BÀI 21. QUẦN THỂ SINH VẬT

Mở đầu: Hình 21.1 cho thấy các con trâu rừng thường sống thành bầy đàn tại các khu vực gần hồ nước. Sự tập trung thành đàn ở trâu rừng có ưu thế và bất lợi gì đối với chúng?

Giải nhanh:

Ưu thế:

- Hiệu quả kiếm ăn tăng.

- Duy trì và bảo vệ lãnh thổ.

- Tạo môi trường an toàn cho sự phát triển của con non và tăng cơ hội sống sót của chúng.

Bất lợi:

- Cạnh tranh về thức ăn, sinh sản, ...

- Nguy cơ bị lây nhiễm bệnh từ các cá thể khác trong đàn.

- Quần thể quá lớn có thể dẫn đến cạnh tranh gay gắt và suy thoái quần thể.

I. KHÁI NIỆM QUẦN THỂ SINH VẬT

Câu 1: Quan sát Hình 21.2, hãy xác định các dấu hiệu (số loài, không gian sống) của một quần thể sinh vật.

Giải nhanh:

Quần thể sinh vật là tập hợp các cá thể cùng một loài, sống trong cùng một không gian xác định.

II. MỐI QUAN HỆ GIỮA CÁC CÁ THỂ TRONG QUẦN THỂ

Câu 2: Lấy thêm ví dụ về mối quan hệ hỗ trợ giữa các cá thể trong quần thể và cho biết ý nghĩa của mối quan hệ đó.

Giải nhanh:

* Mối quan hệ hỗ trợ giữa các cá thể trong quần thể:

- Đàn ong cùng nhau đi lấy mật.

- Chim di cư thành đàn.

* Ý nghĩa của mối quan hệ này là đảm bảo quần thể thích nghi với điều kiện môi trường, tăng khả năng sống sót và sinh sản của các cá thể.

Câu 3: Lấy ví dụ về mối quan hệ cạnh tranh giữa các cá thể trong quần thể, cho biết nguyên nhân và ý nghĩa của sự cạnh tranh đó.

Giải nhanh:

Luyện tập: Tại sao sự cạnh tranh giữa các cá thể trong quần thể có ý nghĩa trong việc đảm bảo sự tồn tại và phát triển của quần thể?

Giải nhanh:

Sự cạnh tranh giữa các cá thể trong quần thể duy trì số lượng và phân bố của chúng ở mức phù hợp để duy trì sự ổn định của loài. Cạnh tranh dẫn đến sự thống trị của các cá thể khỏe mạnh và loại bỏ các cá thể yếu, thúc đẩy quá trình chọn lọc tự nhiên.

III. CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN CỦA QUẦN THỂ SINH VẬT

Câu 4: Sự ổn định về kích thước có ý nghĩa như thế nào đối với quần thể?

Giải nhanh:

Sự ổn định về kích thước quần thể giúp duy trì số lượng cá thể phù hợp với khả năng cung cấp nguồn sống của môi trường và thực hiện các chức năng sinh học, bảo đảm cho quần thể duy trì và phát triển.

Luyện tập: Quan sát Hình 21.5, hãy lấy ví dụ chứng minh sự ổn định của quần thể thông qua sự ổn định về kích thước quần thể.

Giải nhanh:

Ví dụ: Trong một hồ nước, quần thể cá có thể làm minh họa cho sự ổn định về kích thước quần thể. Khi kích thước quần thể cá ở mức tối thiểu, và nguồn sống của môi trường phong phú, quần thể cá sẽ phát triển nhanh chóng và đạt kích thước tối đa. Tuy nhiên, khi nguồn sống của môi trường bị giới hạn và khan hiếm hơn, các cá thể trong quần thể phải cạnh tranh nhau. Điều này dẫn đến suy giảm quần thể cá đến mức phù hợp với nguồn sống, và từ đó giúp quần thể ổn định lại.

Câu 5: Quan sát Hình 21.5, hãy giải thích cơ chế điều hoà mật độ cá thể của quần thể.

Giải nhanh:

Cơ chế điều hoà mật độ cá thể của quần thể: Khi mật độ cá thể tăng cao, các cá thể cạnh tranh gay gắt về nơi ở, thức ăn; xảy ra hiện tượng di cư của một nhóm cá thể hoặc cả quần thể; bên cạnh đó, sự tác động của vật ăn thịt, vật kí sinh và dịch bệnh cũng tác động lên quần thể, các yếu tố này đều làm giảm kích thước quần thể. Khi mật độ quần thể giảm, các cá thể tăng cường hỗ trợ lẫn nhau, các nhân tố sinh thái tác động làm tăng số lượng cá thể trong quần thể.

Câu 6: Lấy ví dụ chứng minh sự ổn định của tỉ lệ giới tính có ý nghĩa trong việc đảm bảo sự tồn tại và phát triển của quần thể.

Giải nhanh:

Ở rùa biển, tỉ lệ giới tính của rùa con mới nở phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường ấp trứng. Nhiệt độ trên 29°C thường dẫn đến nở ra nhiều con rùa cái hơn, trong khi dưới 29°C thường nở ra nhiều con rùa đực hơn. Nếu môi trường có nhiệt độ cao, việc sinh ra nhiều con rùa cái hơn có thể giảm áp lực sinh sản lên quần thể và giảm nguy cơ quá tải. Trong môi trường nhiệt độ thấp, sự cân bằng giữa số lượng rùa đực và cái giúp tăng khả năng sinh sản và duy trì quần thể trong điều kiện môi trường khắc nghiệt.

Câu 7: Quan sát Hình 21.6, hãy xác định các dạng tháp tuổi của một số quần thể người. Từ đó, cho biết trạng thái của mỗi quần thể.

Giải nhanh:

- Tháp tuổi phát triển: Tỉ lệ tuổi trước sinh sản và tuổi sinh sản chiếm phần lớn, dẫn đến sự gia tăng nhanh chóng của quần thể trong tương lai.

- Tháp tuổi ổn định: Tỉ lệ của cả 3 nhóm tuổi gần như bằng nhau, cho thấy quần thể đang phát triển ổn định.

- Tháp tuổi suy thoái: Tỉ lệ tuổi sau sinh sản nhỉnh hơn, dẫn đến sự suy giảm dân số của quần thể trong tương lai.

Luyện tập: Dạng tháp tuổi nào đảm bảo cho sự ổn định của quần thể sinh vật? Giải thích.

Giải nhanh:

Dạng tháp tuổi ổn định (cân bằng) đảm bảo sự ổn định của quần thể sinh vật. Với phần trăm của cả 3 nhóm tuổi xấp xỉ nhau và tỉ lệ sinh sản gần bằng tỉ lệ tử vong, không có biến động đột ngột trong quần thể, tháp tuổi này duy trì quần thể ở trạng thái ổn định và cân bằng.

Câu 8: Quan sát Hình 21.7 và đọc thông tin trong Bảng 21.1, hãy: 

a) Cho biết nguyên nhân dẫn đến sự phân bố cá thể trong quần thể.

b) Xác định các kiểu phân bố trong Hình 21.7 bằng cách hoàn thành Bảng 21.1.

Giải nhanh:

a) Nguyên nhân dẫn đến sự phân bố cá thể trong quần thể: do sự canh tranh giữa các cá thể trong quần thể, cùng với việc nguồn sống phân bố không đều.

b) 

IV. SỰ TĂNG TRƯỞNG CỦA QUẦN THỂ SINH VẬT

Câu 9: Quan sát Hình 21.8, hãy phân biệt hai kiểu tăng trưởng của quần thể sinh vật.

Giải nhanh:

- (a) Tăng trưởng quần thể trong điều kiện môi trường không bị giới hạn:  Diễn ra trong điều kiện môi trường không bị giới hạn, nguồn sống dồi dào và cung cấp đầy đủ cho nhu cầu của từng cá thể. Lúc này, quần thể có mức sinh sản tối đa, còn mức tử vong là tối thiểu, số lượng cá thể tăng theo tiềm năng sinh học; đường cong tăng trưởng có hình chữ J. 

- (b) Tăng trưởng trong môi trường có nguồn sống bị giới hạn: Sự tăng trưởng quần thể bị giới hạn bởi các nhân tố môi trường (không gian sống, nguồn thức ăn, bệnh tật, vật ăn thịt,...) hoặc do khả năng sinh sản của loài; do đó, quần thể chỉ đạt kích thước tối đa, cân bằng với sức chứa của môi trường; đường cong tăng trưởng có hình chữ S.

Câu 10: Quan sát Hình 21.9, hãy cho biết sự tác động của các yếu tố đến sự tăng trưởng của quần thể.

Giải nhanh:

Sự tăng trưởng của quần thể sinh vật phụ thuộc chủ yếu vào mức độ sinh sản và tử vong, cùng với mức nhập cư và xuất cư.

Câu 11: Đọc thông tin và quan sát Hình 21.10, hãy xác định kiểu biến động số lượng cá thể của quần thể bằng cách hoàn thành Bảng 21.3.

Giải nhanh:

V. SỰ TĂNG TRƯỞNG CỦA QUẦN THỂ NGƯỜI

Câu 12: Quan sát Hình 21.11, hãy nhận xét về sự tăng trưởng của quần thể người. Sự tăng trưởng dân số quá nhanh sẽ gây ra những hậu quả gì?

Giải nhanh:

Từ khi loài người hiện đại (Homo sapiens) xuất hiện, quần thể người tăng trưởng với tốc độ tương đối chậm. Đến năm 1650, dân số thế giới đạt khoảng 500 triệu người. Trong hai thế kỉ tiếp theo, dân số thế giới tăng gấp đôi với 1 tỉ người và tiếp tục tăng nhanh trong thời gian sau đó, khoảng cách về thời gian để dân số tăng gấp đôi ngày càng rút ngắn. Mặc dù quần thể người vẫn tiếp tục tăng trưởng nhưng tỉ lệ tăng trưởng bắt đầu chậm lại vào những năm 1960. 

Câu 13: Quan sát Hình 21.12, hãy cho biết mối tương quan giữa kích thước và tỉ lệ tăng trưởng của quần thể người.

Giải nhanh:

- Kích thước quần thể càng tăng thì tỉ lệ tăng trưởng của quần thể người càng giảm.

Luyện tập: Tại sao kiểm soát sự gia tăng dân số là một trong những chiến lược quan trọng của việc đảm bảo chất lượng đời sống con người?

Giải nhanh:

Nếu không kiểm soát sự gia tăng dân số, quần thể sẽ phát triển mạnh, dẫn đến sự cạnh tranh gay gắt và giảm kích thước quần thể khi đạt mức tối đa. Sự tăng trưởng dân số quá mức có thể gây áp lực lên tài nguyên tự nhiên và hạ tầng xã hội, cũng như ảnh hưởng đến cung cầu lao động và chính sách về gia đình và hỗ trợ trẻ em trong từng quốc gia.

VI. QUẦN THỂ SINH VẬT LÀ MỘT CẤP ĐỘ TỔ CHỨC SỐNG

Câu 14: Giải thích tại sao quần thể sinh vật là một cấp độ tổ chức sống. Cho ví dụ.

Giải nhanh:

- Quần thể sinh vật là một cấp độ tổ chức sống, đại diện cho một nhóm các cá thể cùng loài tương tác trong cùng một không gian. Các cá thể trong quần thể có thể hỗ trợ lẫn nhau và cạnh tranh với nhau.

- Ví dụ: quần thể thông ba lá ở Đà Lạt, Việt Nam.

VII. ỨNG DỤNG HIỂU BIẾT VỀ QUẦN THỂ TRONG THỰC TIỄN

Câu 15: Cho biết cơ sở sinh thái học và vai trò của một số ứng dụng hiểu biết về quần thể trong thực tiễn bằng cách hoàn thành Bảng 21.4.

Giải nhanh:

Vận dụng: 

• Cho biết cơ sở sinh thái của việc trồng rừng phòng hộ.

• Ở các nước phát triển, pháp luật quy định một cách chặt chẽ về việc đánh bắt các loài thuỷ hải sản như quy định về kích cỡ mắt lưới, thời điểm khai thác trong năm,... của từng loài cá một cách nghiêm ngặt, tránh đánh bắt cá chưa đạt đủ độ lớn, cá đang trong mùa sinh sản,... Hãy giải thích cơ sở của quy định này.

Giải nhanh:

- Cơ sở sinh thái của việc trồng rừng phòng hộ: rừng phòng hộ sử dụng chủ yếu để bảo vệ nguồn nước, bảo vệ đất, chống xói mòn, chống sa mạc hoá, hạn chế thiên tai, đỉều hoà khí hậu, góp phần bảo vệ môi trường.

- Cơ sở của quy định đánh bắt các loài thuỷ hải sản: bảo vệ cá thể ở độ tuổi trước sinh sản để duy trì ổn định quần thể, khai thác lâu dài.