Phạm vi: Bài 19–30 (Tiến hoá; Môi trường và nhân tố sinh thái; Quần thể; Quần xã; Hệ sinh thái; Trao đổi vật chất và chuyển hoá năng lượng; Diễn thế sinh thái).
Phần 1: Cơ bản
Bài 1. Nêu khái niệm hệ sinh thái và các thành phần cấu trúc của hệ sinh thái.
Bài 2. Phân biệt sinh vật sản xuất, sinh vật tiêu thụ và sinh vật phân giải. Cho ví dụ mỗi loại.
Bài 3. Nêu khái niệm chuỗi thức ăn. Cho ví dụ một chuỗi thức ăn có 4 mắt xích.
Bài 4. Nêu khái niệm lưới thức ăn. Cho ví dụ một lưới thức ăn đơn giản có ít nhất 5 loài.
Bài 5. Nêu khái niệm bậc dinh dưỡng. Trong chuỗi: cỏ → thỏ → cáo → vi khuẩn phân giải, hãy xác định bậc dinh dưỡng của mỗi sinh vật.
Bài 6. Nêu khái niệm chu trình vật chất và dòng năng lượng trong hệ sinh thái.
Bài 7. Vì sao năng lượng trong hệ sinh thái chỉ truyền theo một chiều mà không tuần hoàn?
Bài 8. Nêu khái niệm hiệu suất sinh thái. Hiệu suất sinh thái thường có giá trị khoảng bao nhiêu?
Bài 9. Nêu khái niệm diễn thế sinh thái.
Bài 10. Phân biệt diễn thế nguyên sinh và diễn thế thứ sinh.
Bài 11. Nêu khái niệm quần xã tiên phong và quần xã đỉnh cực.
Bài 12. Nêu một số nguyên nhân gây ra diễn thế sinh thái.
Bài 13. Nêu khái niệm sinh quyển và các khu sinh học chính trên Trái Đất.
Bài 14. Nêu khái niệm chu trình sinh – địa – hoá. Kể tên các chu trình sinh – địa – hoá chính.
Bài 15. Nêu vai trò của sinh vật phân giải đối với chu trình vật chất.
Bài 16. Vì sao chuỗi thức ăn trong tự nhiên thường chỉ có 5–6 mắt xích?
Phần 2: Nâng cao
Bài 17. Trong một hệ sinh thái, năng lượng ở bậc dinh dưỡng 1 là 1 000 000 kcal, ở bậc 2 là 100 000 kcal, ở bậc 3 là 10 000 kcal. Tính hiệu suất sinh thái giữa các bậc dinh dưỡng liên tiếp và giải thích vì sao hiệu suất thấp.
Bài 18. Cho lưới thức ăn: cỏ → thỏ → cáo; cỏ → chuột → rắn → diều hâu; cỏ → chuột → diều hâu; cỏ → thỏ → rắn → diều hâu. Hãy xác định: sinh vật thuộc bậc dinh dưỡng cao nhất và số chuỗi thức ăn trong lưới.
Bài 19. Một khu rừng bị cháy, chỉ còn lại đất và một số hạt giống. Sau 5 năm, nơi đó xuất hiện cỏ và cây bụi; sau 30 năm, rừng non hình thành. Đây là diễn thế gì? Giải thích và dự đoán diễn biến tiếp theo.
Bài 20. Giải thích vì sao trong diễn thế sinh thái, độ đa dạng loài thường tăng dần từ giai đoạn tiên phong đến quần xã đỉnh cực.
Bài 21. Phân tích vai trò của vi khuẩn cố định đạm trong chu trình nitrogen. Nếu không có vi khuẩn cố định đạm, chu trình nitrogen sẽ bị ảnh hưởng như thế nào?
Bài 22. Con người xả nước thải giàu phosphate vào hồ. Hãy phân tích chuỗi hậu quả dẫn đến cá chết hàng loạt trong hồ (dùng kiến thức về chu trình vật chất và hệ sinh thái).
Bài 23. Một nông trại nuôi cá trong ao. Người ta thả thêm bèo và trồng cây quanh ao. Hãy giải thích tác dụng của bèo và cây xanh đối với hệ sinh thái ao nuôi (dựa trên chu trình oxygen, carbon và dinh dưỡng).
Bài 24. So sánh diễn thế trên đảo núi lửa mới hình thành và diễn thế trên ruộng bỏ hoang về: điều kiện bắt đầu, tốc độ, các giai đoạn chính.
Bài 25. Trong một hệ sinh thái rừng, nếu loài cây gỗ lớn (loài ưu thế) bị khai thác hết, hệ sinh thái sẽ thay đổi như thế nào? Liên hệ với khái niệm diễn thế thứ sinh.
Bài 26. Hãy đề xuất một mô hình hệ sinh thái nhân tạo (ví dụ: vườn – ao – chuồng) và giải thích cách mô hình đó tận dụng chu trình vật chất và dòng năng lượng để tăng hiệu quả kinh tế và bảo vệ môi trường.
Đáp án
Bài 1. Hệ sinh thái là hệ thống hoàn chỉnh gồm quần xã sinh vật và môi trường vô sinh, các thành phần tác động qua lại. Thành phần: vô sinh (ánh sáng, nhiệt độ, nước, đất, chất dinh dưỡng) và hữu sinh (sản xuất, tiêu thụ, phân giải).
Bài 2. Sinh vật sản xuất: tự tổng hợp chất hữu cơ (cây xanh, tảo). Sinh vật tiêu thụ: ăn sinh vật khác (thỏ, hổ). Sinh vật phân giải: phân huỷ xác chết, chất thải (vi khuẩn, nấm).
Bài 3. Chuỗi thức ăn là dãy các loài có quan hệ dinh dưỡng, loài đứng trước là thức ăn của loài đứng sau. Ví dụ: cỏ → châu chấu → ếch → rắn.
Bài 4. Lưới thức ăn là tập hợp các chuỗi thức ăn có chung mắt xích. Ví dụ: cỏ → thỏ → cáo; cỏ → chuột → rắn → diều hâu; cỏ → thỏ → rắn.
Bài 5. Bậc dinh dưỡng là vị trí của sinh vật trong chuỗi thức ăn. Cỏ: bậc 1 (sản xuất). Thỏ: bậc 2 (tiêu thụ bậc 1). Cáo: bậc 3 (tiêu thụ bậc 2). Vi khuẩn phân giải: không xếp vào bậc dinh dưỡng mà tham gia phân huỷ ở mọi bậc.
Bài 6. Chu trình vật chất: vật chất (carbon, nitrogen, nước...) được tuần hoàn khép kín giữa môi trường và sinh vật. Dòng năng lượng: năng lượng từ Mặt Trời đi vào hệ sinh thái qua sinh vật sản xuất, truyền qua các bậc dinh dưỡng và mất dần dưới dạng nhiệt.
Bài 7. Vì năng lượng bị thất thoát qua hô hấp, bài tiết, rơi rụng ở mỗi bậc dinh dưỡng và không thể tái sử dụng; năng lượng cuối cùng toả ra môi trường dưới dạng nhiệt.
Bài 8. Hiệu suất sinh thái là tỉ lệ phần trăm năng lượng chuyển lên bậc dinh dưỡng cao hơn so với bậc thấp hơn. Thường khoảng 10%.
Bài 9. 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.
Bài 10. Diễn thế nguyên sinh: bắt đầu từ môi trường chưa có sinh vật, diễn ra chậm. Diễn thế thứ sinh: bắt đầu từ môi trường đã từng có quần xã nhưng bị phá huỷ, còn đất và một số sinh vật, diễn ra nhanh hơn.
Bài 11. Quần xã tiên phong: quần xã đầu tiên xuất hiện trong diễn thế (địa y, rêu). Quần xã đỉnh cực: quần xã ổn định cuối cùng, tương đối cân bằng với môi trường (rừng cây gỗ).
Bài 12. Thiên tai (núi lửa, cháy rừng, lũ lụt), hoạt động của con người (khai thác, đốt rừng, xây dựng), sự thay đổi khí hậu, sự xuất hiện của loài mới.
Bài 13. Sinh quyển là lớp vỏ của Trái Đất nơi có sự sống, gồm phần dưới khí quyển, toàn bộ thuỷ quyển và phần trên thạch quyển. Các khu sinh học chính: rừng nhiệt đới, rừng ôn đới, thảo nguyên, sa mạc, đài nguyên, đại dương.
Bài 14. Chu trình sinh – địa – hoá là chu trình tuần hoàn các nguyên tố hoá học giữa môi trường vô sinh và sinh vật. Các chu trình chính: chu trình nước, carbon, nitrogen, phosphorus.
Bài 15. Sinh vật phân giải phân huỷ xác chết và chất thải thành chất vô cơ, trả lại cho môi trường, giúp vật chất được tuần hoàn và tái sử dụng.
Bài 16. Vì năng lượng bị thất thoát khoảng 90% ở mỗi bậc dinh dưỡng nên năng lượng còn lại ở các bậc cao không đủ nuôi sống sinh vật; chuỗi quá dài sẽ không duy trì được.
Bài 17. Hiệu suất bậc 1 → 2: 100 000 / 1 000 000 = 10%. Hiệu suất bậc 2 → 3: 10 000 / 100 000 = 10%. Hiệu suất thấp vì phần lớn năng lượng mất qua hô hấp, bài tiết, rơi rụng và chỉ một phần được tích luỹ trong cơ thể.
Bài 18. Bậc dinh dưỡng cao nhất: diều hâu (bậc 4 trong chuỗi cỏ → chuột → rắn → diều hâu và cỏ → thỏ → rắn → diều hâu). Số chuỗi thức ăn: 4 chuỗi.
Bài 19. Đây là diễn thế thứ sinh vì môi trường đã từng có rừng, còn đất và hạt giống. Diễn biến tiếp theo: cây gỗ nhỏ dần thay thế cây bụi, hình thành rừng non rồi rừng trưởng thành ổn định (quần xã đỉnh cực) nếu không bị tác động thêm.
Bài 20. Vì môi trường ngày càng được cải tạo (đất dày hơn, ẩm hơn, nhiều chất dinh dưỡng hơn), tạo điều kiện cho nhiều loài có nhu cầu khác nhau cùng tồn tại; các mối quan hệ sinh thái ngày càng phức tạp, hỗ trợ nhiều loài cùng sống.
Bài 21. Vi khuẩn cố định đạm chuyển N₂ trong khí quyển thành NH₃/NH₄⁺ mà thực vật hấp thụ được, đưa nitrogen vào chu trình sinh học. Nếu không có chúng, thực vật thiếu nguồn đạm, năng suất sinh học giảm, chu trình nitrogen bị gián đoạn.
Bài 22. Phosphate dư thừa gây phú dưỡng: tảo phát triển mạnh, che ánh sáng; khi tảo chết, vi khuẩn phân huỷ tiêu thụ nhiều oxygen; nước thiếu oxygen, cá chết hàng loạt.
Bài 23. Bèo quang hợp cung cấp oxygen, hấp thụ chất dinh dưỡng dư thừa, hạn chế tảo độc; cây quanh ao giữ đất, giảm xói mòn, cung cấp bóng mát, lá rụng làm phân hữu cơ; cả hai giúp ổn định chu trình oxygen, carbon và dinh dưỡng trong ao.
Bài 24. Đảo núi lửa: bắt đầu từ đá trơ, không có đất, diễn ra rất chậm (hàng trăm năm), giai đoạn tiên phong là địa y. Ruộng bỏ hoang: bắt đầu từ đất đã có, có hạt giống, diễn ra nhanh (vài chục năm), giai đoạn tiên phong là cỏ dại.
Bài 25. Mất loài ưu thế làm thay đổi ánh sáng, độ ẩm, nhiệt độ trong rừng; các loài cây ưa sáng phát triển; quần xã bước vào diễn thế thứ sinh, có thể hình thành quần xã mới khác trước hoặc phục hồi rừng cũ nếu còn nguồn giống.
Bài 26. Mô hình vườn – ao – chuồng: phân chuồng ủ làm phân bón cho vườn và thức ăn cho cá (qua sinh vật phù du); bùn ao bón cho vườn; cây vườn cung cấp thức ăn cho vật nuôi. Mô hình tận dụng chu trình vật chất khép kín, giảm chất thải, tăng hiệu quả kinh tế và giảm ô nhiễm.