiết Nhất

Tế bào thực vật có cấu trúc đặc trưng, khác biệt so với tế bào động vật. Điểm nổi bật là vách tế bào bằng xenlulozo, giúp tế bào có hình dạng ổn định và bảo vệ. Bên trong tế bào còn có màng sinh chất, tế bào chất, nhân, không bào lớn (chứa dịch tế bào), và đặc biệt là lục lạp, nơi diễn ra quá trình quang hợp. Các mô được hình thành từ nhiều tế bào có hình dạng và chức năng giống nhau. Sự phân chia và lớn lên của tế bào giúp cây sinh trưởng và phát triển. Cấu trúc này cho phép thực vật tự tổng hợp chất hữu cơ từ chất vô cơ nhờ năng lượng ánh sáng.

2.1. Vách Tế Bào và Lục Lạp Đặc Điểm Của Tế Bào Thực Vật

Vách tế bào bằng xenlulozo là một đặc điểm chỉ có ở tế bào thực vật, giúp bảo vệ và duy trì hình dạng tế bào. Lục lạp chứa chất diệp lục, giúp cây thực hiện quá trình quang hợp, biến đổi năng lượng ánh sáng thành năng lượng hóa học. Quá trình quang hợp tạo ra chất hữu cơ và oxy, có vai trò quan trọng trong chuỗi thức ăn và lưới thức ăn.

2.2. Mô Phân Sinh Vai Trò Trong Sinh Trưởng và Phát Triển

Mô phân sinh là các tế bào có khả năng phân chia mạnh mẽ, tạo ra các tế bào mới cho cơ thể thực vật. Mô phân sinh có ở chóp rễ, chồi ngọn, và các vị trí khác trên cây. Sự phân chia và lớn lên của tế bào từ mô phân sinh giúp cây sinh trưởng và phát triển, đồng thời di truyền các đặc tính từ cây mẹ.

III. Quá Trình Trao Đổi Chất Bí Quyết Sống Của Thực Vật

Thực vật cần nước, oxy, cacbonic, các chất khoáng, nitơ, và ánh sáng Mặt Trời để sinh trưởng và phát triển. Nhờ chất diệp lục, lá sử dụng năng lượng Mặt Trời tổng hợp nên chất hữu cơ từ những chất vô cơ, giúp thực vật là sinh vật tự dưỡng. Nước chiếm 70-90% khối lượng tươi của cây và là dung môi, nguyên liệu tham gia các phản ứng trao đổi chất và điều hoà nhiệt độ. Nước di chuyển từ rễ lên lá, nơi thoát hơi nước ra ngoài. Sự hấp thụ và vận chuyển nước của thực vật diễn ra nhờ hệ thống lông hút và áp suất rễ.

3.1. Vai Trò Của Nước Trong Đời Sống Thực Vật Từ Hấp Thụ Đến Thoát Hơi

Nước là thành phần cơ bản của cơ thể thực vật và đóng vai trò quan trọng trong nhiều quá trình sinh lý. Nước là dung môi, nguyên liệu cho quá trình quang hợp, và giúp điều hòa nhiệt độ. Sự hấp thụ và vận chuyển nước diễn ra nhờ hệ thống lông hút ở rễ và áp suất rễ. Thoát hơi nước ở lá tạo ra lực hút giúp vận chuyển nước từ rễ lên.

3.2. Ảnh Hưởng Môi Trường Đến Hấp Thụ Nước Các Yếu Tố Quan Trọng

Khả năng hút nước của rễ bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố môi trường, bao gồm độ thoáng của đất, nhiệt độ, độ mặn, độ ẩm, và thành phần khoáng. Đất tơi xốp, nhiệt độ thích hợp, độ mặn thấp, và độ ẩm cao giúp rễ hút nước mạnh hơn. Sự thích nghi của thực vật với các điều kiện môi trường khác nhau thể hiện sự thích nghi đa dạng.

IV. Cơ Quan Sinh Dưỡng Thực Vật Rễ Thân Lá và Chức Năng

Các cơ quan sinh dưỡng của thực vật bao gồm rễ, thân, và lá, tạo thành một thể thống nhất. Rễ có chức năng hấp thụ nước và muối khoáng, giữ vững cây. Thân có chức năng vận chuyển chất dinh dưỡng và nâng đỡ lá. Lá có chức năng quang hợp, hô hấp, và thoát hơi nước. Các cơ quan này có nguồn gốc chung từ hợp tử và phôi. Sự phối hợp nhịp nhàng giữa các cơ quan giúp thực vật sinh trưởng và phát triển.

4.1. Cấu Tạo và Chức Năng Của Rễ Hấp Thụ Nước và Dinh Dưỡng

Rễ có cấu tạo đối xứng tỏa tròn, không mang lá, có chóp rễ và hướng đất thuận. Chức năng chính của rễ là hấp thụ nước và muối khoáng từ đất. Rễ có nhiều miền, bao gồm miền chóp rễ, miền sinh trưởng, miền hấp thụ, và miền trưởng thành. Rễ còn có thể thực hiện các chức năng phụ như dự trữ dinh dưỡng, hô hấp, và sinh sản.

4.2. Thân và Lá Vận Chuyển Dinh Dưỡng và Quang Hợp

Thân là cơ quan trục nối tiếp với rễ, mang lá và cơ quan sinh sản. Thân có chức năng vận chuyển nước và chất dinh dưỡng từ rễ lên lá và ngược lại. Lá là cơ quan quang hợp chính, có chức năng tạo ra chất hữu cơ từ ánh sáng Mặt Trời. Lá còn có chức năng hô hấp và thoát hơi nước.

V. Khám Phá Giới Động Vật Tổng Quan và Phân Loại Cơ Bản

Giới Động vật bao gồm các sinh vật đa bào, dị dưỡng, và có khả năng di chuyển. Tế bào động vật không có vách tế bào và lục lạp như tế bào thực vật. Động vật được phân loại thành nhiều ngành khác nhau, dựa trên các đặc điểm về cấu tạo, sinh lý, và tiến hóa. Các ngành chính bao gồm động vật không xương sống (ví dụ: thân mềm, chân khớp) và động vật có xương sống (ví dụ: cá, lưỡng cư, bò sát, chim, thú). Sự đa dạng sinh học của động vật là vô cùng lớn, với hàng triệu loài khác nhau.

5.1. Đặc Điểm Chung Của Động Vật Dị Dưỡng và Khả Năng Di Chuyển

Động vật là sinh vật dị dưỡng, tức là chúng phải lấy chất dinh dưỡng từ các nguồn bên ngoài. Hầu hết động vật có khả năng di chuyển, giúp chúng tìm kiếm thức ăn, trốn tránh kẻ thù, và tìm kiếm môi trường sống thích hợp. Động vật có hệ thần kinh và giác quan phát triển, cho phép chúng phản ứng nhanh chóng với các kích thích từ môi trường.

5.2. Phân Loại Động Vật Từ Không Xương Sống Đến Có Xương Sống

Động vật được phân loại thành nhiều ngành khác nhau, dựa trên các đặc điểm về cấu tạo, sinh lý, và tiến hóa. Các ngành chính bao gồm động vật không xương sống (ví dụ: thân mềm, chân khớp) và động vật có xương sống (ví dụ: cá, lưỡng cư, bò sát, chim, thú). Mỗi ngành có các đặc điểm riêng biệt và đóng vai trò nhất định trong hệ sinh thái.

VI. Hệ Sinh Thái Mối Quan Hệ Giữa Thực Vật Động Vật và Môi Trường

Hệ sinh thái là một quần thể các sinh vật sống (bao gồm thực vật, động vật, và vi sinh vật) tương tác với nhau và với môi trường vật lý của chúng. Trong hệ sinh thái, thực vật đóng vai trò là nhà sản xuất, động vật đóng vai trò là nhà tiêu thụ, và vi sinh vật đóng vai trò là nhà phân hủy. Các loài trong hệ sinh thái liên kết với nhau thông qua chuỗi thức ăn và lưới thức ăn. Sự cân bằng trong hệ sinh thái là rất quan trọng để duy trì sự đa dạng sinh học và năng lượng sinh học.

6.1. Chuỗi Thức Ăn và Lưới Thức Ăn Mối Liên Hệ Giữa Các Loài

Chuỗi thức ăn là một chuỗi các sinh vật, trong đó mỗi sinh vật ăn sinh vật đứng trước nó trong chuỗi. Lưới thức ăn là một mạng lưới phức tạp gồm nhiều chuỗi thức ăn liên kết với nhau. Chuỗi thức ăn và lưới thức ăn cho thấy mối quan hệ dinh dưỡng giữa các loài trong hệ sinh thái và cách năng lượng sinh học được truyền từ loài này sang loài khác.

6.2. Ảnh Hưởng Môi Trường Đến Hệ Sinh Thái Các Tác Động Tiêu Cực

Môi trường có ảnh hưởng lớn đến hệ sinh thái. Các tác động tiêu cực từ môi trường, như ô nhiễm, phá rừng, và biến đổi khí hậu, có thể gây ra sự suy giảm sự đa dạng sinh học, phá vỡ chuỗi thức ăn, và ảnh hưởng đến sự cân bằng của hệ sinh thái. Việc bảo tồn hệ sinh thái là vô cùng quan trọng để duy trì sự sống trên Trái Đất.

Nội dung chính

Giáo trình Cơ sở Khoa học Tự nhiên (Chương 2: Thực vật và Động vật) – Tài liệu học tập Khoa Giáo dục Tiểu học, Trường Đại học Sư phạm – Đại học Đà Nẵng

---

Tổng quan về giáo trình

Tài liệu học tập "Cơ sở Khoa học Tự nhiên – Chương 2: Thực vật và Động vật" được biên soạn năm 2022 tại Khoa Giáo dục Tiểu học, Trường Đại học Sư phạm – Đại học Đà Nẵng (giảng viên phụ trách: Nguyễn Phan Lâm Quyên; nhóm thực hiện: Nhóm 6, Lớp học phần: 21-0103). Đây là tài liệu phục vụ học phần Cơ sở Khoa học Tự nhiên, một học phần bắt buộc thuộc khối kiến thức cơ sở ngành trong chương trình đào tạo Cử nhân Giáo dục Tiểu học.

Về mục tiêu học tập (learning outcomes), giáo trình trang bị cho sinh viên hệ thống kiến thức nền tảng về sinh học đại cương, bao gồm nguyên tắc phân loại sinh giới, cấu trúc giải phẫu và hình thái học của cơ quan sinh dưỡng, sinh lý trao đổi chất và năng lượng (quang hợp, hô hấp, trao đổi khoáng và nitơ), các hình thức sinh sản ở thực vật, đại cương giới động vật và các cấp độ tổ chức sinh thái học (quần thể, quần xã, hệ sinh thái). Mục tiêu trọng tâm là giúp sinh viên làm chủ kiến thức khoa học tự nhiên để chuyển hóa thành năng lực phân tích, thiết kế và giảng dạy các mạch nội dung tương ứng trong chương trình môn học ở bậc tiểu học.

Cấu trúc giáo trình được thiết kế theo tiến trình mô-đun tuần tự (Tuần 1 và Tuần 2) kết hợp giữa lý thuyết sinh học kinh điển và ứng dụng sư phạm. Điểm đặc thù của tài liệu là phương pháp tiếp cận gắn kết trực tiếp: sau mỗi đơn vị kiến thức khoa học chuyên sâu đều có phần đối chiếu, liên hệ cụ thể với các bài học trong sách giáo khoa Tự nhiên và Xã hội lớp 3 cùng sách giáo khoa Khoa học lớp 4, cung cấp định hướng chuẩn xác cho sinh viên sư phạm.

---

Nội dung kiến thức cốt lõi

Các chương/chủ đề chính

Nội dung của giáo trình được triển khai qua các chủ đề trọng tâm theo tiến trình logic từ cấu trúc đến chức năng sinh lý và ứng dụng thực tiễn:

1. Phân loại sinh vật và đại cương giới Thực vật: Trình bày hệ thống 5 giới sinh vật (Khởi sinh, Nguyên sinh, Nấm, Thực vật, Động vật), hệ thống 7 bậc phân loại chính từ thấp đến cao (Loài < Chi < Họ < Bộ < Lớp < Ngành < Giới), nguyên tắc gọi tên kép bằng tiếng Latinh (tên chi viết hoa đi trước, tên loài viết thường đi sau). Thống kê 1,8 triệu loài sinh vật đã được mô tả (trong đó có 160 nghìn loài nấm, 290 nghìn loài thực vật, 1 triệu loài động vật). Phân loại các ngành thực vật chính: Tảo (chưa phân hóa thân, lá, rễ; chủ yếu sống ở nước), Rêu (rễ giả, lá nhỏ hẹp, sinh sản bằng bào tử, sống nơi ẩm ướt), Dương xỉ/Quyết (rễ thật, lá đa dạng, có bào tử), Hạt trần (sinh sản bằng hạt nằm lộ trên nón), Hạt kín (sinh sản bằng hạt được bảo vệ trong quả, có hoa). Giới thiệu cấu tạo tế bào thực vật (vách xenluloza, màng sinh chất, tế bào chất, nhân, không bào, lục lạp), khái niệm mô và hoạt động phân bào của mô phân sinh.
2. Cơ quan sinh dưỡng của thực vật: Khảo sát ba cơ quan sinh dưỡng gồm rễ, thân và lá trong tính thống nhất của cơ thể:
   • Rễ cây: Cấu tạo 4 miền (miền chóp rễ tiết chất nhờn và tạo tế bào mới, miền sinh trưởng/phân sinh làm dài rễ, miền hấp thụ/miền hút chứa lông hút, miền trưởng thành/phân nhánh sinh rễ bên); phân loại rễ cọc (đặc trưng cây Hai lá mầm như bưởi, chanh) và rễ chùm (đặc trưng cây Một lá mầm như lúa, tỏi tây); các dạng biến dạng của rễ gồm rễ củ (củ mì, cà rốt, củ cải), rễ móc (tiêu, trầu không), rễ thở (bụt mọc, đước, mắm), giác mút (tầm gửi, tơ hồng), rễ chống và rễ không khí (phong lan).
   • Thân cây: Cấu tạo ngoài gồm thân chính, chồi ngọn, chồi nách (chồi lá và chồi hoa), chồi phụ, mấu, lóng và cành; phân loại theo hình thái không gian gồm thân đứng (thân gỗ như mít, xà cừ; thân cột như dừa, cau; thân cỏ như lúa, bắp), thân leo (mướp, mồng tơi) và thân bò (rau má, khoai lang); các dạng thân biến dạng gồm thân củ (trên mặt đất hoặc dưới mặt đất), thân rễ (gừng, dong ta, dong riềng), thân hành (hành, tỏi, hẹ), thân mọng nước (xương rồng) và cành hình lá (quỳnh).
   • Lá cây: Cấu tạo gồm phiến lá, cuống lá, gân lá, bẹ lá và các phần phụ (lá kèm, thìa lìa); phân loại lá đơn (mồng tơi, mướp) và lá kép (hoa hồng, cây gạo); các dạng lá biến dạng gồm vảy (phi lao, dong riềng), gai (xương rồng), tua cuốn (đậu Hà Lan), lá bắt mồi (nắp ấm), lá dự trữ (bẹ lá cây hành); các kiểu mọc lá gồm mọc cách, mọc đối, mọc vòng.
3. Sinh lý trao đổi chất ở thực vật: Phân tích vai trò của nước (chiếm 70 - 90% khối lượng tươi), cơ chế hút nước qua lông hút theo nguyên lý thẩm thấu, quá trình vận chuyển nước trong mạch gỗ nhờ ba động lực (áp suất rễ từ 1 - 3 atm, lực thoát hơi nước qua khí khổng ở lá, hiện tượng mao dẫn) với vận tốc 1 - 5 m/h. Hiện tượng thoát hơi nước làm mất 98% lượng nước rễ hấp thụ (chỉ 2% dùng cho trao đổi chất). Phân loại 4 nhóm thực vật theo nhu cầu nước: cây ngập nước định kỳ (thuỷ sinh như bần, vẹt, mắm, đước), cây ưa ẩm, cây chịu hạn (xương rồng, phi lao) và cây trung sinh (sấu, chò). Nghiên cứu trao đổi 19 nguyên tố khoáng thiết yếu (trong đó C, H, O, N chiếm khoảng 95% chất khô); chu trình trao đổi nitơ thông qua con đường hóa học (phóng điện sấm sét cung cấp 1 - 30 kg/ha/năm) và con đường sinh học nhờ vi khuẩn sống tự do (Azotobacter) hoặc vi khuẩn cộng sinh (Rhizobium ở rễ cây họ Đậu, vi khuẩn lam ở bèo hoa dâu cung cấp 150 - 400 kg/ha/năm); cơ chế khử nitrat ($NO_3^- \rightarrow NH_4^+ \rightarrow NH_3$) để tổng hợp axit amin.
4. Sinh lý trao đổi khí: Quang hợp và Hô hấp:
   • Quang hợp: Bản chất, phương trình tổng quát ($6CO_2 + 6H_2O \xrightarrow[\text{Diệp lục}]{\text{Ánh sáng}} C_6H_{12}O_6 + 6O_2$), cấu tạo lục lạp và hệ sắc tố gồm diệp lục (clorophyl hấp thụ ánh sáng đỏ, lam, tím), carotenoit (xanthophylls và carotenes tạo màu vàng, đỏ, cam), phycobilin (ở tảo và thực vật thủy sinh).
   • Hô hấp: Bản chất, phương trình tổng quát ($C_6H_{12}O_6 + 6O_2 \rightarrow 6CO_2 + 6H_2O + \text{năng lượng}$), các yếu tố ảnh hưởng (nhiệt độ tối ưu 35°C, hàm lượng $O_2$ tối ưu 20%, $CO_2$ tối ưu 0,03%); hai giai đoạn phân giải nguyên liệu hữu cơ gồm giai đoạn kị khí (đường phân biến glucose thành axit pyruvic trong điều kiện thiếu oxy) và giai đoạn ưa khí (chu trình Crep oxy hóa axit pyruvic giải phóng $CO_2$, $H_2O$ và tích lũy 36 ATP).
5. Sự sinh sản và các cơ quan sinh sản ở thực vật: Khảo sát 3 hình thức sinh sản (sinh dưỡng, vô tính, hữu tính). Trọng tâm phân tích sinh sản sinh dưỡng tự nhiên (bằng rễ củ ở khoai lang, thân bò ở rau má, lá ở cây thuốc bỏng) và sinh sản sinh dưỡng nhân tạo thông qua 4 kỹ thuật: giâm cành (sắn, rau ngót, mía), chiết cành (quy trình chọn cành, khoanh vỏ 3 - 4 cm đến sát gỗ non, đắp bầu đất ẩm bằng mùn cưa và bọc nilong đục lỗ), ghép cành (cành ghép/mắt ghép với gốc ghép) và nuôi cấy mô.
6. Đại cương giới Động vật và Sinh thái học: Giới thiệu các ngành động vật chính và các cấp độ tổ chức sinh thái gồm quần thể, quần xã và hệ sinh thái.

Kiến thức nền tảng được xây dựng

• Hệ thống lý thuyết phân loại học và tế bào học: Cung cấp khung phân loại 5 giới của Whittaker và Margulis, thang phân loại 7 bậc tiêu chuẩn cùng cấu trúc giải phẫu tế bào thực vật có vách xenluloza và khả năng phân bào tại mô phân sinh.
• Nguyên lý sinh lý học thực vật: Cung cấp nguyên lý tự dưỡng quang hợp, nguyên lý chuyển hóa năng lượng ATP qua hô hấp tế bào, cơ chế cân bằng nước và chu trình hấp thụ khoáng - nitơ chủ động và thụ động.
• Khung thích nghi hình thái học: Cung cấp cơ sở nhận diện sự biến đổi thích nghi của các cơ quan thực vật dưới tác động của sinh cảnh (rễ thở, thân mọng nước, lá gai, rễ giác mút).

Kỹ năng phát triển

• Kỹ năng nhận diện và phân loại hình thái: Khả năng quan sát, mô tả, phân loại chính xác các kiểu rễ (cọc, chùm), thân (đứng, leo, bò; gỗ, cột, cỏ), lá (đơn, kép, kiểu gân lá) và các dạng biến dạng của cơ quan thực vật ngoài tự nhiên.
• Kỹ năng thao tác thực nghiệm sinh học: Thực hiện đúng các thao tác kỹ thuật nhân giống sinh dưỡng nhân tạo như quy trình chiết cành (khoanh vỏ, bó bầu), giâm cành và ghép mắt.
• Kỹ năng sư phạm tích hợp: Năng lực phân tích chương trình, chuyển đổi kiến thức khoa học chuyên ngành để trả lời và hướng dẫn học sinh tiểu học giải quyết các bài tập trong sách giáo khoa môn Tự nhiên và Xã hội lớp 3 và môn Khoa học lớp 4.

---

Phương pháp giảng dạy và học tập

Giáo trình áp dụng phương pháp tiếp cận sư phạm tích hợp nội dung chuyên ngành (Pedagogical Content Knowledge - PCK). Lý thuyết sinh học hàn lâm được kết nối trực tiếp với phương pháp hướng dẫn trực quan và phân tích chương trình giáo dục phổ thông.

Hệ thống bài tập và nghiên cứu tình huống trong tài liệu được trích xuất trực tiếp từ các bài học thực tế tại trường tiểu học:

• Phân tích bài học Tự nhiên và Xã hội lớp 3 (Bài 13): Hướng dẫn sinh viên nhận diện và phân loại thân cây (thân đứng ở cây lúa, cây mít; thân leo ở cây mướp; thân bò ở cây dưa hấu; thân gỗ ở cây mít; thân thảo ở cây lúa, mướp, dưa hấu); phân biệt cấu tạo cuống lá, gân lá, phiến lá; phân loại rễ cọc (một rễ cái và nhiều rễ con) và rễ chùm (nhiều rễ con mọc từ gốc thân).
• Phân tích bài học Khoa học lớp 4 (Bài 57, 60, 61): Xây dựng sơ đồ trao đổi khí trong quang hợp (hút $CO_2$, thải $O_2$ khi có ánh sáng) và hô hấp (hút $O_2$, thải $CO_2$ và hơi nước); xác định các yếu tố cần thiết cho sự sống của thực vật (nước, chất khoáng, ánh sáng, không khí).

Về bài tập thực hành, tài liệu yêu cầu sinh viên thực hiện quy trình kỹ thuật nông nghiệp thực tế: kỹ thuật giâm cành sắn/rau ngót; quy trình chiết cành cây ăn quả có múi (bưởi, cam, chanh) với các tiêu chuẩn kỹ thuật về vết cắt khoanh vỏ (dài 3 - 4 cm đến sát gỗ non) và cách tạo bầu mùn cưa giữ ẩm thoáng khí.

Phương pháp đánh giá kết hợp giữa kiểm tra lý thuyết (khái niệm phân loại, phương trình hóa sinh, chu trình sinh thái) và đánh giá năng lực thực hành thiết kế bài học, kỹ năng giải thích hiện tượng tự nhiên dựa trên cơ sở khoa học.

Về hướng dẫn tự học, sinh viên được định hướng phân tích tài liệu theo tiến trình từng tuần, kết hợp quan sát mẫu vật sống trong môi trường tự nhiên và khai thác học liệu số (video quan sát quá trình phân chia tế bào thực vật).

---

Điểm nổi bật và cập nhật

• Tính liên kết sư phạm trực tiếp: Khác với các tài liệu sinh học thuần túy, giáo trình được thiết kế đồng bộ với chương trình môn Tự nhiên và Xã hội và môn Khoa học ở tiểu học. Mỗi nội dung khoa học đều có mục "Liên hệ chương trình ở tiểu học" giúp chuẩn hóa kiến thức chuyên môn cho giáo viên tương lai.
• Hệ thống dữ liệu số liệu định lượng chi tiết: Tài liệu cung cấp các thông số khoa học cụ thể:
  • Thống kê sinh giới: 1,8 triệu loài (160 nghìn loài nấm, 290 nghìn loài thực vật, 1 triệu loài động vật).
  • Hằng số sinh lý: Áp suất rễ đạt từ 1 - 3 atm (ví dụ ở cây cà chua); 98% nước hút vào bị mất qua con đường thoát hơi nước; vận tốc dòng mạch gỗ đạt 1 - 5 m/h; nhiệt độ hô hấp tối ưu ở 35°C; năng lượng giải phóng qua chu trình Crep tích lũy 36 ATP.
  • Tỷ lệ dinh dưỡng và năng suất sinh học: Tỷ lệ phối trộn phân bón khoáng vô cơ N-P-K theo tỷ lệ 5:10:5; vi khuẩn cố định nitơ sinh học cung cấp cho đất từ 150 - 400 kg nitơ/ha/năm; lượng nitơ do sấm sét cung cấp đạt 1 - 30 kg/ha/năm.
• Gắn kết thực tiễn nông nghiệp và sinh thái: Giải thích cơ sở khoa học của các biện pháp canh tác như xới đất tăng độ thoáng khí cho rễ hấp thụ nước, nguyên tắc bón phân đúng - đủ - đúng cách theo nhu cầu sinh thái của cây trồng, và các phương pháp nhân giống sinh dưỡng bảo tồn đặc tính di truyền từ cây mẹ.

---

Đối tượng sử dụng giáo trình

• Sinh viên chuyên ngành: Dành cho sinh viên năm thứ nhất hoặc năm thứ hai chuyên ngành Sư phạm Giáo dục Tiểu học tại các trường Đại học Sư phạm, phục vụ trực tiếp cho học phần Cơ sở Khoa học Tự nhiên.
• Điều kiện tiên quyết (Prerequisites): Sinh viên cần nắm vững kiến thức cơ bản về Sinh học và Hóa học trong chương trình Trung học phổ thông, bao gồm cấu trúc tế bào, các phản ứng hóa học vô cơ - hữu cơ cơ bản và kiến thức tổng quát về sinh giới.
• Giảng viên: Giảng viên phụ trách học phần Cơ sở Khoa học Tự nhiên sử dụng tài liệu để biên soạn bài giảng, tổ chức thảo luận nhóm, hướng dẫn thực hành nông nghiệp học đường và xây dựng ngân hàng câu hỏi đánh giá kết quả học tập.
• Tham khảo và tự học: Tài liệu là nguồn tham khảo chuyên môn cho giáo viên đang giảng dạy môn Tự nhiên và Xã hội (lớp 1, 2, 3) và môn Khoa học (lớp 4, 5) tại các trường tiểu học cần chuẩn hóa, đào sâu bản chất khoa học của các hiện tượng sinh học trong chương trình giảng dạy.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Giáo trình này phù hợp với đối tượng nào?
Tài liệu được biên soạn phục vụ sinh viên đại học ngành Sư phạm Giáo dục Tiểu học, đồng thời là tài liệu tham khảo cho giảng viên đại học và giáo viên tiểu học đang giảng dạy các môn khoa học tự nhiên ở bậc tiểu học.

2. Cần chuẩn bị kiến thức nền tảng nào trước khi học?
Người học cần nắm vững kiến thức Sinh học và Hóa học phổ thông (đặc biệt là thuyết tế bào, các nguyên tố khoáng, phương trình phản ứng hóa học cơ bản và hệ thống sinh giới đại cương).

3. Điểm khác biệt giữa tài liệu này với các giáo trình sinh học thực vật thông thường là gì?
Tài liệu tích hợp trực tiếp cấu trúc phân tích sư phạm tiểu học sau từng mục kiến thức, dẫn chiếu nguyên văn các bài học, hình ảnh và câu hỏi trong sách giáo khoa Tự nhiên và Xã hội lớp 3 và Khoa học lớp 4.

4. Phương pháp tự học giáo trình như thế nào để đạt hiệu quả cao?
Sinh viên cần học lý thuyết sinh học kết hợp với quan sát mẫu vật thực tế ngoài tự nhiên (các dạng rễ, thân, lá biến dạng), thực hành các kỹ thuật chiết/giâm cành, và tự giải quyết các bài tập liên hệ tiểu học được nêu trong tài liệu.

5. Giáo trình có tích hợp tài liệu bổ trợ nào không?
Tài liệu tích hợp liên kết video tư liệu khoa học về sự phân bào, sơ đồ minh họa giải phẫu cơ quan thực vật, bảng công thức quang hợp - hô hấp và hệ thống bài tập tình huống sư phạm trích từ sách giáo khoa phổ thông.

---

Kết luận

Giáo trình "Cơ sở Khoa học Tự nhiên – Chương 2: Thực vật và Động vật" của Khoa Giáo dục Tiểu học, Trường Đại học Sư phạm – Đại học Đà Nẵng là tài liệu học tập có cấu trúc chặt chẽ, kết hợp hài hòa giữa hệ thống lý thuyết sinh học đại cương và yêu cầu chuyên môn của chương trình giáo dục tiểu học.

Lộ trình học tập đề xuất cho sinh viên bao gồm: nghiên cứu hệ thống phân loại sinh giới và giải phẫu tế bào/mô $\rightarrow$ phân tích hình thái các cơ quan sinh dưỡng và cơ chế sinh sản $\rightarrow$ làm chủ cơ chế sinh lý trao đổi chất, trao đổi khí $\rightarrow$ vận dụng giải quyết các bài tập sư phạm môn Tự nhiên và Xã hội, Khoa học ở tiểu học.

Nguồn tài liệu bổ trợ bao gồm: Sách giáo khoa Tự nhiên và Xã hội lớp 3, Sách giáo khoa Khoa học lớp 4, video tư liệu khoa học và các tài liệu chuyên khảo về hình thái học và sinh lý học thực vật.

Trích đoạn nội dung tài liệu

ĐẠI HỌC SƯ PHẠM – ĐHĐN KHOA GIÁO DỤC TIỂU HỌC CƠ SỞ KHOA HỌC TỰ NHIÊN CHƯƠNG 2 : THỰC VẬT VÀ ĐỘNG VẬT Giảng Viên : Nguyễn Phan Lâm Quyên Nhóm : 6 Lớp học phần : 21-0103 ĐÀ NẴNG ,2022 1 MỤC LỤC TUẦN 1. PHÂN LOẠI SINH VẬT. GIỚI THỰC VẬT. Khái quát về giới thực vật.

Cơ quan sinh dưỡng của thực vật.9 LIÊN HỆ CHƯƠNG TRÌNH Ở TIỂU HỌC.21 LIÊN HỆ Ở CHƯƠNG TRÌNH TIỂU HỌC :. Sự trao đổi chất ở thực vật. Sự trao đổi khí ở thực vật.39 LIÊN HỆ CHƯƠNG TRÌNH Ở TIỂU HỌC.5 Sự sinh sản và các cơ quan sinh sản ở thực vật.48 LIÊN HỆ Ở CHƯƠNG TRÌNH TIỂU HỌC :. GIỚI ĐỘNG VẬT.

Khái quát về giới Động vật. Các ngành của giới động vật.65 LIÊN HỆ CHƯƠNG TRÌNH Ở TIỂU HỌC. Quần thể, quần xã, hệ sinh thái.90 2 CHƯƠNG 2 : THỰC VẬT VÀ ĐỘNG VẬT TUẦN 1 1. PHÂN LOẠI SINH VẬT 1.

Các bậc phân loại Thế giới sinh vật vô cùng đa dạng; để nghiên cứu chúng , các nhà khoa học phải dựa trên tiêu chí về cấu tạo, sinh dưỡng , sinh sản để sắp xếp chúng vào bậc phân loại và đặt tên từ thấp đến cao : Các bậc phân loại chính: Loài (species) < Chi (genus) < Họ (familia) < Bộ (ordo) < Lớp (classis) < Ngành (divisio) <Giới Cách đặt tên: Theo nguyên tắc tên kép (tiếng Latinh ): tên thứ nhất là tên chi ( viết hoa) tên thứ hai là tên loài Các nhà khoa học đã chia sinh vật thành 5 giới: Khởi sinh, Nguyên sinh, Nấm , Thực vật, Động vật 3 1. Đa dạng sinh vật Hiện nay người ta đã thống kê mô tả được 1,8 triệu loài, trong đó 160 nghìn loài nấm, 290 nghìn loài thực vật, 1 triệu loài động vật. GIỚI THỰC VẬT 2. Khái quát về giới thực vật - Cấu tạo: Gồm những sinh vật nhân thực, đa bào.

Nhiều tế bào được phân hoá thành nhiều mô và cơ quan khác nhau. Tế bào thực vật có thành xenluloza; đa số tế bào có nhiều lục lạp chứa sắc tố clorophyl nên có khá năng tự dưỡng nhờ quang hợp. - Chức năng: Sử dụng năng lượng ánh sáng để tổng hợp nên chất hữu cơ từ chất vô cơ, cung cấp nguồn dinh dưỡng cho các sinh vật khác và không có khả năng di chuyển, sống cố định, phản ứng chậm với các kích thích từ bên ngoài. 4 - Thực vật sống trên cạn và thực vật thuỷ sinh (sống ở trong nước) đều có đặc điểm thích nghi với môi trường thích ứng - Hầu hết thực vật đều có rễ, thân, lá, hoa, quả và hạt.

 Nghành thực vật Thực vật rất đa dạng, phân bố khắp nơi trên Trái Đất, được chia thành các ngành là Rêu, Quyết, Hạt trần, Hạt kín 5 + Ngành Tảo: Chưa có thân, lá rễ; sống ở nước là chủ yếu + Ngành Rêu: Rễ già, lá nhỏ hẹp, có bào tử; sống ở nơi ẩm ướt + Ngành Dương xỉ: rễ thật, lá đa dạng; sống ở các nơi khác nhau, có bào tử. + Ngành Hạt trần: rễ thật, lá đa dạng; sống ở các nơi khác nhau; sinh sản bằng hạt dưới dạng nón. + Ngành Hạt kín: rễ thật, lá đa dạng; sống ở các nơi khác nhau; sinh sản bằng hạt nhưng có hoa, và hạt được bảo vệ trong quả.  Vai trò của thực vật đối với tự nhiên và con người Vai trò của thực vật đối với tự nhiên Tạo tiền đề vật chất cho sự phát triển của sinh vật.

Cung cấp thức ăn, ôxy và chỗ ở cho các sinh vật dị dưỡng khác.Điều hòa khí hậu, chống xói mòn bảo vệ đất, giữ nước và chống ô nhiễm môi trường. Vai trò của thực vật đối với con người Cung cấp lương thực ,thực phẩm, làm thuốc chữa bệnh. Cung cấp nguyên liệu cho các ngành công nghiệp ;xây dựng và sản xuất các đồ dùng cho đời sống.  Tế bào thực vật - Có vô số các hình dạng và kích thước khác nhau.

- Đặc điểm chung nhất: vách tế bào bằng xenlulozo ,màng sinh chất, tế bào chất và nhân, ngoài ra còn có không bào, lục lạp và các thành phần khác. 6  Các cơ quan của thực vật đều được cấu tạo từ tế bào. - Hình dạng và kích thước của các tế bào thực vật khác nhau nhưng chúng đều có các thành phần sau: vách tế bào bằng xenlulozơ (chỉ có ở tế bào thực vật), màng sinh chất, tế bào chất, nhân và một số thành phần khác như: không bào, lục lạp (ở tế bào thịt lá). Mô là nhóm tế bào có hình dạng, cấu tạo giống nhau, cùng thực hiện một chức năng riêng.

- Tế bào lớn lên đến một kích thước nhất định thì phân chia. Quá trình đó diễn ra như sau: o Đầu tiên tế bào sinh ra rồi lớn lên tới một kích thước nhất định sẽ phân chia thành 2 tế bào con, đó là sự phân bào. o Sau đó hình thành 2 nhân, sau đó chất tế bào phân chia, vách tế bào hình thành ngăn đôi tế bào cũ thành 2 tế bào con. Các tế bào ấy tiếp tục lớn lên rồi phân chia thành 4 rồi thành 8,.

- Các tế bào ở mô phân sinh có khả năng phân chia tạo tế bào mới cho cơ thể thực vật. Tế bào phân chia và lớn lên giúp cây sinh trưởng và phát triển, di truyền từ cây mẹ. 7 VIDEO: https://www.com/watch?v=ThlVFTga2cI Liên hệ ở tiểu học Lớp 4:  Bài 57: Thực vật cần gì để sống ? Lớp 3 8 2. Cơ quan sinh dưỡng của thực vật 2.

Khái niệm chung về các cơ quan sinh dưỡng của thực vật Các cơ quan sinh dưỡng của thực vật bao gồm rễ, thân, lá, được xem là một thể thống nhất, về mặt cá thể phát sinh, các cơ quan này có nguồn gốc chung từ hợp tử và phôi 2. Cấu tạo của rễ Cấu tạo : Rễ có cấu tạo đối xứng tỏa tròn hay phóng xạ, không mang lá, không có sự phân đôi, có chóp dễ và hướng đất thuận. Chức năng : Hấp thụ nước, muối khoáng, giữ vững các phần cơ thể trên mặt đất. Ngoài ra, rễ còn thực hiện các chức năng dự trữ dinh dưỡng, hô hấp, sinh sản.

Rễ gồm bốn miền chính: - Miền chóp rễ: Chóp rễ có các tế bào tiết chất nhờn để giảm ma sát, che chờ cho đầu rễ. Những tế bào chóp rễ làm nhiệm vụ tạo ra tế bào mới thay thế những tế bào đã già. - Miền sinh trường: Trên chóp rễ là miền phân sinh (miền sinh trưởng) làm rễ dài ra. - Miền hấp thụ (miền hút): có nhiều lông hút để hút nước và muối khoáng.

- Miền trưởng thành (miền phân nhánh), tại đây sinh ra các rễ bên, tăng trưởng bề ngang lan rộng trong đất. Có các loại rễ sau: - Rễ cọc (rễ trụ): đặc trưng cho các cây Hai lá mầm. Rễ chính phát triển từ mầm rễ, đâm thẳng xuống đất, hay còn gọi là rễ cấp 1,tại miền trưởng thành lại phân ra những rễ bên gọi là rễ cấp 2, rễ phân nhánh từ rễ cấp 2 là rễ cấp 3…Ví dụ rễ cây bưởi, cây chanh,. - Rễ chùm là loại rễ đặc trưng cho cây Một lá mầm.

Gồm nhiều rễ con dài gần bằng nhau, thường mọc toả ra từ gốc thân thành một chùm. Ví dụ rễ cây tỏi tây, cây mạ (lúa),. Sự biến dạng của rễ Do ảnh hưởng cùa môi trường hoặc do chức năng sinh lí, rễ có những biến đổi về hình thái và cấu tạo. Có 4 loại rễ biến dạng: + Rễ củ: Là rễ phình to thành củ, chứa chất dự trữ cho cây khi ra hoa tạo quả VD: Cây củ mì, củ cà rốt, củ cải,…… + Rễ móc: Rễ mọc từ thân hoặc cành trên mặt đất, móc vào trụ bám, giúp cây leo lên VD: Cây tiêu, cây trầu không,… + Rễ thở: Rễ mọc ngược lên trên mặt đất lấy oxi cung cấp cho các phần rễ ở dưới đất.

VD: Cây bụt mọc, cây đước, cây mắm,…. 10 + Giác mút: Rễ mọc vào thân cây khác lấy chất hữu cơ từ cây chủ VD: Cây tầm gửi, cây tơ hồng,… - Ngoài ra, còn có các loại rễ khác như: rễ chống (đước), rễ cột, rễ không khí (phong lan) Ngoài ra trong giới thực vật còn có rễ cột, rễ không khí, rễ bám, rễ mút. Sự hút nước và muối khoáng của rễ Chủ yếu nhờ lông hút ở miền hút. Nước và muối khoáng hoà tan trong đất được lông hút hấp thụ, chuyển qua vỏ tới mạch gồ đi lên các bộ phận cùa cây.

Các yếu tố bên ngoài như thời tiết, khí hậu, các loại đất khác nhau. có ảnh hưởng tới sự hút nước và muối khoáng của cây. Vì vậy, cần cung cấp đủ nước, muối khoáng đúng thời điểm thì cây trồng mới sinh trưởng và phát triển tốt. Thân - Thân cây là một trong những cơ quan sinh dưỡng quan trọng của cây.

Thân cây là cơ quan sinh dưỡng của cây, thường mọc ở trên không, từ dưới lên trên, có nhiệm vụ mang lá, hoa, quả và dẫn nhựa đi khắp cây. Cấu tạo và chức năng - Thân là một cơ quan trục nằm trên mặt đất nối tiếp với rễ, mang lá và cơ quan sinh sản. Thân như là một phần của chồi, được phát sinh trong thời gian phát triển của phôi. - Thân có chức năng vận chuyển các chất như nuớc, muối khoáng từ rễ lên và chất hữu cơ từ lá xuống, nó nâng đỡ, giữ vững các phần bên trên của cây.

- Ngoài ra, còn có thể thực hiện chức năng phụ như quang hợp (cây thân cỏ), dự trữ (cây thân củ). Hình thái của thân (cấu tạo ngoài của thân) Thân gồm các bộ phận: - Thân chính: là trục chính của cây thường có hướng ngược với rễ. Phần lớn thân có dạng hình trụ, mặt cắt tròn, đôi khi có hình tam giác (cỏ ấu, xương rồng,.) hoặc hình vuông (bạc hà, tía tô,.) hoặc nhiều cạnh (bí, bầu,. Chiều cao, đường kính của thân cũng khác nhau.

Trên thân chính mang nhiều bộ phận của cây như: - Chồi ngọn: ở ngọn thân có chỗ hơi phình ra có hình nón nằm ở đầu cành, đầu thân, giúp thân và cành dài ra 13 - Chồi nách: mọc ở nách lá dọc thân, cấu tạo giống chồi ngọn phát triển thành cành hoặc hoa. Chồi nách gồm: chồi lá và chồi hoa  Giống nhau đều có mầm lá bao bọc  Khác nhau: chồi lá có mô phân sinh ngọn, chồi hoa có mầm hoa - Chồi phụ: phát triển ở thân, cành, rễ bị chặt ngang, phát triển thành thân cành mới (sinh sản sinh dưỡng). - Mấu: chỗ lá dính vào thân dưới chồi nách - Lóng ( gióng ) : Khoảng cách giữa hai mấu - Cành: phát triển từ chồi nách của thân chính đó là cành bên (cành cấp 1).