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?

Giải nhanh:

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

Giải nhanh:

- 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?

Giải nhanh:

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.

Giải nhanh:

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

- Tháp sinh khối xây dựng 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 được xây dựng dựa trên số năng lượng được 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?

Giải nhanh:

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

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.

Giải nhanh:

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?

Giải nhanh:

- Trong quá trình truyền năng lượng trong hệ sinh thái, năng lượng bị thất thoát chủ yếu dưới dạng nhiệt, một phần qua vật chất rơi rụng, chất thải.

- Hiệu suất sinh thái thường rất nhỏ do phần lớn năng lượng bị thất thoát qua mỗi bậc dinh dưỡng, chỉ một phần nhỏ năng lượng được tích lũy thành sinh khối ở bậc dinh dưỡng 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.

Giải nhanh:

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.