Đề cương Ôn tập Môn Sinh học 12 - Chuyên đề III: Sinh thái học

Nội dung tài liệu: Đề cương Ôn tập Môn Sinh học 12 - Chuyên đề III: Sinh thái học

1. tuổi sinh lí (thời gian sống có thể đạt tới của một cá thể), tuổi sinh thái ( thời gian sống thực tế của cá thể), tuổi quần thể ( tuổi bình quân của các cá thể trong quần thể). 2.3.5. Kích thước quần thể: - Kích thước quần thể : Số lượng cá thể (hoặc sản lượng hay năng lượng) của quần thể. Có hai trị số kích thước quần thể : + Kích thước tối thiểu là số lượng cá thể ít nhất mà quần thể cần để duy trì và phát triển. + Kích thước tối đa là giới hạn cuối cùng về số lượng mà quần thể có thể đạt được, phù hợp với khả năng cung cấp nguồn sống của môi trường. - Kích thước quần thể phụ thuộc vào sức sinh sản, mức độ tử vong, sự phát tán cá thể (xuất cư, nhập cư) của quần thể sinh vật. -Tăng trưởng của quần thể sinh vật +Tăng trưởng kích thước quần thể trong điều kiện môi trường không bị giới hạn (điều kiện môi trường hoàn toàn thuận lợi) : Quần thể có tiềm năng sinh học cao tăng trưởng theo tiềm năng sinh học (đường cong tăng trưởng hình chữ J). +Tăng trưởng kích thước quần thể trong điều kiện môi trường bị giới hạn (điều kiện môi trường hoàn toàn thuận lợi) : Quần thể tăng tăng trưởng giảm (đường cong tăng trưởng hình chữ S). -Tăng trưởng của quần thể người: + Dân số thế giới tăng liên tục trong suốt quá trình phát triển lịch sử. + Dân số tăng nhanh là nguyên nhân làm chất lượng môi trường giảm sút. 2.4. Biến động số lượng và sự điều chỉnh số lượng cá thể của quần thể 2.4.1. Khái niệm và các dạng: - Biến động số lượng cá thể của quần thể là sự tăng hay giảm số lượng cá thể của quần thể. -Số lượng cá thể của quần thể có thể bị biến động theo chu kì hoặc không theo chu kì. +Biến động số lượng cá thể của quần thể theo chu kì(chu kì ngày đêm, chu kì mùa, chu kì tuần trăng, chu kì nhiều năm) là biến động xảy ra do những thay đổi có tính chu kì của môi trường. Ví dụ : dòng hải lưu Ninô chảy qua 7 năm/lần ở ven biển Peru nhiệt độ tăng, nồng độ muối tăng sinh vật phù du chết nhiều môi trường ô nhiễm cá cơm chết hàng loạt. +Biến động số lượng cá thể của quần thể không theo chu kì là biến động mà số lượng cá thể của quần thể tăng hoặc giảm một cách đột ngột do những thay đổi bất thường của môi trường tự nhiên hay do hoạt động khai thác tài nguyên quá mức của con người. 2.4.2. Sự điều chỉnh số lượng cá thể của quần thể: - Quần thể luôn có xu hướng tự điều chỉnh số lượng cá thể bằng cách làm giảm hoặc kích thích làm tăng số lượng cá thể thông qua việc điều chỉnh sức sinh sản, tỉ lệ tử vong, xuất cư, nhập cư để cân bằng với khả năng cung cấp của môi trường: Sinh + Khi điều kiện môi trường thuận lợi (hoặc số lượng cá thể quần thể thấp) mức tử vong giảm, sức sinh sản tăng, nhập cư tăng tăng số lượng cá thể của quần thể. Nhập cư Kích thước Xuất cư Quần thể + Khi điều kiện môi trường khó khăn (hoặc số lượng quần thể quá cao) mức tử vong tăng, sức sinh sản giảm, xuất cư tăng giảm số lượng cá thể Tử của quần thể. - Trạng thái cân bằng quần thể: là trạng thái số lượng cá thể của quần thể ổn định và phù hợp với khả năng cung cấp nguồn sống của môi trường. trang 3
2. CHUYÊN ĐỀ III: SINH THÁI HỌC VẤN ĐỀ II: QUẦN XÃ SINH VẬT A. LÝ THUYẾT 1. Khái niệm Quần xã là tập hợp các quần thể sinh vật thuộc nhiều loài khác nhau, cùng sống trong không gian và thời gian nhất định, các sinh vật có mối quan hệ gắn bó với nhau như một thể thống nhất và do vậy quần xã có cấu trúc tương đối ổn định. 2. Quan hệ giữa các loài Trong quần xã có các mối quan hệ hỗ trợ (cộng sinh, hội sinh, hợp táC. và quan hệ đối kháng (cạnh tranh, kí sinh, ức chế - cảm nhiễm, sinh vật ăn sinh vật). Quan hệ Đặc điểm Ví dụ Hai loài cùng có lợi khi sống chung và nhất Cộng sinh thiết phải có nhau ; khi tách riêng cả hai loài đều có hại. Hai loài cùng có lợi khi sống chung nhưng Hợp tác không nhất thiết phải có nhau ; khi tách riêng cả hai loài đều có hại. Khi sống chung một loài có lợi, loài kia không có lợi cũng không có hại gì ; khi tách riêng Hội sinh một loài có hại còn loài kia không bị ảnh hưởng gì. - Các loài cạnh tranh nhau về nguồn sống, không gian sống. Cạnh tranh - Cả hai loài đều bị ảnh hưởng bất lợi, thường thì một loài sẽ thắng thế còn loài khác bị hại nhiều hơn. Một loài sống nhờ trên cơ thể của loài khác, Kí sinh lấy các chất nuôi sống cơ thể từ loài đó. Ức chế – cảm Một loài này sống bình thường, nhưng gây hại nhiễm cho loài khác. - Hai loài sống chung với nhau. Sinh vật ăn - Một loài sử dụng loài khác làm thức ăn. Bao sinh vật khác gồm : Động vật ăn động vật, động vật ăn thực vật. Hiện tượng Khống chế sinh học là hiện tượng số lượng cá thể của một loài bị khống chế ở một khống chế mức nhất định do quan hệ hỗ trợ hoặc đối kháng giữa cá loài trong quần xã. sinh học 3. Các đặc trưg cơ bản của quần thể Quần xã có các đặc trưng cơ bản : 3.1. Đặc trưng về thành phần loài -Số lượng loài, số lượng cá thể của mỗi loài biểu thị mức độ đa dạng của quần xã. Quần xã ổn định thường có số lượng loài lớn và số lượng cá thể trong mỗi loài cao. - Loài đặc trưng là loài chỉ có ở một quần xã nào đó, hoặc có số lượng nhiều hơn hẳn và vai trò quan trọng hơn loài khác. Ví dụ: cá cóc là loài đặc trưng ở rừng nhiệt đới Tam Đảo, cây tràm là loài đặc trưng ở rừng U Minh, cây cọ ở vùng đồi Vĩnh Phú, trang 4
3. - Loài ưu thế (loài chủ chốt) là loài đóng vai trò quan trọng trong quần xã do số lượng cá thể nhiều, sinh khối lớn hoặc hoạt động mạnh. Ví dụ: trong ruộng lúa thì lúa là loài ưu thế 3.2. Đặc trưng về phân bố không gian (theo chiều ngang, theo chiều thẳng đứng). - Phân bố theo chiều thẳng đứng Ví dụ: Sự phân tầng của thực vật trong rừng mưa nhiệt đới (5 tầng) : vượt tán, tạo tán, dưới tán, cây bụi, cỏ hay sự phân tầng của các loài sinh vật trong ao, ... - Phân bố theo chiều ngang Ví dụ: Phân bố của sinh vật từ đỉnh núi Sườn núi chân núi, hay phân bố của sinh vật biển từ đất ven bờ biển vùng ngập nước ven bờ vùng khơi xa. Sự phân bố cá thể trong không gian giảm mức độ cạnh tranh giữa các loài và nâng cao hiệu quả sử dụng nguồn sống của môi trường. 4. Diễn thế sinh thái 4.1. Khái niệm về diễn thế sinh thái : Là quá trình biến đổi tuần tự của quần xã qua các giai đoạn tương ứng với sự biến đổi của môi trường. 4.2. Nguyên nhân : - Nguyên nhân bên ngoài như sự thay đổi các điều kiện tự nhiên, khí hậu... - Nguyên nhân bên trong do sự tương tác giữa các loài trong quần xã (như sự cạnh tranh gay gắt giữa các loài trong quần xã, quan hệ sinh vật ăn sinh vật...). Ngoài ra hoạt động khai thác tài nguyên của con người cũng gây ra diễn thế sinh thái. 4.3. Các loại diễn thế : - Diễn thế nguyên sinh là diễn thế khởi đầu từ môi trường chưa có sinh vật và kết quả là hình thành nên quần xã tương đối ổn định.Quá trình diễn thế diễn ra theo các giai đoạn sau: + Giai đoạn tiên phong: hình thành quần xã tiên phong + Giai đoạn giữa: giai đoạn hỗn hợp, gồm các quần xã thay đổi tuần tự + Giai đoạn cuối: hình thành quần xã ổn định -Diễn thế thứ sinh là diễn thế xuất hiện ở môi trường đã có một quần xã sinh vật từng sống. Tuỳ theo điều kiện thuận lợi hay không thuận lợi mà diễn thế có thể hình thành nên quần xã tương đối ổn định hoặc bị suy thoái.Quá trình diễn thế diễn ra theo sơ đồ sau: + Giai đoạn đầu: Giai đoạn quần xã ổn định + Giai đoạn giữa: Giai đoạn gồm các quần xã thay đổi tuần tự. + Giai đoạn cuối: Hình thành quần xã ổn đinh khác hoặc quần xã bị suy thoái. 4.4. Ý nghĩa của nghiên cứu diễn thế sinh thái : Giúp hiểu được quy luật phát triển của quần xã sinh vật. Từ đó có thể chủ động xây dựng kế hoạch trong việc bảo vệ, khai thác và phục hồi nguồn tài nguyên, có biện pháp khắc phục những biến đổi bất lợi của môi trường, sinh vật và con người. CHUYÊN ĐỀ III: SINH THÁI HỌC VẤN ĐỀ III : HỆ SINH THÁI, SINH QUYỂN VÀ BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG 1. Hệ Sinh thái 1.1. Khái niệm: -Hệ sinh thái bao gồm quần xã sinh vật và sinh cảnh của quần xã, trong đó các sinh vật tác động qua lại với nhau và với các thành phần của sinh cảnh tạo nên các chu trình sinh địa hoá. Nhờ đó, hệ sinh thái là một hệ thống sinh học hoàn chỉnh và tương đối ổn định. trang 5
4. - Có các kiểu hệ sinh thái chủ yếu : Hệ sinh thái tự nhiên (trên cạn, dưới nướC. và nhân tạo (trên cạn, dưới nướC. . 1.2. Cấu trúc của hệ sinh thái - Thành phần vô sinh(Sinh cảnh): + Các chất vô cơ : + Các chất hữu cơ + Các yếu tố khí hậu : ánh sáng, độ ẩm - Thành phần hữu sinh: là quần xã sinh vật và tùy theo hình thức dinh dưỡng chúng ta chia thành 3 nhóm: + Sinh vật sản xuất: Thực vật và VSV tự dưỡng. + Sinh vật tiêu thụ: Động vật ăn thực vật, động vật ăn động vật. + Sinh vật phân giải: Vi khuẩn, nấm, một số ĐVKXS(giun, sâu bọ, ) 1.3. Trao đổi chất trong hệ sinh thái 1.3.1. Trao đổi chất trong quần xã sinh vật: * Chuỗi thức ăn: - Chuỗi thức ăn là một dãy các loài sinh vật có mối quan hệ với nhau về mặt dinh dưỡng, trong đó loài này ăn loài khác phía trước và là thức ăn của loài tiếp theo phía sau. - Có 2 loại chuỗi thức ăn : + Chuỗi thức ăn bắt đầu bằng sinh vật tự dưỡng: Ví dụ : Cỏ Châu chấu Ếch Rắn + Chuỗi thức ăn bắt đầu bằng sinh vật ăn mùn bã hữu cơ . Ví dụ : Giun (ăn mùn) tôm người. * Lưới thức ăn: -Lưới thức ăn là tập hợp các chuỗi thức ăn trong hệ sinh thái, có những mắt xích chung. - Quần xa sinh vật càng đa dạng về thành phần loài thì lưới thức ăn trong quần xã càng phức tạp. Ví dụ : Cho lưới thức ăn: Nai Hổ Số chuỗi thức ăn trong lưới thức ăn đó: A. 4. Cỏ Thỏ Cáo Vi sinh vật B. 5. C. 6. Ngỗng Mèo rừng D. 7 * Bậc dinh dưỡng: Bậc dinh dưỡng là những loài cùng mức năng lượng và sử dụng thức ăn cùng mức năng lượng trong lưới thức ăn (hoặc chuỗi thức ăn). - Tập hợp các loài sinh vật có cùng mức dinh dưỡng hợp thành một bậc dinh dưỡng. - Trong quần xã có nhiều bậc dinh dưỡng: + Bậc dinh dưỡng cấp 1 : Sinh vật sản xuất + Bậc dinh dưỡng cấp 2 : Sinh vật tiêu thụ bậc 1 + Bậc dinh dưỡng cấp 3 : Sinh vật tiêu thụ bậc 2, ... * Tháp sinh thái: - Bao gồm nhiều hình chữ nhật xếp chồng lên nhau, các hình chữ nhật có chiều cao bằng nhau, còn chiều dài biểu thị độ lớn của mỗi bậc dinh dưỡng. Tháp sinh thái cho biết mức độ dinh dưỡng ở từng bậc và toàn bộ quần xã. - Có 3 loại hình tháp sinh thái : + Hình tháp số lượng (hinh A. : xây dựng dựa trên số lượng cá thể sinh vật ở mỗi bậc dinh dưỡng. trang 6
5. + Tháp sinh khối (hinh B. : 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 (hinh C. : 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. 1.3.2. Trao đổi chất giữa quần xã với môi trường và ngược lại 1.3.2.1. Trao đổi chất qua chu trình sinh địa hóa: * Chu trình sinh địa hoá : - Là chu trình trao đổi các chất trong tự nhiên. -Một chu trình sinh địa hoá gồm có các thành phần : Tổng hợp các chất, tuần hoàn chất trong tự nhiên, phân giải và lắng đọng một phần vật chất (trong đất, nước...). * Một số chu trình sinh địa hóa: - Chu trình cac bon: + Cacbon đi từ môi trường vô cơ vào quần xã dưới dạng QH CO2, SV tự dưỡng đồng hóa CO2  chất hữu cơ. + Cacbon trao đổi trong quần xã qua chuỗi và lưới thức ăn. + Cacbon trở lại môi trường vô cơ qua các con đường. o Hô hấp của động -thực vật o Phân giải của sinh vật o Sự đốt cháy nhiên liệu trong công nghiệp - Chu trình nitơ: + Các Nitơ: NH 4+, NO2-, NO3- được hình thành trong tự nhiên bằng con đường vật lí, hóa học và sinh học. + TV hấp thụ nitơ dưới dạng muối amôn (NH 4+) và nitrat (NO3-) + Nitơ từ xác SV trở lại môi trường đất, nước thông qua hoạt động phân giải chất hữu cơ của VK, nấm, + Hoạt động phản nitrat của VK trả lại một lượng nitơ phân tử cho đất, nước và bầu khí quyển. - Chu trình nước: + Nước mưa rơi xuống đất, một phần thấm xuống các mạch nước ngầm, một phần tích lũy trong sông , suối, ao , hồ, + Nước mưa trở lại bầu khí quyển dưới dạng nước thông qua hoạt động thoát hơi nước của lá cây và bốc hơi nước trên mặt đất. 1.3.2.2. Dòng năng lượng trong hệ sinh thái * Dòng năng lượng trong hệ sinh thái : - NL của hệ sinh thái bắt nguồn từ NLASMT. NL từ ASMT đi vào quần xã ở mắt xích đầu tiên là sinh vật sản xuất sinh vật tiêu thụ các cấp sinh vật phân giải trả lại môi trường. Giải thích: Dạng năng lượng trong hệ sinh thái bắt nguồn từ môi trường, được sinh vật sản xuất hấp thụ và biến đổi thành dạng năng lượng hóa học qua quá trình quang hợp, sau đó năng lượng truyền qua các bậc dinh dưỡng và cuối cùng năng lượng truyền trở lại môi trường. - Trong chu trình dinh dưỡng, năng lượng truyền từ bậc dinh dưỡng thấp lên bậc dinh dưỡng cao. Càng lên bậc dinh dưỡng cao hơn thì năng lượng càng giảm. - Trong hệ sinh thái năng lượng được truyền một chiều từ sinh vật sản xuất qua các bậc dinh dưỡng, tới môi trường, còn vật chất được trao đổi qua chu trình dinh dưỡng. * Hiệu suất sinh thái : - Hiệu suất sinh thái là tỉ lệ % chuyển hoá năng lượng qua các bậc dinh dưỡng trong hệ sinh thái trang 7
6. - Hiệu suất sinh thái của bậc dinh dưỡng sau tích luỹ được thường là 10% so với bậc trước liền kề 2. Sinh quyển và bảo vệ môi trường 2.1. Khái niệm - Sinh quyển gồm toàn bộ sinh vật và môi trường vô sinh trên trái đất hoạt động như một hệ sinh thái lớn nhất. Sinh quyển gồm nhiều khu sinh học. - Khu sinh học (biôm) là các hệ sinh thái cực lớn đặc trưng cho đặc điểm địa lí, khí hậu và sinh vật của vùng đó. + Các khu sinh học chính trên cạn bao gồm đồng rêu hàn đới, rừng lá kim phương Bắc, rừng rụng lá ôn đới, rừng mưa nhiệt đới + Các khu sinh học dưới nước bao gồm các khu sinh học nước ngọt, khu sinh học nước mặn. 2.2. Các dạng tài nguyên : - Tài nguyên không tái sinh (nhiên liệu hoá thạch, kim loại, phi kim). - Tài nguyên tái sinh (không khí, đất, nước sạch, sinh vật). - Tài nguyên năng lượng vĩnh cửu (năng lượng mặt trời, năng lương sóng, năng lượng gió, năng lượng thuỷ triều). - Tài nguyên thiên nhiên rất đa dạng, tuy nhiên con người đã và đang khai thác bừa bãi giảm đa dạng sinh học và suy thoái nguồn tài nguyên, đặc biệt là tài nguyên có khả năng phục hồi, gây ô nhiễm môi trường sống. - Khắc phục suy thoái môi trường và sử dụng bền vững tài nguyên thiên nhiên. Sử dụng bền vững tài nguyên thiên nhiên là hình thức sử dụng vừa thoả mãn nhu cầu hiện tại của con người để phát triển xã hội, vữa đảm bảo duy trì lâu dài các tài nguyên cho thế hệ mai sau. - Các giải pháp : + Sử dụng bền vững tài nguyên đất, tài nguyên nước, tài nguyên rừng, tài nguyên biển... + Duy trì đa dạng sinh học. + Giáo dục về môi trường. TÓM LƯỢC KIẾN THỨC CƠ BẢN PHẦN SINH THÁI HỌC 1. Sự phân chia các nhóm sinh vật dựa vào các nhóm sinh vật Yếu tố Nhóm thực vật Nhóm động vật sinh thái - Nhóm cây ưa sáng, nhóm cây ưa bóng. - Nhóm động vật ưa hoạt động ngày Ánh sáng - Cây ngày dài, cây ngày ngắn. - Nhóm động vật ưa hoạt động đêm - Động vật biến nhiệt. Nhiệt độ Thực vật biến nhiệt. - Động vật hằng nhiệt. - Thực vật ưa ẩm, thực vật ưa ẩm vừa. - Động vật ưa ẩm. Độ ẩm - Thực vật chịu hạn. - Động vật ưa khô. 2. Quan hệ cùng loài và khác loài Quan hệ Cùng loài (Quần thể) Khác loài (quần xã) Hỗ trợ Quần tụ, bầy đàn hay họp thành xã hội. Hội sinh, cộng sinh, hợp tác Cạnh tranh, ký sinh, ức chế cảm nhiễm, sinh Đối kháng Cạnh tranh, ăn thịt nhau. vật này ăn thịt sinh vật khác 3. Đặc điểm của các cấp độ tổ chức sống Cấp độ tổ Khái niệm Đặc điểm chức sống Bao gồm những cá thể cùng loài, cùng Có các đặc trưng về mật độ, tỉ lệ giới tính, Quần thể sống trong một khu vực nhất định, ở một thành phần nhóm tuổi,sự phân bố, mật độ, thời điển nhất định, giao phối tự do với kích thước quần thể, tăng trưởng quần thể. trang 8
7. nhau tạo ra thế hệ mới. Các cá thể có mối quan hệ sinh thái hỗ trợ hoặc cạnh tranh; Số lượng cá thể có thể biến động có hoặc không theo chu kì, thường được điều chỉnh ở mức cân bằng. Bao gồm những quần thể thuộc các loài Có các tính chất cơ bản về số lượng và thành khác nhau, cùng sống trong một khoảng phần các loài; Luôn có sự khống chế tạo nên Quần xã không gian xác định, có mối quan hệ sinh sự cân bằng sinh học về số lượng cá thể. Sự thái mật thiết với nhau để tồn tại và phát thay thế kế tiếp nhau của các quần xã theo triển ổn định theo thời gian. thời gian là diễn thế sinh thái. Có nhiều mối quan hệ, nhưng quan trọng là Bao gồm quần xã và khu vực sống (sinh về mặt dinh dưỡng thông qua chuỗi và lưới cảnh) của nó, trong đó các sinh vật luôn Hệ sinh thức ăn. Dòng năng lượng trong hệ sinh thái có sự tương tác lẫn nhau và với môi thái được vận chuyển qua các bậc dinh dưỡng trường tạo nên các chu trình sinh địa hoá của các chuỗi thức ăn: Sinh vật sản xuất và sự biến đổi năng lượng. sinh vật tiêu thụ sinh vật phân giải. Gồm những khu sinh học (hệ sinh thái lớn) Là một hệ sinh thái khổng lồ và duy nhất Sinh quyển đặc trưng cho những vùng địa lí, khí hậu xác trên hành tinh. định, thuộc 2 nhóm trên cạn và dưới nước. trang 9