I. KIẾN THỨC TRỌNG TÂM
1) Chuỗi thức ăn
a) Định nghĩa: Chuỗi thức ăn là một dãy nhiều loài sinh vật có quan hệ dinh dưỡng với nhau. Mỗi loài là một mắc xích, vừa là sinh vật tiêu thụ mắc xích phía trước, vừa là sinh vật bị mắc xích phía sau tiêu thụ.
– Chuỗi thức ăn thể hiện mối quan hệ dinh dưỡng của các loài trong quần xã, trong đó loài này sử dụng 1 loài khác hay sản phẩm của nó làm thức ăn, về phía mình, nó lại làm thức ăn cho các loài kế tiếp. Ví dụ: Cỏ –> sâu –> ngóe sọc –> chuột đồng –> rắn hổ mang –> đại bàng. Đó là chuỗi (hay xích) thức ăn có 6 thành phần.
– Các đơn vị cấu trúc nên chuỗi thức ăn ở trên chính là các bậc dinh dưỡng. Trong quần xã, mỗi bậc dinh dưỡng gồm nhiều loài cùng đứng trong 1 mức năng lượng hay cùng sử dụng 1 dạng thức ăn. Ví dụ: trâu, bò, cừu, cá trắm cỏ đều ăn cỏ; ếch, chim sâu đều ăn sâu; mèo, rắn đều ăn chuột.
– Chiều dài của chuỗi thức ăn trên gồm 6 bậc, được bắt đầu từ cỏ và kết thúc bởi chim đại bàng hay động vật ăn thịt đầu bảng. Sau cỏ, sâu là động vật ăn cỏ, tạo nên thức ăn động vật đầu tiên cung cấp cho vật ăn thịt sơ cấp, tiếp tục, vật ăn thịt sơ cấp làm thức ăn cho vật ăn thịt thứ cấp.
b) Phân loại: Có 2 loại chuỗi thức ăn:
Trong thiên nhiên có 2 loại chuỗi thức ăn cơ bản: Chuỗi thức ăn được khởi đầu bằng sinh vật tự dưỡng và chuỗi thức ăn được khởi đầu bằng mùn bã sinh vật.:
+ Sinh vật tự dưỡng –> Động vật ăn sinh vật tự dưỡng –> Động vật ăn thịt các cấp.
+ Mùn bã sinh vật –> Động vật ăn mùn bã sinh vật –> Động vật ăn thịt các cấp.
– Chuỗi thức ăn thứ 2 là hệ quả của chuỗi thức ăn thứ nhất. Trong tự nhiên, chuỗi thức ăn thứ 2 thường đóng vai trò ưu thế. Những chất bài tiết của động vật và mảnh vụn xác động thực vật thường bị phân giải. Hai chuỗi thức ăn hoạt động đồng thời, song tùy nơi, tùy lúc mà 1 trong 2 chuỗi trở thành ưu thế. Ví dụ, trên đồng cỏ Mộc Châu vào mùa xuân hè, cỏ dồi dào, non tơ làm thức ăn cho trâu, bò và các loài côn trùng ăn cỏ. Vào mùa đông khô lạnh, cỏ cằn cỗi, úa vàng, chuỗi thức ăn khởi đầu bằng mùn bã sinh vật trở nên ưu thế hơn
Chuỗi thức ăn bắt đầu từ sinh vật sản xuất:
Ví dụ: Cỏ → Châu Châu → Ếch → Rắn – → Đại bàng → Sinh vật phân giải. Chuỗi thức ăn bắt đầu từ chất hữu cơ bị phân giải (mùn):
Ví dụ: Mùn → Ấu trùng ăn mùn → Sâu bọ ăn thịt → Cá → Sinh vật phân giải
c) Các thành phần của chuỗi thức ăn:
Sinh vật sản xuất: Bao gồm các sinh vật tự dưỡng như cây xanh, tảo.
Sinh vật tiêu thụ (SVTT): Bao gồm sinh vật không tự tổng hợp chất hữu cơ mà chỉ sử dụng chất hữu cơ đã được tổng hợp sẵn.
+ SVTT1: Là động vật ăn thực vật hay sinh vật kí sinh trên thực vật.
+ SVTT2: Là động vật ăn SVTT1 hay sinh vật kí sinh trên SVTT1.
+ Trong một chuỗi có thể có SVTT3, SVTT4…
Sinh vật phân giải: Gồm những vi khuẩn dị dưỡng, nấm, có khả năng phân hủy chất hữu cơ thành chất vô cơ.
d. Ý nghĩa nghiên cứu chuỗi thức ăn: Biết một loài nào đó trong quần xã, qua chuỗi thức ăn ta có thể dự đoán sự có mặt của một số loài khác giúp cho việc khai thác nguồn tài nguyên hơp lý.
2) Lưới thức ăn
a) Định nghĩa:
– Lưới thức ăn là tập hợp các chuỗi thức ăn, trong đó có 1 số loài sử dụng nhiều dạng thức ăn hoặc cung cấp thức ăn cho nhiều loài trở thành điểm nối các chuỗi thức ăn với nhau.
– Cấu trúc của lưới thức ăn càng phức tạp khi đi từ vĩ độ cao xuống vĩ độ thấp, từ khơi đại dương vào bờ. Các quần xã trưởng thành có lưới thức ăn phức tạp hơn các quần xã trẻ hay bị suy thoái.
b) Ví dụ:
3) Tháp sinh thái
– Khi xếp chồng liên tiếp các bậc dinh dưỡng từ thấp đến cao ta có 1 hình tháp. Đó là tháp sinh thái. Tháp sinh thái được chia thành 3 dạng: tháp số lượng, tháp sinh khối và tháp năng lượng.
– Trong 3 tháp, tháp năng lượng luôn có dạng chuẩn nghĩa là năng lượng vật làm mồi bào giờ cũng đủ đến dư thừa để nuôi vật tiêu thụ mình. Hai tháp còn lại đôi khi bị biến dạng. Ví dụ, giữa vật chủ và vật kí sinh, vật chủ có số lượng ít, vật kí sinh đông nên đáy tháp nhỏ còn đỉnh lại lớn. Trong các quần xã sinh vật nổi trong nước, sinh khối của vi khuẩn, tảo, phù du rất thấp, trong khi sinh khối của vật tiêu thụ lại lớn, tháp trở nên mất cân đối.
II. CÁC DẠNG BÀI TẬP
Bài 1: Hãy phát biểu nội dung qui luật hình tháp sinh thái. Nêu các loại hình tháp và cho biết loại hình tháp nào chiếm ưu thế nhất. Vì sao?
Hướng dẫn giải
1) Phát biểu nội dung qui luật: Trong một chuỗi thức ăn, loài nào có mắc xích càng xa vị trí của sinh vật sản xuất sẽ có sinh khối trung bình càng nhỏ.
2) Các loại hình tháp: Có 3 loại gồm hình tháp số lượng cá thể, hình tháp sinh khối và hình tháp năng lượng.
Trong 3 loại, hình tháp năng lượng ưu việt nhất vì có độ chính xác về chuyển hóa năng lượng cao so với hai loại kia.
Bài 2: Giải thích tại sao có sự giáng cấp năng lượng khi dòng năng lượng chuyển từ bậc dinh dưỡng thấp lên cao hơn?
Hướng dẫn giải
+ Do hệ số sử dụng có lợi của thức ăn trong cơ thể bao giờ cũng nhỏ hơn 100%. Do vậy sinh khối của sinh vật sản xuất bao giờ cũng lớn hơn sinh khối của SVTT1, sinh khối của SVTT1 lại lớn hơn sinh khối của SVTT2.
+ Do vậy, năng lượng chuyển từ bậc dinh dưỡng này sang bậc dinh dưỡng kế tiếp bị giảm xuống do các hoạt động hô hấp, bài tiết.
Bài 3: Dựa vào nội dung qui luật hình tháp sinh thái, con người đã vận dụng vào thực tiễn theo hướng có lợi như thế nào?
Hướng dẫn giải
+ Trong một hệ sinh thái nhân tạo, con người có biện pháp để giảm thiểu năng lượng mất đi do hô hấp và bài tiết để làm tăng hiệu suất khai thác.
Ví dụ: Vườn – ao – chuồng (VAC).
+ Các sinh vật ở cuối chuỗi có sinh khối bé bao gồm các động vật qúi hiếm như Gấu, Hổ, Sư tử… Do vậy cần phải có luật bảo vệ các sinh vật này để cân bằng hệ sinh thái.