BÀI 29. TRAO ĐỔI VẬT CHẤT VÀ CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG TRONG HỆ SINH THÁI

Mở đầu: Tại sao những vùng biển có chất vô cơ ở đáy cuộn lên bề mặt thường có tổng sinh khối lớn hơn tổng sinh khối ở những vùng biển lặng?

Đáp án chuẩn:

Sự cuộn chảy của chất vô cơ từ đáy biển mang theo chất dinh dưỡng, cung cấp năng lượng cho sinh vật sinh trưởng và phát triển, dẫn đến tăng cường hoạt động sống và sinh khối lớn hơn.

I. KHÁI QUÁT TRAO ĐỔI VẬT CHẤT VÀ CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG TRONG HỆ SINH THÁI

II. TRAO ĐỔI VẬT CHẤT TRONG HỆ SINH THÁI

Quan sát Hình 29.3 và trả lời các câu hỏi sau:

Câu 1: Mỗi loài trong hình được xếp vào các bậc dinh dưỡng nào?

Đáp án chuẩn:

- Bậc dinh dưỡng cấp 1: Cỏ

- Bậc dinh dưỡng cấp 2: Thỏ, chuột, cào cào, chim sẻ

- Bậc dinh dưỡng cấp 3: Cáo, cú, chuột, chim sẻ

- Bậc dinh dưỡng cấp 4: Cáo, cú

Câu 2: Vì một lí do nào đó mà chim cú bị loại bỏ khỏi hệ sinh thái thì có thể dẫn đến sự gia tăng số lượng của những loài nào?

Đáp án chuẩn:

Nếu loại bỏ chim cú khỏi hệ sinh thái, có thể dẫn đến sự gia tăng số lượng của cáo, chuột và thỏ.

III. DÒNG NĂNG LƯƠNG TRONG HỆ SINH THÁI

Câu 1: Phân biệt ba dạng tháp sinh thái.

Đáp án chuẩn:

- Tháp sinh thái dựa trên số lượng cá thể sinh vật ở mỗi bậc dinh dưỡng.

- Tháp sinh khối dựa trên khối lượng tổng số của tất cả các sinh vật trên một đơn vị diện tích hay thể tích ở mỗi bậc dinh dưỡng. 

- Tháp năng lượng dựa trên số năng lượng tích luỹ trên một đơn vị diện tích hay thể tích, trong một đơn vị thời gian ở mỗi bậc dinh dưỡng.

Câu 2: Tại sao trong mối quan hệ giữa vật ăn thịt và con mồi, tổng sinh khối của vật ăn thịt luôn nhỏ hơn tổng sinh khối của con mồi?

Đáp án chuẩn:

Tổng sinh khối của vật ăn thịt luôn nhỏ hơn con mồi do năng lượng bị tiêu hao qua hô hấp, chất thải và bộ phận rơi rụng. Năng lượng truyền lên bậc dinh dưỡng cao hơn chỉ khoảng 10%, và năng lượng tích lũy tạo ra sinh khối ở mỗi bậc dinh dưỡng chiếm khoảng 10% năng lượng nhận từ bậc dinh dưỡng liền kề thấp hơn.

LUYỆN TẬP VÀ VẬN DỤNG

Câu 1: Các loài sau đây có trong một quần xã ruộng lúa: lúa, cỏ lồng vực, cỏ gà, châu chấu, sâu cuốn lá, sâu đục thân, rầy nâu, ốc bươu vàng, nhái, cóc, nhện, rắn nước, chim sâu, cò, cú mèo.

a) Hãy lập lưới thức ăn có thể có trong quần xã trên. Từ lưới thức ăn đã lập, hãy chỉ ra các chuỗi thức ăn và các mắt xích chung giữa các chuỗi đó.

b) Xếp các loài có trong lưới thức ăn đã lập ở phần a) vào các bậc dinh dưỡng tương ứng.

Đáp án chuẩn:

a) 

- Lưới thức ăn:

- Các chuỗi thức ăn:

• Lúa, cỏ lồng vực, cỏ gà → sâu cuốn lá, sâu đục thân, châu chấu, rầy nâu → chim sâu.

• Lúa, cỏ lồng vực, cỏ gà → châu chấu → cóc, nhái → cú mèo, rắn nước, cò.

• Lúa, cỏ lồng vực, cỏ gà → rầy nâu → chim sâu, nhện.

• Lúa, cỏ lồng vực, cỏ gà → rầy nâu → nhện → cóc, nhái, chim sâu.

• Lúa, cỏ lồng vực, cỏ gà → rầy nâu → nhện → cóc, nhái → cú mèo, rắn nước, cò.

- Các mắt xích chung giữa các lười thức ăn: châu chấu, rầy nâu, nhện, cóc, nhái.

b) Xếp các loài có trong lưới thức ăn đã lập ở phần a) vào các bậc dinh dưỡng tương ứng.

- Bậc dinh dưỡng cấp 1: lúa, cỏ lồng vực, cỏ gà.

- Bậc dinh dưỡng cấp 2: sâu cuốn lá, sâu đục thân, châu chấu, rầy nâu, ốc bươu vàng.

- Bậc dinh dưỡng cấp 3: nhện, chim sâu, cóc, nhái.

- Bậc dinh dưỡng cấp 4: chim sâu, cóc, nhái.

- Bậc dinh dưỡng cấp 5: cú mèo, rắn nước, cò.

Câu 2: Trong quá trình truyền năng lượng trong hệ sinh thái, năng lượng bị thất thoát dưới dạng nào? Tại sao hiệu suất sinh thái thường rất nhỏ?

Đáp án chuẩn:

- Trong hệ sinh thái, năng lượng thường bị mất qua nhiệt, vật chất rơi rụng và chất thải.

- Hiệu suất sinh thái thấp vì nhiều năng lượng mất đi qua các bậc dinh dưỡng, chỉ một phần nhỏ tích tụ thành sinh khối ở bậc cao hơn.

Câu 3: Các chất độc như kim loại nặng (chì, thuỷ ngân,...) khi xâm nhập vào cơ thể sẽ không bị đào thải mà tích luỹ lại trong tế bào và gây độc. Dựa vào kiến thức về tháp sinh thái, hãy cho biết bậc dinh dưỡng nào tích tụ nhiều chất độc nhất. Giải thích.

Đáp án chuẩn:

Bậc dinh dưỡng cao nhất thường tích tụ nhiều chất độc nhất do mất mát năng lượng qua các bậc dinh dưỡng và tích tụ chất độc qua mỗi bậc.