Slide bài giảng Sinh học 12 Cánh diều bài 22: Sinh thái học quần xã

Tóm lược nội dung

BÀI 22. SINH THÁI HỌC QUẦN XÃ

Mở đầu: Quan sát hình 22.1, cho biết mối quan hệ giữa các loài sinh vật. Những mối quan hệ đó có ý nghĩa gì với sự tồn tại và phát triển của các sinh vật?

Trả lời rút gọn:

Mối quan hệ giữa các loài sinh vật: sinh vật này ăn sinh vật khác.

I. KHÁI NIỆM QUẦN XÃ SINH VẬT

Câu 1: Lấy ví dụ về một quần xã sinh vật, phân tích các mối tương tác giữa các loài sinh vật và giữa sinh vật với môi trường ở quần xã đó.

Trả lời rút gọn:

Ví dụ về quần xã: quần xã sinh vật trên đồng cỏ nhiệt đới, sinh vật này là thức ăn cho sinh vật khác.

Câu 2: Nêu các dấu hiệu cho thấy quần xã sinh vật là một cấp độ tổ chức sống.

Trả lời rút gọn:

Quần xã sinh vật và môi trường có sự trao đổi chất và chuyển hoá năng lượng. Các loài trong quần xã có tác động qua lại với nhau cũng như tác động qua lại với môi trường. Các mối tương tác này tạo nên sự cân bằng và giúp quần xã tăng trưởng, đảm bảo quần xã là một tổ chức tương đối ổn định và thích nghi với môi trường sống.

II. CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN CỦA QUẦN XÃ

Câu 1: 

• Nêu một số dấu hiệu đặc trưng của loài ưu thế, loài đặc trưng và loài chủ chốt.
• Lấy thêm ví dụ về loài ưu thế, loài đặc trưng và loài chủ chốt.

Trả lời rút gọn:

• Loài ưu thế đóng vai trò quan trọng trong quần xã do có số lượng cá thể nhiều, sinh khối lớn và mức hoạt động mạnh, chi phối các loài sinh vật khác cũng như môi trường. Ví dụ: Các cây thuộc họ Đước (Rhizophoraceae) thường là nhóm loài chiếm ưu thế trong quần xã rừng ngập mặn, các loài thực vật có hạt là loài ưu thế trong các quần xã trên cạn.
• Loài đặc trưng là loài chỉ có ở một quần xã nào đó hoặc ở đó chúng có số lượng nhiều, tạo nên sự khác biệt so với các loài khác. Ví dụ: Voọc mông trắng (Rachypithecus delacouri) là loài đặc trưng chỉ có ở Việt Nam, dừa nước là loài đặc trưng của miền Tây Nam Bộ.
• Loài chủ chốt có số lượng (sinh khối) ít nhưng hoạt động mạnh, chi phối các loài khác trong quần xã thông qua việc kiểm soát chuỗi thức ăn. Tuỳ từng quần xã, ở môi trường trên cạn các loài ăn thịt như sư tử, hổ, báo,... thường là các loài chủ chốt.

Câu 2: Một quần xã có độ đa dạng và phong phú cao cần đáp ứng những tiêu chí gì?

Trả lời rút gọn:

Một quần xã có độ đa dạng và phong phú cao cần đáp ứng những tiêu chí: số lượng loài nhiều và độ phong phú tương đối của mỗi loài cao.

Câu 3: Lấy ví dụ về sự phân bố của sinh vật theo chiều ngang và chiều thẳng đứng.

Trả lời rút gọn:

Ví dụ:

• Sự phân bố của sinh vật theo chiều ngang: sự phân bố của các loài thực vật trong quần xã sinh vật rừng ngập mặn.
• Sự phân bố của sinh vật theo chiều thẳng đứng: rừng mưa nhiệt đới thường phân thành nhiều tầng, trong đó các cây ưa sáng tạo thành ba tầng cây gỗ (tầng vượt tán, tầng tán rừng và tầng dưới tản), các cây ưa bóng tạo thành tầng cây bụi và cỏ.

Câu 4: Cho biết cấu trúc chức năng dinh dưỡng của các nhóm sinh vật trong quần xã sinh vật. Lấy ví dụ cho mỗi nhóm chức năng.

Trả lời rút gọn:

Theo cấu trúc chức năng dinh dưỡng, các sinh vật trong quần xã được chia thành 3 nhóm:

• Sinh vật sản xuất là những sinh vật có khả năng sử dụng năng lượng ánh sáng hoặc hoa học để chuyển hoá CO₂ thành chất hữu cơ, bao gồm thực vật, tảo, vi khuẩn quang hợp và các vi khuẩn hoả tự dưỡng. 
• Sinh vật tiêu thụ là những sinh vật không có khả năng chuyển hoá CO₂ thành chất hữu cơ, gồm các loài động vật, được chia thành các nhóm: nhóm ăn thực vật, nhóm ăn thịt và nhóm ăn tạp.
• Sinh vật phân giải sử dụng chất dinh dưỡng từ xác của các sinh vật khác (mùn bã hữu cơ) làm nguồn dinh dưỡng, gồm nấm và nhiều loài vi khuẩn.

III. QUAN HỆ SINH THÁI GIỮA CÁC LOÀI TRONG QUẦN XÃ

Câu 1: Phân biệt mối quan hệ cộng sinh, hợp tác và hội sinh giữa các loài sinh vật.

Trả lời rút gọn:

• Quan hệ cộng sinh là mối quan hệ giữa hai hay nhiều loài sinh vật chung sống thường xuyên với nhau, trong đó các loài tham gia đều có lợi. 
• Quan hệ hợp tác là mối quan hệ giữa các cá thể của hai hay nhiều loài, trong đó các loài tham gia đều có lợi. Các loài tham gia hợp tác không nhất thiết phải gắn bó với nhau. 
• Quan hệ hội sinh là mối quan hệ giữa các cá thể của hai hay nhiều loài, trong đó các cá thể của một loài được hưởng lợi nhưng các cá thể của loài khác không được hưởng lợi gì. 

Câu 2: Lấy ví dụ về các quan hệ cộng sinh, hợp tác và hội sinh giữa các loài sinh vật.

Trả lời rút gọn:

Ví dụ: 

• Quan hệ cộng sinh: cộng sinh giữa vi khuẩn Rhizobium và cây họ Đậu tạo nên nốt sần.
• Quan hệ hợp tác: sự hợp tác giữa cò ruồi và trâu.
• Quan hệ hội sinh: phong lan sống bám trên cây gỗ lớn.

Câu 3: Phân biệt mối quan hệ cạnh tranh, sinh vật ăn sinh vật, kí sinh, ức chế giữa các loài sinh vật.

Trả lời rút gọn:

• Quan hệ cạnh tranh là mối quan hệ đối kháng điển hình giữa các loài sinh vật, trong đó các loài sinh vật cạnh tranh nguồn dinh dưỡng, nơi ở. Trong mối quan hệ này, các loài đều bị ảnh hưởng bất lợi. 
• Quan hệ sinh vật này ăn sinh vật khác là mối quan hệ trong đó một loài sinh vật sử dụng loài sinh vật khác làm thức ăn..
• Quan hệ kí sinh là mối quan hệ trong đó một loài sinh vật sống kí sinh trên cơ thể của các loài khác (vật chủ), loài kí sinh sử dụng các chất dinh dưỡng của cơ thể vật chủ để sinh trưởng, phát triển và có thể làm vật chủ chết dần. Trong mối quan hệ này, loài kí sinh được lợi còn vật chủ bị hại..
• Quan hệ ức chế - cảm nhiễm là mối quan hệ khi một loài sinh vật trong quá trình sống đã tạo ra chất độc gây hại cho các loài sinh vật khác. 

Câu 4: Lấy ví dụ về quan hệ cạnh tranh, sinh vật ăn sinh vật, kí sinh và ức chế - cảm nhiễm.

Trả lời rút gọn:

Ví dụ: 

• Quan hệ cạnh tranh: Sự cạnh tranh về nguồn sống giữa cây trồng và cỏ, linh cẩu và sư tử cạnh tranh nhau nguồn thức ăn. 
• Quan hệ sinh vật này ăn sinh vật khác: trâu ăn cỏ, chim ăn côn trùng.
• Quan hệ kí sinh: Giun, sán sống kí sinh ở người và động vật; nấm kí sinh trên cơ thể côn trùng.
• Quan hệ ức chế - cảm nhiễm: Hiện tượng tảo nở hoa (tảo phát triển quá mức) đã làm cho các loài động vật thuỷ sinh như tôm, cua, cá bị chết.

IV. MỘT SỐ YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUẦN XÃ SINH VẠT VÀ BIỆN PHÁP BẢO VỆ

Câu 1: Sự xuất hiện của loài ngoại lai có những ảnh hưởng gì đến các loài sinh vật bản địa?

Trả lời rút gọn:

Khi di nhập vào môi trường mới, không còn chịu sự kiểm soát của các tác nhân gây bệnh và các loài cạnh tranh, nếu điều kiện sinh thái phù hợp thì các loài ngoại lai sẽ thích nghi, sinh trưởng và phát triển thành một loài mới của quần xã. Chúng cạnh tranh với các loài bản địa về thức ăn, nơi ở và không gian hoạt động, thậm chí chúng có thể lấn át loài bản địa và trở thành loài ưu thế. Sự xuất hiện của loài ngoại lai sẽ làm thay đổi cấu trúc dinh dưỡng, ảnh hưởng đến sự phân bố, độ đa dạng của quần xã và dẫn tới sự hình thành một trạng thái cân bằng mới.

Luyện tập: Kể tên một số loài sinh vật ngoại lai, nêu tác động của các loài đó đến quần xã sinh vật bản địa.

Trả lời rút gọn:

• Cây bèo tây (lục bình) (Eichhornia crassipes) là loài di nhập vào Việt Nam, chúng đã thích nghi và phát triển khắp mọi nơi và trở thành loài ưu thế nếu không có sự kiểm soát của con người. 
• Ốc bươu vàng (Pomacea canaliculata) có khả năng sinh trưởng phát triển nhanh, cạnh tranh với các loài ốc bản địa đồng thời sử dụng nhiều loài cây khác nhau như rau, bèo, thậm chí cả lá lúa làm thức ăn. Ốc bươu vàng đã bùng phát và trở thành loài ưu thế. Sự bùng phát của ốc bươu vàng không những làm suy giảm cấu trúc quần xã sinh vật bản địa mà còn gây thiệt hại cho nền nông nghiệp Việt Nam.

Luyện tập: Nêu một số biện pháp bảo vệ quần xã sinh vật đang được thực hiện tại địa phương em.

Trả lời rút gọn:

Một số biện pháp bảo vệ quần xã sinh vật đang được thực hiện tại địa phương em: 

• Không nuôi thêm các loài ngoại lai.
• Quy hoạch bãi rác thải, nghiêm cấm đổ chất độc hại ra môi trường.
• Xử lí rác thải ở các khu công nghiệp trước khi thải ra môi trường.
• Có biện pháp sử dụng các chất hóa học bảo vệ thực vật một cách an toàn, theo tiêu chuẩn quy định.
• Trồng cây gây rừng; trồng rừng ngập mặn ven biển.

V. THỰC HÀNH: TÌM HIỂU ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN CỦA QUẦN XÃ TRONG TỰ NHIÊN

1. Cơ sở khoa học

Các quần xã sinh vật, ví dụ như vườn trường, vườn cây ăn quả,... là những quần xã sinh vật ổn định. Do vậy, có thể tìm hiểu, đánh giá được đặc trưng cơ bản của quần xã như cấu trúc chức năng dinh dưỡng của các loài sinh vật.

2. Các bước tiến hành

• Chuẩn bị: Vật liệu, thiết bị giấy, bút, kính lúp, thiết bị ghi hình. 
• Tiến hành:
• Bước 1. Xác định khu vực tiến hành nghiên cứu.
• Bước 2. Quan sát, chụp ảnh các loài sinh vật trong khu vực nghiên cứu và hoàn thành bảng 22.1.

3. Báo cáo

BÁO CÁO KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM

• Tên thí nghiệm: Tìm hiểu đặc trưng cơ bản của quần xã công viên bách thảo Hà Nội.
• Nhóm thực hiện:
• Kết quả và thảo luận: 
• Thông tin quần xã:
• Vị trí địa lí: trên cạn
• Lịch sử hình thành và phát triển của quần xã: vườn bách thảo Hà Nội thành lập vào năm 1890, vườn có diện tích trên 10 ha.
• Hiện trạng (mô tả tình trạng thực tế): trong vườn có nhiều loài cây có kich thước lớn và quý hiếm cùng với các loài động vật.
• Tác động của con người tới quần xã: con người xây dựng cảnh quan, sắp xếp nguồn thức ăn và nơi ở cho cây trồng và động vật.
• Một số loài sinh vật chủ yếu: 
• Một số loài thực vật: xà cừ, dẻ cau, dương xỉ, muồng hoàng yến.  
• Một số loài động vật: rùa đất lớn bồ câu xòe, cá vàng.
• Một số loài nấm lớn: nấm hoàng sơn, ngân nhĩ.
• Kết luận: 
• Quần xã công viên bách thảo Hà Nội có độ đa dạng cao.
• Quần xã có đủ cấu trúc chức năng dinh dưỡng, gồm sinh vật sản xuất, sinh vật tiêu thụ và sinh vật phân giải.

Vận dụng: Trồng xen canh nhiều loài cây trên cùng một diện tích là biện pháp kĩ thuật thường được áp dụng trong trồng trọt. Biện pháp này dựa trên cơ sở khoa học nào? Giải thích.

Trả lời rút gọn:

Biện pháp trồng xen canh dựa trên cơ sở khoa học tăng độ đa dạng của quần xã, giúp tăng cường sự ổn định sinh học và tối ưu hóa sử dụng tài nguyên đất.