Đề cương Sinh thái học | Đại học Sư Phạm Hà Nội
Đề cương Sinh thái học | Đại học Sư Phạm Hà Nội với những kiến thức và thông tin bổ ích giúp sinh viên tham khảo, ôn luyện và phục vụ nhu cầu học tập của mình cụ thể là có định hướng, ôn tập, nắm vững kiến thức môn học và làm bài tốt trong những bài kiểm tra, bài tiểu luận, bài tập kết thúc học phần, từ đó học tập tốt và có kết quả cao cũng như có thể vận dụng tốt những kiến thức mình đã học vào thực tiễn cuộc sống
Môn: Khoa học tự nhiên và Công nghệ
Trường: Đại học Sư Phạm Hà Nội
Thông tin:
Tác giả:
Tài liệu liên quan:
Preview text:
SINH THÁI HỌC CÁ THỂ
I. Môi trường và các nhân tố sinh thái.
1. Khái niệm về môi trường
* Môi trường: là nơi tồn tại, sinh trưởng, phát triển và tiến hóa của sinh vật, bao gồm tất cả các nhân
tố xung quanh sinh vật tác động trực tiếp, gián tiếp và tác động qua lại tới sự tồn tại, sinh trưởng,
phát triển và những hoạt động của sinh vật.
* Nơi sống: là một vùng đất, một khoảng không gian và bao gồm cả các sinh vật khác sống xung quanh.
* Các môi trường sống chủ yếu:
- Môi trường trên cạn (mặt đất – không khí): gồm mặt đất và các lớp khí quyển bao quanh Trái
Đất nơi có sinh vật sinh sống.
- Môi trường dưới nước: nước mặn, nước lợn, nược ngọt là nơi sinh sống của thủy sinh vật.
- Môi trường đất (trong đất): gồm các loại đất khác nhau trong đó có sv sinh sống.
- Môi trường sinh vật: gồm toàn bộ sinh vật như động vật, thực vật, con người,.. khi những sinh
vật đó là nơi sống của các sinh vật khác.
* Chức năng của môi trường đối với con người và sinh vật:
- Là không gian sống: mỗi đối tượng sinh vật cần một không gian sống khác nhau, tuy nhiên sinh
vật luôn có khả năng tự điều chỉnh qua đó thích ứng nhất định với mỗi không gian sống cụ thể.
- Cung cấp nguồn sống cho sinh vật, tài nguyên thiên nhiên cho con người.
- Là nơi lưu trữ thông tin của thế giới sống, là cơ sở nhân thức xã hội loài người.
- Là nơi chứa các chất thải ra trong các hoạt động sống.
2. Các nhân tố sinh thái
- Là các nhân tố môi trường có tác động trực tiếp hoặc gián tiếp đến đời sống của sinh vật và sinh
vật phản ứng lại bằng cách thích nghi.
Đinh Phúc Việt – K71B – K.Sinh học
* Nhân tố sinh thái vô sinh: là tất cả các nhân tố vật lí và hóa học của mt tự nhiên
- Khí hậu: ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm không khí, gió,..
- Thổ nhưỡng: đất, đá, mùn hữu cơ, tính chất lí hóa của đất,…
- Nước: nước biển, nước hồ, ao, sông, suối,…
- Địa hình: độ cao, độ trũng, độ dốc, hướng phơi,…
=> Giới hạn sự phân bố của các loài, quyết định sự xuất hiện hay không xuất hiện của loài.
* Nhân tố sinh thái hữu sinh: là thế giới hữu cơ của mt, là những mối quan hệ giữa sinh vật, gồm
các cơ thể sống như VSV, nấm, thực vật, động vật.
- Con người có ảnh hưởng lớn:
+ Tương tự động vật ở chỗ đều có những hoạt động như lấy thức ăn, bài tiết vào mt,.. Tuy nhiên
do có trí tuệ nên những tác động ấy có ý thức và có quy mô rộng lớn.
+ Chịu ảnh hưởng mạnh mẽ của nhân tố xã hội: chế độ xã hội.
-> Hoạt động của con người làm thay đổi mạnh mẽ môi trường, thậm chí có thể thay đổi hẳn môi
trường và quần xã sinh vật ở nhiều nơi. Con người là nhân tố sinh thái và là trọng tâm của các nhân tố sinh thái của mt.
Nhân tố môi trường Nhân tố sinh thái
- Là các thực thể hay các hiện tượng
riêng lẻ của tự nhiên cấu trúc nên
- Là các nhân tố môi trường có tác động môi trường.
trực tiếp hoặc gián tiếp đến đời sống của
- Tác động lên cơ thể sống không như sinh vật và sinh vật phản ứng lại bằng
nhau, một số yếu tố không thể hiện cách thích nghi.
ảnh hưởng rõ rệt lên đời sống sinh vật.
VD: Sông, núi, mây, nước, sấm chớp,
VD: ánh sáng, nước, nhiệt độ, độ ẩm,… gió, mưa, khí trơ,..
Đinh Phúc Việt – K71B – K.Sinh học
II. Một số quy luật tác động của nhân tố sinh thái lên đời sống sinh vật.
1. Giới hạn sinh thái
Sự tồn tại của sinh vật phụ thuộc nhiều vào cường độ tác động của các nhân tố sinh thái. Cường
độ tác động tăng hay giảm, vượt ra ngoài giới hạn thích hợp của cơ thể sẽ làm giảm khả năng sống
của sinh vật. Khi cường độ tác động tăng hơn ngưỡng cao nhất hoặc xuống thấp hơn ngưỡng thấp
nhất so với khả năng chịu đựng của cơ thể thì sinh vật không thể tồn tại.
- Giới hạn sinh thái: là giới hạn chịu đựng của sinh vật đối với một nhân tố sinh thái của môi
trường. Nằm ngoài giới hạn sinh thái, sinh vật không tồn tại được.
VD: Loài vi khuẩn suối nước nóng có giới hạn nhiệt độ từ 0 độ C – 90 độ C
Cá rô phi ở nước ta có giới hạn sinh thái từ 5,6 độ C – 42 độ C
- Khoảng thuận lợi: là khoảng của các nhân tố sinh thái ở mức độ phù hợp, đảm bảo cho sinh vật
thực hiện các chức năng sống tốt nhất.
- Khoảng ức chế sinh lí: là khoảng của các nhân tố sinh thái gây ức chế hoạt động sinh lí của sv.
- Mỗi cá thể, mỗi loài khác nhau có giới hạn sinh thái khác nhau. Có thể có giới hạn rộng đối với
nhân tố này nhưng lại hẹp với nhân tố khác. Loài có giới hạn rộng đối với nhiều nhân tố thì càng phân bố rộng…
- Ổ sinh thái: là một không gian sinh thái mà ở đó tất cả các nhân tố sinh thái của mt nằm trong
giới hạn sinh thái cho phép loài đó tồn tại và phát triển lâu dài. -> thể hiện cách sinh sống.
- Nơi ở: địa điểm cư trú của loài.
VD: Kích thước thức ăn, loại thức ăn, hình thức bắt mồi... của mỗi loài tạo nên các ổ sinh thái về
dinh dưỡng. Như chim ăn sâu, chim ăn hạt cây, trong đó có chim ăn hạt lớn, chim ăn hạt vừa, chim
ăn hạt nhỏ do khác nhau về kích thước mỏ. Như vậy, tuy chúng cùng nơi ở nhưng thuộc các ổ sinh
thái dinh dưỡng khác nhau.
-> Việc phân hóa thành các ổ sinh thái khác nhau là do mỗi loài sinh vật thích nghi với những điều
kiện sinh thái khác nhau, sự phân hóa còn giảm bớt sự cạnh tranh và tận dụng tốt nguồn sống.
Đinh Phúc Việt – K71B – K.Sinh học
2. Tác động tổng hợp của các NTST
Môi trường bao gồm nhiều nhân tố sinh thái luôn tác động qua lại, sự biến đổi của một nhân tố
sinh thái này có thể dẫn đến sự thay đổi về lượng và chất của nhân tố sinh thái khác và sinh vật chịu
ảnh hưởng của các thay đổi đó. Tất cả các nhân tố sinh thái của môi trường đề gắn bó chặt chẽ với
nhau thành tổ hợp sinh thái tác động lên đời sống sinh vật.
VD: Khi cường độ ánh sáng chiếu lên mặt đất thay đổi, độ ẩm không khí và đất cũng thay đổi theo
-> ảnh hưởng đến hoạt động phân giải các chất của VSV -> ảnh hưởng đến hoạt động dinh dưỡng khoáng của thực vật.
3. Tác động không đồng đều của các NTST lên hoạt động của cơ thể sống
Các nhân tố sinh thái có ảnh hưởng khác nhau lên các hoạt động của cơ thể sống, có nhân tố
cực thuận đối với quá trình này nhưng lại có hại hoặc nguy hiểm cho hoạt động khác.
VD: Khi nhiệt độ không khi tăng đến 40 – 45 độ C, các quá trình trao đổi chất ở động vật biến nhiệt
tăng , nhưng lại tác động đến hệ thần kinh làm kìm hãm sự di động, đờ đẫn vì nóng.
4. Tác động qua lại giữa sinh vật và môi trường.
Trong mối quan hệ qua lại giữa sinh vật với môi trường, không những môi trường tác động lên
sinh vật mà hoạt động của sinh vật cũng ảnh hướng tới nhân tố môi trường, có thể làm thay đổi tính
chất của các nhân tố đó.
VD: Khi trồng rừng làm tăng độ ẩm không khí và đất -> xuất hiện nhiều sinh vật trong đất -> hoạt
động mạnh phân giải mùn hữu cơ -> đất màu mỡ, tươi xốp….
5. Tương đồng sinh thái và dạng sống.
Những loài mang nhiều đặc điểm sinh thái giống nhau, mặc dù sống ở những vùng địa lí cách
xa nhau được gọi là những loài tương đồng sinh thái
VD: Động vật sống đào hang trong đất như dễ trũi hay chuột hốc đều có chi trước phát triển thành cơ quan đào bới.
Đinh Phúc Việt – K71B – K.Sinh học
III. Tác động của các nhân tố sinh thái lên đời sống sinh vật. 1. Ánh sáng
a) Ý nghĩa: Ánh sáng được coi là nhân tố sinh thái vừa có tác dụng giới hạn vừa có tác dụng điều
chỉnh. Ánh sáng trắng là nguồn dinh dưỡng của thực vật và ảnh hưởng trực tiếp đến động vật.
b) Phân bố không đồng đều theo không gian và thời gian:
- Cường độ ánh sáng giảm từ xích đạo đến 2 cực của Trái Đất do tăng góc lệch của tia tới và do
tăng độ dày của lớp khí quyển bao quanh.
- Ánh sáng chiếu vào tầng nước thay đổi về thành phần quang phổ, giảm về cường độ và độ dài
thời gian chiếu sáng. Ở độ sâu trên 200m ánh sáng không còn nữa.
- Ánh sáng biến đổi theo chu kì ngày đêm và theo mùa do Trái Đất quay quanh trục và quanh MT
theo quỹ đạo bầu dục với một góc 23 30’ o
so với mặt phẳng quỹ đạo. Do đó, mùa hè ở BBC, khi đi từ
xích đạo lên phía Bắc, một ngày dài ra, còn trong mùa đông thì ngắn lại. Mùa động ngược lại.
c) Ảnh hưởng đối với thực vật
Liên quan đến cường độ ánh sáng, thực vật chia làm 3 nhóm:
- Nhóm cây ưu sáng: những cây sống ở thảo nguyên, xavan, rừng thưa, cây nông nghiệp,…
- Nhóm cây ưu bóng: những cây sống ở nơi ít ánh sáng hay ánh sáng tán xạ như tán rừng, hang động,…
- Nhóm cây chịu bóng; những cây sống với ánh sáng vừa phải
* Ảnh hưởng tới hình thái giải phẫu:
- Cây mọc nơi trống trải, ánh sáng mạng có thân thấp, đường kính thân rộng, nhiều cành, tán rộng và ngược lại…
- Lá cây dưới tán thường nằm ngang, lá cây tầng trên xếp nghiêng tránh nắng trực tiếp.
- Lá cây nơi có nhiều ánh sáng có phiến nhỏ, dày, cứng, có màu xanh nhạt, tầng cutin dày, mô
giậu phát triển, nhiều gân lá,…
Đinh Phúc Việt – K71B – K.Sinh học
* Ảnh hưởng tới sinh lí:
- Cây ưu sáng: quang hợp đạt mức độ cao nhất trong mt có cường độ chiếu sáng cao, cường độ
hô hấp của lá ngoài sáng cao hơn lá trong bóng.
- Cây ưu bóng: mt có cường độ chiếu sáng thấp
d) Ảnh hưởng tới động vật
- Động vật ưu sáng: hoạt động ban ngày, có giới hạn rộng về độ dài bước sóng, cường độ và thời gian chiếu sáng.
- Động vật ưu tối: hoạt động về đêm, sống trong hang, dưới đáy biển,…có giới hạn hẹp….
* Sự định hướng: Ánh sáng là điều kiện để động vật nhận biết các vật và định hướng bằng thị giác
trong không gian -> có thể định hướng di chuyển, đi xa và trở về nơi cũ.
* Sự sinh sản: Ánh sáng sau khi kích thích cơ quan thị giác, thông qua các trung khu thần kinh ->
ảnh hưởng tới nội tiết -> ảnh hưởng thời gian phát dục ở động vật. 2. Nhiệt độ a) Ý nghĩa: …
b) Các hình thức trao đổi nhiệt:
- Sinh vật biến nhiệt: nhiệt độ cơ thể phụ thuộc hoàn toàn vào nhiệt độ môi trường và luôn luôn
biến đổi: thực vật, đv nhân sơ, vsv, nấm, đv không xương sống, cá, lưỡng cư, bò sát. -> hạn chê sự
thay đổi nhiệt: cây tiêu giảm lá, lá có lông, tập tính tránh nắng, cảm ứng…
- Sinh vật đẳng nhiệt: nhiệt độ cơ thể không thay đổi do cơ thể có cơ chế điều hòa nhiệt độ và sự
xuất hiện trung tâm điều hòa nhiệt độ ở não. Thông qua hoạt động sống sinh ra nhiệt bên trong cơ
thế, nhờ vậy mà ổn định. Khi nhiệt độ tăng cao, tăng cường tỏa bớt nhiệt. Hoặc chống mất nhiệt qua
lớp lông, da, lớp mỡ,…
c) Ảnh hưởng đến thực vật:
* Hình thái giải phẫu:
- Nhiệt độ cao lá xẻ thùy sâu, rễ cây ăn quả ôn đới ở nhiệt độ thấp có màu trắng, nhiệt độ cao màu sẫm, lớp gỗ dày.
Đinh Phúc Việt – K71B – K.Sinh học
- Vùng ôn đới mùa đông, cây thường rụng lá để hạn chế tiếp xúc với kk lạnh, hình thành vảy bảo
vệ chồi non và lớp bần. * Sinh lí:
- Lượng thức ăn và tốc độ tiêu hóa thức ăn.
- Mức độ trao đổi khí, nhiệt độ càng cao hô hấp càng tăng.
* Phát triển: Ở đv biến nhiệt phụ thuộc vào môi trường, khi nhiệt độ xuống quá thấp hoặc lên cao
quá thì đv không phát triển được. VD: trứng cá hồi phát triển ở 0 độ C
* Sinh sản: Khi nhiệt độ thích hợp thì động vật mới sinh sản, khi nhiệt độ lên quá cap hoặc thấp
hơn, cường độ sinh sản sẽ giảm hoặc ngừng trệ. VD: cá chép đẻ trứng ở <15 độ C.
* Trạng thái tạm nghỉ: Trạng thái ngủ hè hoặc ngủ đông.
* Phân bố: Giới hạn phân bố các loài sinh vật. VD: Ruồi quả > 13 độ C.
* Tập tính: Đào hang, xây tổ, tập trung với nhau thành đàn ở chim cánh cụt, lạc đà đứng sát nhau,… 3. Nước
a) Ý nghĩa: Thành phần của tất cả các tế bào sống, tham gia hầu hết các hoạt động sống, là môi
trường sống của nhiều loài sinh vật,…
b) Đặc điểm cơ bản mt nước và sự thích nghi của sinh vật: Đặc điểm
Thích nghi của sinh vật môi trường nước
- Thực vật sống trong nước thường có kích thước lớn, lá hình
Nước có độ đậm đặc lớn, có tác dải, mô nâng đỡ kém phát triển.
dụng nâng đỡ cho các cơ thể - Cơ thể nhiều loài động vật bơi nhanh nhờ hệ cơ phát triển và sống
mình thon nhọn hạn chế sức cản của nước. Một số loài như sứa,
mực có cấu tạo cơ thể bơi theo kiểu phản lực.
Cường độ ánh sáng trong nước - Thực vật trong nước thường là những loài ưa bóng và ngày yếu hơn trong không khí ngắn.
- Khả năng định hướng theo ánh sáng của một số loài động vật
kém, thay vào đó chúng có khả năng định hướng bằng âm
Đinh Phúc Việt – K71B – K.Sinh học
thanh. Các loài cá nhận biết vị trí bờ biển nhờ âm thanh của
sóng, sứa nhận biết báo qua nhịp sóng và chúng kịp thời lặn xuống sâu.
Nước có nhiệt độ ổn định hơn Có giới hạn nhiệt hẹp trong không khí
- Sinh vật hấp thụ khí qua bề mặt cơ thể (qua biểu bì ở thực vật
và qua da ở động vật) hoặc cơ quan chuyên hóa ở động vật như mang (cá, cua, hàu).
- Một số loài động vật tăng cường trao đổi khí bằng cách kéo
dài cơ thể như giun; hải quỳ, thủy tức có nhiều tua miệng liên
Nồng độ khí hòa tan trong lục khua vào nước. nước thấp
- Trong cơ thể có nhiều khoang chứa khí. Ở một số động vật,
lượng oxi liên kết trong máu lớn và cơ thể có lượng máu lớn
hoặc oxi liên kết với sắc tố trong cơ.
- Động vật tăng cường lấy khí thông qua các tập tính quẫy vây,
di chuyển, đớp bóng khí, ngoi lên mặt nước,..
Các nhóm sinh vật thích nghi với từng tầng nước khác nhau:
Càng xuống sâu, chế độ ánh - Tầng mặt: tảo lam,
sáng trong nước càng thay đổi
- Tầng giữa: tảo nâu - Tầng đáy: tảo đỏ
c) Cân bằng nước ở thực vật và các nhóm cây:
* Cân bằng nước ở thực vật: Được thể hiện qua sự điều chỉnh hài hòa giữa 3 quá trình: hút nước ở
rễ cây, vận chuyển và tích lũy nước trong cây, thải nước qua cơ quan thoát hơi nước trên lá và thân
cây. Khi thiếu nước, cây trải qua giai đoạn sinh lí rối loạn cân bằng nước, mỗi loài có giới hạn chịu đựng khác nhau.
* Các nhóm cây liên quan đến chế độ nước trên cạn:
- Cây ngập nước định kỳ: các loài sống trên đất bùn ở dọc bờ sông, ven bờ biển, vùng cửa sông
chịu tác động của thủy triều, bị ngập nước định kỳ. Hình thành rễ bên, lá cứng, hạ bì phát triển,… (sú, vẹt, đước,…)
- Cây ưa ẩm: sống trên đất ẩm như bờ ao, bờ sông, suối, rừng ẩm, có độ ẩm cao nhiều khi bão hòa hơi nước.
Đinh Phúc Việt – K71B – K.Sinh học
+ Cây ưu ẩm chịu bóng: lá ít lỗ khí, lỗ khí có ở 2 mặt lá, mỏng, rộng bản, tầng cutin mỏng, mô
giậu không phát triển (họ Thài lài, họ Ráy)
+ Cây ưu ẩm ưu sáng: mô giậu phát triển, lá hẹp, ít diệu dục (họ Lúa, họ Cói)
- Cây chịu hạn: Gồm những loài chịu được điều kiện môi trường khô hạn kéo dài: họ Xương
rồng, họ Thuốc bỏng, họ Lúa, họ Cói,…
+ Gồm cây chịu hạn mọng nước và cây lá cứng.
+ Cây có khả năng trữ nước trong cơ thể (ở rễ, củ, thân và lá).
+ Bảo vệ khỏi bị mất nước: lá, thân phủ lớp sáp hoặc lông rậm; vỏ có tầng cutincun dày; giảm
số lượng lỗ khí trên lá, lỗ khí nằm sâu trong tầng mô giậu, mô lá có nhiều tế bào tích nước; thu hẹp
diện tích lá như sự xẻ thùy, lá hình kim, lá biến thành gai; rụng lá vào mùa khô,..
+ Tăng khả năng tìm nước: rễ cọc rất phát triển, len lỏi để tìm nơi có nhiều nước, một số chiều
dài rễ gấp nhiều lần chiều cao thân; ở những cây có rễ chung, rễ ăn lan trên sát mặt đất với diện tích
lớn để hấp thụ hơi sương vào ban đêm; nhiều cây có rễ phụ cắm xuống đất hoặc treo lơ lửng trong không khí để hút ẩm.
+ Ở những nơi quá khô hạn, cây tồn tại dưới dạng hạt. Khi mùa mưa đến, dù lượng nước rất
thấp, hạt nảy mầm và nhanh chóng ra hoa kết trái, hạt duy trì đời sống của loài -> hiện tượng “trốn hạn”.
- Cây trung sinh: cây có tính chất trung gian giữa cây chịu hạn và cây ưu ẩm, phân bố rộng trên
khắp thế giới như các loài cây gỗ thường xanh rừng nhiệt đới, cây rừng thường xanh, cây nông
nghiệp,…Lá kích thước trung bình, mỏng, biểu bì và lớp cutin mỏng, lỗ khí mặt dưới,…
d) Cân bằng nước ở động vật và các nhóm động vật:
* Cân bằng nước ở động vật: là sự cân bằng giữa quá trình lấy nước, sử dụng và thải nước ra mt: - Uống nước
- Các phương thức hạn chế mất nước và điều hòa nước trong cơ thể động vật:
Đinh Phúc Việt – K71B – K.Sinh học
Do sống ở điều kiện khô hạn nên cần hạn chế mất nước và điều hòa lượng nước trong cơ thể một cách hợp lý:
+ Có các cơ quan tích nước dự trữ. Da có lớp sừng (bò sát), da hay các bộ phận phụ tham gia hô
hấp luôn ẩm ướt (ếch, nhái, cá chuối, cá trê,…). Tuyến mồ hôi kém phát triển.
+ Sự bài tiết nước tiểu ở dạng cần ít nước. Các loài bò sát, côn trùng, thân mềm bài tiết urea đặc
thay cho hợp chất ammonia (NH3) (vì ammonia cần hòa tan trong nhiều nước để giảm độc). Nhện
bài tiết guanine -> hình thành guanine và uric acid tốn ít nước nhất.
+ Có khả năng hạn chế mất nước do nhiệt độ môi trường quá cao. Ở động vật đẳng nhiệt có khả
năng chịu đựng sự tăng nhiệt độ cơ thể.
+ Tập tính tìm chỗ trú ẩn có độ ẩm cao, chỉ hoạt động khi môi trường có độ ẩm thích hợp: đào
hang dưới đất, tránh nắng dưới hốc đá, hoạt động vào ban đêm,...
* Nhóm động vật liên quan đến chế độ nước trên cạn:
- Nhóm đv ưa ẩm: có nhu cầu về độ ẩm môi trường sống hay lượng nước trong thức ăn cao (ếch nhái, ốc cạn,..)
- Nhóm đv ưu khô: có khả năng chịu đựng độ ẩm thấp, thiếu nước lâu dài, có các cơ quan và cơ
chế chống mất nước (bò sát đất, sâu bọ cánh cứng,..)
- Nhóm đv ưu ẩm vừa phải: trung gian …
* Trình bày tác động của các nhân tố sinh thái tới một loài sinh vật cụ thể sống trong môi trường xác định.
Các nhân tố sinh thái có thể ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển của các loài cá trong môi
trường nước. Dưới đây là một số tác động của các nhân tố sinh thái tới loài cá trong môi trường nước:
- Sự thay đổi nhiệt độ và môi trường nước: Nhiệt độ nước là yếu tố rất quan trọng đối với sự phát
triển và sinh trưởng của cá. Sự thay đổi nhiệt độ và môi trường nước có thể làm cho các loài cá khó
chịu hoặc không thể sinh trưởng. Ví dụ, khi nhiệt độ nước quá cao, nó có thể làm giảm lượng oxy có
trong nước, gây ra tình trạng thiếu oxy cho cá, làm giảm khả năng chuyển hóa thức ăn, gây mất cân
bằng hệ tiêu hoá, hoặc thậm chí là gây tử vong cho cá.
Đinh Phúc Việt – K71B – K.Sinh học
- Sự thay đổi chất lượng nước: Chất lượng nước là một yếu tố quan trọng đối với sự sống còn của
cá. Nếu nước bị ô nhiễm, các loài cá sẽ không thể sinh trưởng tốt hoặc thậm chí là tử vong. Các chất
độc hại có trong nước như kim loại nặng, hóa chất, hoặc chất thải sinh hoạt cũng có thể gây ảnh
hưởng xấu đến sức khỏe của cá.
- Sự thay đổi nguồn thức ăn: Thức ăn là một yếu tố quan trọng đối với sự phát triển và sinh
trưởng của cá. Nếu nguồn thức ăn của cá bị suy giảm, các loài cá sẽ không thể phát triển và sinh
trưởng tốt. Ngoài ra, sự thay đổi môi trường như sự thay đổi nhiệt độ và chất lượng nước cũng có
thể ảnh hưởng đến việc tìm kiếm thức ăn của cá.
- Sự mất môi trường sống tự nhiên: Sự mất môi trường sống tự nhiên như rừng ngập mặn, sông
suối có thể gây ra sự suy giảm số lượng các loài cá, làm mất đi sự đa dạng sinh học và giảm khả
năng thích nghi của cá trong môi trường mới. IV. Nhịp sinh học
Toàn bộ sự sống trên Trái Đất từ tế bào sống đến sinh quyển đều diễn ra theo chu kỳ nhất định
gọi là nhịp sinh học
Nhịp bên ngoài: biến đổi theo chu kỳ môi trường bên ngoài cơ thể sống
Nhịp bên trong: diễn ra trong cơ thể liên quan đến hoạt động sinh lí của sv
* Nhịp sinh học theo ngày đêm:
- Cơ thể đơn bào: trung roi ban ngày bơi lên mặt nước, đêm lặn xuống
- Cơ thể đa bào: nhịp quang hợp ở thực vật, bắt đầu từ sáng sớm, tăng dần đến gần trưc, giảm dần
và kết thúc khi trời tối
- Động vật đa bào: có hệ TK nên được thể hiện phong phú qua các phản xạ có điều kiện và phản
xạ bẩm sinh. Nhịp vận động, dinh dưỡng, phản xạ,…
- Ở người: nhịp về thân nhiệt, hô hấp, co bóp tim, nhịp ngủ,…
- Nhịp theo thủy triều: do lực hấp dẫn của Mặt Trăng và Mặt Trời
* Nhịp sinh học theo năm tháng: Khí hậu thay đổi theo chu kì (mùa) trong năm -> ảnh hưởng đến
đời sống sinh vật như nhịp sinh lí, tập tính sinh hoạt, sinh trưởng, di cư,…
Đinh Phúc Việt – K71B – K.Sinh học QUẦN THỂ SINH VẬT
1. Quần thể sinh vật
Quần thể sinh vật là tổ chức sống của các cá thể trong cùng một loài hoặc dưới loài, cùng sinh
sống trong một khoảng không gian xác định, vào một thời điểm nhất định, có khả năng sinh sản
hình thành nên thế hệ mới
VD: Những cây thông sống trên một cánh rừng tạo thành quần thể cây thông
Quần thể cá mòi cờ hoa di cư vào sông Hồng để sinh sản
Những con rệp sống trong vườn sau 2. Phân loại
- Quần thể dưới loài: Trong cùng một loài, hình thành do sự khác nhau về tính chất lãnh thổ phân
bố. Khác nhau ở một số đặc điểm cấu tạo, hình thái nhất định, có thể di truyền được => Đang trên
con đường hình thành loài mới.
- Quần thể địa lý: Do khác biệt về điều kiện khí hậu và cảnh quan phân bố. Không giao lưu với
nhau được bởi các trở ngại về địa lý không thể vượt qua => Dần dần có thể hình thành loài mới.
- Quần thể sinh thái: Khác nhau ở các ổ sinh thái, vùng sinh thái. Giao lưu đc với nhau, có sự trao đổi cá thể.
- Quần thể yếu tố: Sống trong một khu vực nhất định của sinh cảnh, sinh cảnh ít đồng nhất. Hầu
như không có sự trao đổi cá thể.
3. Quá trình hình thành quần thể
- Ban đầu có một số cá thể phát tán tới một môi trường sống mới.
- Những cá thể nào không thích nghi được với điều kiện sống mới của môi trường sẽ bị tiêu diệt
hoặc phải di cư sang nơi khác.
- Những cá thể còn lại thích nghi dần với điều kiện sống. Giữa các cá thể cùng loài gắn bó chặt
chẽ với nhau thông qua các mối quan hệ hỗ trợ hoặc cạnh tranh, tập hợp lại thành nhóm cá thể ổn
định, thích nghi với điều kiện ngoại cảnh.
Đinh Phúc Việt – K71B – K.Sinh học
- Nhóm cá thể cùng loài lớn dần, tăng thêm số cá thể thích nghi được với điều kiện môi trường
sử dụng được các nguồn sống mới -> tạo thành quần thể mới.
3. Những đặc trưng cơ bản của quần thể: kích thước quần thể, tỉ lệ giới tính, thành phần
nhóm tuổi, phân bố, mật độ
* Kích thước quần thể:
- Là số lượng cá thể, khối lượng hay năng lượng tích lũy trong các cá thể, phân bố trong khoảng
không gian của quần thể.
VD: Quần thể voi có kích thước 25 con/quần thể…
- Kích thước quần thể là đặc trưng của loài và có thể dao động từ kích thước tối thiểu tới kích thước tối đa:
+ Kích thước tối thiểu đảm bảo duy trì và phát triển quần thể. Nếu kích thước quần thể xuống
dưới mức tối thiểu, quần thể rơi vào trạng suy giảm dẫn tới diệt vong.
VD: Ở nước ta, nhiều loài đv bị săn bắt quá nhiều không còn khả năng phục hồi như quần thể tê giác
một sừng đã tuyệt chủng.
+ Kích thước tối đa là giới hạn cuối cùng về số lượng mà quần thể có thể đạt được, cân bằng với
khả năng cung cấp nguồn sống của môi trường. Nếu kích thước quá lớn, cạnh tranh giữa các cá thể
cũng như ô nhiễm, bệnh tật… tăng cao, dẫn tới một số cá thể di cư khỏi quần thể.
- Những loài có kích thước cơ thể nhỏ, sử dụng ít nguồn sống thường hình thành quần thể có số
lượng cá thể nhiều và ngược lại, những loài có kích thước cơ thể lớn, sử dụng nhiều nguồn sống
thường quần thể có số lượng cá thể ít.
- Phụ thuộc: Mức độ sinh sản (B) Mức độ tử vong (D)
Mức độ xuất cư (E) Mức nhập cư (I)
Nt = N0 + B + I – E – D
Nt, N0 : số lượng cá thể của quần thể tại thời điểm t và 0
Đinh Phúc Việt – K71B – K.Sinh học
* Tỷ lệ giới tính:
- Là tỉ số giữa số lượng cá thể đực/số lượng cá thể cái => Đảm bảo hiệu quả sinh sản của quần thể.
- Nói chung, tỉ lệ giới tính của các quần thể trong thiên nhiên là 1:1. Ở những loài sinh sản hữu
tính lại có khả năng sinh sản đơn tính, tỉ lệ cá thể đực thấp, nhiều khi trong quần thể chỉ toàn cá thể
cái. Những loài côn trùng sống thành xã hội (ong, mối, kiến) trong quần thể chỉ có một con chúa và bày con đực).
- Tỉ lệ đực cái cũng có thể biến đổi do sự thay đổi của môi trường, nhất là nhiệt độ, thời gian
chiếu sáng lên sự hình thành và phát triển của phôi.
- Ứng dụng sự hiểu biết về tỉ lệ giới tính vào chăn nuôi có thể chủ động điều chỉnh tỉ lệ này phù
phợ nhằm đạt được hiệu quả kinh tế cao. * Nhóm tuổi:
- Đảm bảo mối tương quan về số lượng cá thể giữa các nhóm tuổi với nhau trong quần thể, đảm
bảo cho quần thể thích ứng được với những điều kiện thay đổi của môi trường.
- Các cá thể trong quần thể được chia ra 3 nhóm tuổi: nhóm tuổi trước sinh sản, nhóm tuổi sinh
sản và nhóm tuổi sau sinh sản.
- Ngoài ra, người ta còn phân chia cấu trúc tuổi thành tuổi sinh lí, tuổi sinh thái và tuổi quần thể:
+ Tuổi sinh lí: thời gian sống có thể đạt tới của một cá thể trong quần thể (chết vì già).
+ Tuổi sinh thái: thời gian sống thực tế của cá thể (chết do các điều kiện thực tế của môi trường).
+ Tuổi quần thể: tuổi bình quân của các cá thể trong quần thể.
- Do đặc điểm sinh lí và sinh thái của các nhóm tuổi không giống nhau nên nhu cầu sử dụng
nguồn sống của sinh vật thuộc các nhóm tuổi khác nhau cũng khác nhau. Chúng tuy không có sự
phân bố cách li rõ rệt về nhóm tuổi nhưng chúng vẫn cách li về sinh học.
VD: Chim chào mào: mới nở - ăn côn trùng, bốn năm ngày tuổi – quả mềm, càng lớn càng ăn quả mềm nhiều,..
Đinh Phúc Việt – K71B – K.Sinh học
- Tuổi sinh thái chỉ các giai đoạn thực tế của đời sống: trước sinh sản, sinh sản và sau sinh sản.
Mức độ dài ngắn từng giai đoạn tùy thuộc từng loài.
- Nhóm tuổi của quần thể luôn luôn thay đổi, phụ thuộc vào điều kiện sống của môi trường. Khi
nguồn sống giảm -> cá thể non và già bị chết và ngược lại khi nguồn sống dồi dào -> sinh trưởng,
phát triển nhanh, kích thước quần thể tăng.
- Tháp tuổi: biểu thị tương quan về số lượng cá thể của từng nhóm tuổi
+ Dạng phát triển: đáy tháp rộng -> mức ss cao, cạnh tháp xiên và đỉnh nhọn -> mức tử vong
cao, mức ss > mức tv => đảm bảo quần thể phát triển, gặp ở quần thể có chu kỳ sống ngắn.
+ Dạng ổn định: đáy tháp rộng vừa phải, cạnh tháp đứng -> mức ss và tv đều không cao, mức ss chỉ bù đắp cho mức tv
+ Dạng giảm sút: đáy tháp hẹp -> mức ss thấp, lượng cá thể sinh ra ít không đủ bù cho cá thể tử
vong => quần thể dần diệt vong.
* Mật độ cá thể:
- Mật độ cá thể trong quần thể là số lượng cá thể hay khối lượng chất sống (sinh khối) trên một
đơn vị diện tích hay thể tích của quần thể.
VD: mật độ thông là 1000 cây/ha diện tích đồi, mật độ sâu rau là 2 con/m2 ruộng rau.
- Điều chỉnh tăng trưởng quần thể do tác động trực tiếp tới 4 yếu tố: sinh sản, tử vong, nhập cư và xuất cư.
- Mật độ có liên quan và chịu sự chi phối của các nhân tố sinh thái môi trường:
+ Nhân tố vô sinh: ảnh hưởng trực tiếp đến quần thể và không chịu sự chi phối của mật độ cá
thể (ánh sáng Mặt Trời, nhiệt độ không khí,…) -> nhân tố sinh thái không phụ thuộc mật độ.
+ Nhân tố hữu sinh: chịu sự chi phối của mật độ cá thể, khi mật độ tăng cao cạnh tranh càng gay
gắt ảnh hưởng đến nguồn sống, tâm sinh lý của các cá thể ->…. phụ thuộc mật độ.
- Sự phân bố nguồn sống của môi trường ảnh hưởng tới mật độ. Môi trường có nguồn sống càng
dồi dào -> mật độ càng có khả năng tăng cao.
- Mật độ không cố định mà thay đổi theo mùa, theo năm,.. tùy theo điều kiện môi trường sống.
Đinh Phúc Việt – K71B – K.Sinh học
* Sự phân bố cá thể:
- Phân bố cá thể trong quần thể phụ thuộc chủ yếu vào sự phân bố nguồn sống trong không gian
của quần thể, mức độ cạnh tranh và hỗ trợ giữa các cá thể trong quần thể.-> Ảnh hưởng tới khả năng
khai thác nguồn sống trong khu vực phân bố. Kiểu phân bố Đặc điểm Ý nghĩa sinh thái Ghi chú
Thường gặp khi nguồn sống Làm giảm mức độ cạnh Thường gặp ở các
phân bố một cách đồng đều tranh giữa các cá thể trong HST nhân tạo như Phân bố
trong môi trường và khi có quần thể và khai thác triệt ruộng lúa, rừng sản đồng đều
sự cạnh tranh gay gắt giữa để nguồn sống từ môi xuất,..
các cá thể trong quần thể trường
Là kiểu phân bố phổ biến Thể hiện qua hiệu quả Xuất hiện nhiều ở
nhất, gặp khi nguồn sống nhóm giữa các cá thể cùng sinh vật sống thành Phân bố theo
phân bố không đồng đều, loài – các cá thể hỗ trợ lẫn bầy đàn, khi chúng nhóm cá thể
các cá thể tập trung theo nhau trong việc kiếm mồi, trú đông, ngủ
từng nhóm ở những nơi có chống lại kẻ thù đông, di cư,..
điều kiện sống tốt nhất
Thường gặp điều kiện sống Sinh vật trong quần thể tận
thuận lợi, nguồn sống dồi dụng được nguồn sống
dào trong môi trường hoặc tiềm tàng từ môi trường
môi trường mới hình thành, Phân bố
giữa các cá thể không có sự ngẫu nhiên
hấp dẫn hoặc cạnh tranh gay
gắt, ít phụ thuộc lẫn nhau.
Khoảng cách giữa các cá thể
không ổn định và độc lập
- Xác định kiểu phân bố cá thể trong quần thể: Phương pháp tính giá trị phương sai (s2) của dãy
số liệu về số lượng cá thể:
Đinh Phúc Việt – K71B – K.Sinh học
4. Tăng trưởng quần thể:
* Các yếu tố ảnh hưởng: - Sức sinh sản (b):
+ Là khả năng sinh ra các cá thể mới của quần thể trong một khoảng thời gian. => Là tiềm năng
sinh học của quần thể, biểu thị khả năng phục hồi số lượng cá thể khi bị giảm sút hoặc gia tăng khi
nguồn sống của sinh cảnh phong phú.
+ Sức sinh sản tối đa (tỉ lệ sinh tuyệt đối/tỉ lệ sinh sinh lí) là khả năng sinh con theo khả năng
sinh lí, trong điều kiện lí tưởng không bị hạn chế bởi các nhân tố sinh thái.
+ Sức sinh sản thực tế (tỉ lệ sinh sinh thái) là khả năng sinh con trong điều kiện thực tế của mt.
+ Phụ thuộc: số lượng trứng (con non) sinh ra trong một lứa, số lứa đẻ của cá thể cái trong đời,
tuổi trưởng thành sinh dục, tỉ lệ giới tính,…
+ Sức sinh sản giảm khi mật độ cá thể tăng cao, đạt giá trị lớn nhất khi mật độ ở trung bình. - Mức tử vong (d):
+ Là số lượng cá thể của quần thể bị chết trong khoảng thời gian.
+ Tỉ lệ tử vong lý thuyết/tối thiểu là tử vong vì già, tỉ lệ tử vong thực tế…
+ Phụ thuộc: tuổi thọ trung bình của sv, điều kiện sống của mt, mức độ khai thác của con người.
+ Thay đổi tùy theo giới tính: ở ĐV, con đực mùa động dục chết nhiều, con cái mùa ss chết nhiều.
Đinh Phúc Việt – K71B – K.Sinh học
+ Thay đổi tùy điều kiện sống, kích thước cơ thể và nhóm tuổi: mức sống sót:
Đường cong I: mức tư vong thấp ở những nhóm tuổi nhỏ, hầu hết cá thể sống đến giai đoạn trường
thành => Các loài thú có kích thước cơ thể lớn (cả con người), đẻ ít con, tập tính chăm sóc con tốt,
sử dụng nhiều nguồn sống.
Đường cong II: mức tử vong đồng đều ở các nhóm tuổi, nhu cầu sống các nhóm tuổi tương tự nhau,
ít có biến động => Các loài có kích thước cơ thể trung bình, không sử dụng quá nhiều nguồn sống.
Đường cong III: mức tử vong ở những nhóm tuổi thấp cao hơn nhóm tuổi cao, phần lớn bị tử vong ở
giai đoạn trứng, ấu trùng và con non => Phổ biến các loài cá, ếch nhái, bò sát với kích thước cơ thể
nhỏ sử dụng ít nguồn sống.
- Phát tán của quần thể:
+ Xuất cư (e) là hiện tượng một số cá thể rời bỏ quần thể của mình chuyển sang sống ở quần thể
bên cạnh hoặc di chuyển đến nơi ở mới. -> tăng cao khi cạn kiệt nguồn sống, nơi ở chật chội, sự
cạnh tranh giữa các cá thể trở nên gay gắt.
+ Nhập cư (i) là hiện tượng một số cá thể nằm ngoài quần thể chuyển tới sống trong quần thể.
+ Phụ thuộc: khả năng cung cấp nguồn sống của mt, thay đổi của điều kiện khí hậu, tập tính,…
+ Vai trò: làm cho cá thể của vùng này chuyển sang vùng khác sinh sống, từ một quần thể địa
phương hình thành nhiều quần thể chiếm cứ.
Đinh Phúc Việt – K71B – K.Sinh học
* Tăng trưởng quần thể:
Tăng trưởng quần thể là quá trình gia tăng số lượng các cá thể cùng loài trong một khu vực nhất định. Phụ thuộc vào:
- Yếu tố bên trong: tiềm năng sinh học của loài – khả năng sinh sản, tuổi thọ, khả năng tìm kiếm
thức ăn, khả năng chống chọi,…
- Yếu tố bên ngoài: khả năng cung cấp nguồn sống của môi trường – cung cấp thức ăn, nơi ở, tác
động đến ss, tv, nc và xc.
Tăng trưởng theo tiềm năng sinh học
Tăng trưởng trong môi trường giới hạn Tiêu chí (Mô hình hàm số mũ) (Mô hình logistic)
Nguồn sống dồi dào, diện tích không
Nguồn sống không phải lúc nào cũng
Điều kiện lim, sức sinh sản lớn, kích thước quần
thuận lợi, sức sinh sản không phải lúc nào thể nhò hơn sức chứa. ½ cũng lớn. Hàm Có dạng chữ J Có dạng chữ S Đồ thị
Loài có kích thước nhỏ, tuổi thọ thấp, Loài có kích thước lớn, tuổi thọ cao, tuổi Xảy ra
tuổi trưởng thành sinh dục sớm, sức sinh trưởng thành sinh dục đến muộn, sinh sản sản lớn ít.
Trong thực tế rất ít trong thời gian dài, Khoảng chênh lệch giữa đường 2 loại
chỉ xuất hiện ở một số loài hoặc trong đường cong sinh trưởng biểu thị mức độ Ghi chú
một thời gian nhất định khi kích thước cản trở của điều kiện môi trường.
quần thể nhỏ hơn hoặc bằng một nửa sức chứa.
Đinh Phúc Việt – K71B – K.Sinh học
* Phân biệt sức chứa và sức đối kháng:
- Sức chứa (carrying capacity), ký hiệu là K là kích thước tối đa của quần thể mà môi trường có
thể duy trì được để chỉ số lượng cá thể hạn chế trong mỗi khu vực phân bố. Sức chứa có thể thay đổi
theo không gian, thời gian và phụ thuộc vào khả năng cung cấp nguồn sống của môi trường.
- Sức đối kháng (resistance capacity) là khả năng chống lại sự xâm nhập hoặc sự thay đổi từ các
tác động bên ngoài, bao gồm cả tác động của con người. Nhằm duy trì cấu trúc và chức năng của
mình mà không bị ảnh hưởng quá mức bởi các yếu tố bên ngoài.
=> Sức chứa và sức đối kháng có một số điểm khác biệt chính như sau:
+ Sức chứa liên quan đến khả năng hỗ trợ số lượng cá thể trong một môi trường, trong khi sức
đối kháng liên quan đến khả năng chống lại các tác động bên ngoài.
+ Sức chứa thường được xác định dựa trên khả năng của môi trường cung cấp nguồn sống và
môi trường ổn định để hỗ trợ số lượng cá thể, trong khi sức đối kháng thường được xác định dựa
trên khả năng của hệ sinh thái chống lại các tác động bên ngoài.
+ Sức chứa thường được xem như một yếu tố giới hạn trong sự phát triển quần thể của một loài,
trong khi sức đối kháng được xem như một yếu tố quyết định khả năng tồn tại của một hệ sinh thái
trước các tác động bên ngoài.
5. Chiến lược chọn lọc của quần thể
- Tăng trưởng theo “chiến lược r”:
+ Những loài thích ứng cao với điều kiện môi trường. Kích thước nhỏ nên dùng ít nguồn sống.
+ Tuổi đời cá thể ngắn, tuổi trưởng thành sinh dục sớm, mức độ ss rất cao, cá thể đẻ nhiều
trứng hoặc đẻ nhiều con mỗi lứa và đẻ nhiều lứa trong năm.
+ Trứng và con non sinh ra không được bảo vệ và chăm sóc tốt, mức độ tử vong của các nhóm
tuổi thấp cao hơn nhóm tuổi cao -> không đạt tới giới hạn sử dụng nguồn sống của mt
=> Cây một vụ/một năm, hầu hết các loài đv nổi, côn trùng, một số loài chim và gặm nhấm có kích thước cơ thể nhỏ.
Đinh Phúc Việt – K71B – K.Sinh học
- Tăng trưởng theo “chiến lược K”:
+ Những loài sống trong môi trường ổn định, điều kiện khí hậu ít thay đổi.
+ Kích thước cơ thể lớn, các cá thể có tuổi thọ cao và trưởng thành sinh dục muộn.
+ Mức ss thấp, trứng và con non được bảo vệ và chăm sóc tốt. Số lượng tử vong thấp -> sử
dụng hết nhiều nguồn sống, thường đạt mức giới hạn
=> Các loài cây lâu năm, chim, thú, có kích thước cơ thể lớn.
6. Trạng thái cân bằng
* Trạng thái cân bằng của quần thể: là trạng thái quần thể có số lượng cá thể ổn định và phù hợp
với khả năng cung cấp nguồn sống của môi trường.
* Cơ chế điều chỉnh:
Thực chất là cơ chế điều hóa mật độ quần thể, khi số lượng cá thể giảm xuống quá thấp hoặc tăng
lên quá cao. Được thực hiện theo 2 phương thức:
- Phương thức điều hòa khắc nhiệt gây ảnh hưởng rõ rệt lên mức tử vong của quần thể, thông qua
các hình thức như tự tỉa thưa hoặc ăn thịt lẫn nhau.
- Phương thức điều hòa mềm dẻo ảnh hưởng tới mức sinh sản, tử vong, xuất cư và nhập cư,
thông qua các hình thức như một loài có khả năng tiết chất hóa học ức chế tăng trưởng của loài
khác, một số giảm mức sinh sản, tăng mức xuất cư,..
7. Các mối quan hệ sinh thái trong quần thể * Quan hệ hỗ trợ:
- Là mối quan hệ giữa các cá thể cùng loài hỗ trợ lẫn nhau trong các hoạt động sống như lấy
thức ăn, chống lại kẻ thù, sinh sản…
- Hiện tượng phổ biến khi sinh vật sống quần tụ, bầy đàn hay xã hội.
=> Đảm bảo cho quần thể thích nghi tốt hơn với điều kiện của môi trường và khai thác được nhiều
nguồn sống thông qua hiệu suất nhóm:
+ Các cá thể trong nhóm khai thác tối ưu nguồn sống của mt, một số cá thể giảm tiêu hao O2.
Đinh Phúc Việt – K71B – K.Sinh học
+ Phân chia thứ bậc và chức năng rõ ràng giữa các cá thể trong bầy.
+ Hình thành tổ chức xã hội sinh vật, sv chống chọi với điều kiện môi trường và tự vệ tốt hơn, tránh kẻ thù.
+ Trong nhóm, con non được bố mẹ chăm sóc tốt hơn => Khả năng sống sót và sinh sản của các
cá thể trong nhóm tốt hơn.
* Quan hệ cạnh tranh
- Xuất hiện: khi mật độ cá thể của quần thể tăng quá cao, nguồn sống của môi trường không đủ
cung cấp cho mọi cá thể trong quần thể. Các cá thể trong quần thể cạnh tranh nhau giành nguồn
sống như thức ăn, nơi ở, as… hoặc con đực tranh giành nhau con cái. - Các hiện tượng: + Xuất cư khỏi đàn.
+ Tự tỉa thưa ở thực vật: + Ký sinh cùng loài. + Ăn thịt đồng loại - Ý nghĩa:
+ Duy trì số lượng và sự phân bố các cá thể trong quần thể ở mức ổn định, phù hợp; bảo đảm sự
tồn tại và phát triển ổn định.
+ Cạnh tranh cá thể -> phân hóa được các cá thể khỏe mạnh, đào thải được các cá thể yếu ->
thúc đẩy chọn lọc tự nhiên.
+ Phân hóa ổ sinh thái về thức ăn -> tăng cường khai thác thức ăn trong mt.
+ Cạnh tranh -> phân chia lãnh thổ -> tránh ẩu đả quyết liệt giữa các cá thể trong quần thể
Đinh Phúc Việt – K71B – K.Sinh học
Từ những kiến thức cơ bản về sinh thái học quần thể đã được học, em rút ra những biện pháp
sinh thái học nào có thể góp phần bảo vệ hiệu quả các loài sinh vật đang có nguy cơ bị suy thoái
- Bảo vệ và khôi phục môi trường sống của các loài: Điều này bao gồm việc bảo vệ và phục hồi
các khu vực sinh thái tự nhiên, bao gồm cả đất đai, môi trường nước, rừng, đầm lầy, đại dương và
các khu vực địa đặc biệt khác. Việc đảm bảo môi trường sống của các loài sinh vật là điều quan
trọng nhất trong việc bảo vệ các loài đang có nguy cơ bị suy thoái.
- Giảm thiểu sự khai thác các nguồn tài nguyên thiên nhiên: Sự khai thác quá mức các nguồn tài
nguyên thiên nhiên là một trong những nguyên nhân chính gây suy thoái các loài sinh vật. Việc giảm
thiểu sự khai thác này sẽ giúp giảm thiểu sự suy thoái của các loài sinh vật.
- Giảm thiểu sự xâm hại của con người đến các khu vực sinh thái: Sự phát triển kinh tế và xã hội
đang dẫn đến sự xâm hại ngày càng lớn đến các khu vực sinh thái và các loài sinh vật sống trong đó.
Việc giảm thiểu sự xâm hại này sẽ giúp giảm thiểu sự suy thoái của các loài sinh vật.
- Khuyến khích sự phát triển bền vững: Việc phát triển bền vững là một trong những biện pháp
quan trọng nhất để bảo vệ các loài sinh vật đang có nguy cơ bị suy thoái. Sự phát triển bền vững
đảm bảo rằng sự phát triển kinh tế và xã hội sẽ không gây ra sự suy thoái đáng kể cho các loài sinh
vật và các khu vực sinh thái.
- Giáo dục và nâng cao nhận thức cộng đồng: Việc nâng cao nhận thức của cộng đồng về việc
bảo vệ môi trường và các loài sinh vật là rất quan trọng để giúp giảm thiểu sự suy thoái của các loài sinh vật.
Đinh Phúc Việt – K71B – K.Sinh học QUẦN XÃ SINH VẬT
1. Khái niệm quần xã
Quần xã là một tập hợp các các quần thể sinh vật thuộc nhiều loài khác nhau cùng sống trong
một không gian nhất định (sinh cảnh). Các sinh vật trong quần xã có mối quan hệ gắn bó với nhau
và luôn tương tác với các nhân tố sinh thái của môi trường hình thành một thể thống nhất, do vậy
quần xã có cấu trúc tương đối ổn định. Các sinh vật trong quần xã thích nghi với môi trường sống của chúng.
2. Các đặc trưng cơ bản của quần xã.
a) Đặc trưng về thành phần loài: * Loài ưu thế:
- Là loài đóng vai trò quan trọng trong quần xã do có số lượng cá thể nhiều, sinh khối lớn và mức
độ hoạt động mạnh. => giữ vai trò quyết định trong chiều hướng phát triển của quần xã.
- Một loài trở thành loài ưu thế khi nó cạnh tranh thắng thế trong môi trường có sự giới hạn về
nguồn sống hoặc khi loài đó tránh được vật ăn thịt hay sinh vật gây bệnh.
VD: Lúa là loài ưu thế trong quần xã ruộng lúa
* Loài đặc trưng: Là loài chỉ có ở một quần xã nào đó, hoặc ở đó chúng có nhiều hơn hẳn tạo nên sự
nổi bật so với nơi khác. Thường có giới hạn sinh thái hẹp.
VD: Cây tràm là loài đặc trưng của quần xã rừng U Minh; cây cọ là loài đặc trưng ở quần xã vùng đồi Phú Thọ;…
* Loài chủ chốt: Là loài có số lượng/sinh khối ít nhưng chúng kiểm soát đa dạng của quần xã thông
qua sự hoạt động dinh dưỡng – kiểm soát chuỗi thức ăn => hạn chế không cho một loài nào đó phát triển quá mức.
VD: Trong rừng nhiệt đới hoặc trên Savan, thì loài chủ chốt thường là vật săn mồi như hổ, sư tử, báo.
* Loài đặc hữu: Là loài chỉ xuất hiện trong một giới hạn địa lý nhất định không tìm thấy bất kì ở nơi nào khác.
Đinh Phúc Việt – K71B – K.Sinh học
VD: Ở Việt Nam có sao la, mang Trường Sơn; cá cóc Tam Đảo,…
* Loài ngoại lai: Là loài không phải sv bản địa mà được di nhập từ một vùng/quốc gia này đến một vùng/quốc gia khác.
VD: Ốc bươu vàng di nhập vào VN gây thiệt hại nhiều cho nông nghiệp.
* Loài thứ yếu: Là loài có số lượng/sinh khối ít hơn với loài ưu thế, thích ứng được với các nhân tố
sinh thái do loài ưu thế tạo ra. Luôn cạnh tranh với loài ưu thế, có thể thay đổi loài ưu thế trong quá
trình diễn thế sinh thái.
* Loài ngẫu nhiên: Là loài có tần suất xuất hiện và độ phong phú thấp, nhưng sự có mặt của nó làm
tăng mức đa dạng cho quần xã. Có giới hạn sinh thái rộng. * Loài cơ sở: ????
b) Đặc trưng về mức độ đa dạng của quần xã:
* Độ đa dạng của quần xã: Được thể hiện trên 2 thành phần:
- Sự phong phú về loài – số lượng các loài khác nhau trong quần xã.
- Sự phong phú tương đối của các loài khác nhau – tỉ lệ mỗi loài trên tổng số cá thể trong quần xã.
* Công cụ xác định độ đa dạng: Chỉ số Shannon, quần xã nào có chỉ số cao hơn thì độ đa dạng lớn hơn:
* Giải thích hai quần xã cùng số lượng loài nhưng khác nhau mức độ đa dạng:
VD: Có hai quần xã giả định, mỗi quần xã có 100 cá thể, tương ứng với 5 loài kí hiệu A, B, C, D, E.
Quần xã 1: 20A, 20B, 20C, 20D, 20E
Quần xã 2: 80A, 10B, 3C, 2D, 5E
Đinh Phúc Việt – K71B – K.Sinh học
Tính chỉ số Shannon -> khác nhau. Do độ phong phú về thành phần loài thì tương đương nhau
nhưng độ phong phú tương đối của mỗi loài trong quần xã lại khác nhau. QX1 có sự đồng đều về số
lượng cá thể của mỗi loài,…
* Vai trò của đa dạng sinh học đối với sự ổn định của quần xã:
- Đa dạng sinh học đóng vai trò quan trọng trong duy trì sự ổn định của quần xã.
- Sự đa dạng trong quần xã giúp tăng cường khả năng chịu đựng của quần xã trong trường hợp
môi trường thay đổi hoặc bị ảnh hưởng bởi các tác nhân bên ngoài.
- Đa dạng cũng cung cấp cho quần xã nhiều tùy chọn về sự tương tác và cạnh tranh giữa các loài
trong quần xã, giúp duy trì sự cân bằng và tăng cường tính ổn định của quần xã trong thời gian dài.
c) Đặc trưng về sự phân bố cá thể trong quần xã.
Phân bố cá thể trong không gian của quần xã tuỳ thuộc vào nhu cầu sống của từng loài, nhằm
giảm bớt mức độ cạnh tranh giữa các loài và nâng cao hiệu quả sử dụng nguồn sống của môi trường:
- Phân bố cá thể trong quần xã theo chiều thẳng đứng: như sự phân thành nhiều tầng cây thích
nghi với điều kiện chiếu sáng khác nhau trong rừng mưa nhiệt đới. Sự phân tầng của thực vật kéo
theo sự phân tầng của động vật.
- Phân bố cá thể theo chiều ngang: các loài thường tập trung ở những nơi có điều kiện sống thuận
lợi như: đất màu mỡ, nhiệt độ và độ ẩm thích hợp…như sự phân bố của sinh vật từ đỉnh núi, sườn
núi đến chân núi; hay sự phân bố sinh vật từ vùng đất ven bờ biển đến vùng khơi xa.
d) Đặc trưng về chức năng dinh dưỡng: sinh vật sản xuất, sinh vật tiêu thụ và sinh vật phân giải.
3. Các mối quan hệ trong quần xã.
Đinh Phúc Việt – K71B – K.Sinh học
Đinh Phúc Việt – K71B – K.Sinh học
Đinh Phúc Việt – K71B – K.Sinh học
Hãy trình bày về hiện tượng khống chế sinh học, ứng dụng của hiện tượng này trong sản xuất
nông nghiệp. Vì sao có thể dùng câu nói “vỏ quýt dày có móng tay nhọn” để nói về mối quan hệ
vật ăn thịt - con mồi.
* Hiện tượng khống chế sinh học:
- Khống chế sinh học là hiện tượng loài này phát triển số lượng sẽ hãm sự phát triển của loài
khác. VD: Vào ngày mùa, lúa tốt tươi, chuột đồng có nhiều thức ăn phát triển nhanh về số lượng.
Chuột làm thức ăn cho rắn nên số lượng rắn tăng lên. Sự phát triển đàn rắn làm số lượng chuột giảm xuống.
- Nguyên nhân và vai trò của khống chế sinh học:
+ Nguyên nhân: Trong quần xã, các loài sinh vật có quan hệ mật thiết về dinh dưỡng nơi ở, loài
này là nguồn thức ăn cho loài khác. Do vậy, thường xuyên xảy quan hệ đối địch giữa các loài với
nhau, tạo ra sự kìm hãm về phát triển lượng trong mỗi quần thể.
+ Vai trò của hiện tượng không chế sinh học: Sự không chế số lượng trong mỗi quần thể đã điều
chỉnh tỉ lệ sinh tử vong dẫn đến cân bằng quần thể. Các quần thể trong một quần xã sinh vật được
cân bằng dẫn đến hiện tượng cân băng quần xã.
* Ứng dụng khống chế sinh học trong sản xuất nông nghiệp:
Sử dụng thiên địch để phòng trừ sâu hại hay dịch bệnh thay cho việc sử dụng thuốc trừ sâu. VD sử
dụng ong kí sinh diệt bọ dừa.
* Giải thích “vỏ quýt dày có móng tay nhọn” – quan hệ vật ăn thịt con mồi:
- Quan hệ vật ăn thịt con mồi (+/-) trong đó các loài được lợi là vật ăn thịt (hổ, báo mèo,..), chúng
thường xuyên tìm kiếm rồi giết chết một loài động vật nào đó gọi là con mồi. -> làm giảm ngay lập
tức số lượng con mồi trong quần thể.
Đinh Phúc Việt – K71B – K.Sinh học
- Khi loài được lợi săn được coi mồi của mình, nhưng chúng đâu biết rằng chúng chính lại là con
mồi của một loài khác. Loài này có thể là con mồi của một loài, có thể là vật ăn thịt của một loài khác.
VD: Bọ ngựa ăn sâu lá cây -> Rắn ăn bọ ngựa.
Theo nguyên tắc của cạnh tranh loại trừ, điều gì sẽ xảy ra nếu hai loài có ổ sinh thái giống
nhau, cạnh tranh để tranh giành nguồn sống? Giải thích?
Trong môi trường không bị tác động nhiễu loạn, loài nào sử dụng nguồn sống hiệu quả hơn, loài nào
sinh sản nhanh hơn (tuổi trưởng thành sinh dục sớm, số con sinh ra nhiều) sẽ thắng thế, loài còn lại sẽ bị loại trừ
4. Diễn thế sinh thái
* 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.
VD: diễn thế sinh thái hình thành rừng cây gỗ lớn.
* Diễn thế nguyên sinh và diễn thế thứ sinh:
Các giai đoạn của diễn thế Kiểu diễn thế Giai đoạn khởi đầu Giai đoạn giữa
Giai đoạn cuối (đỉnh cực) (tiên phong) Diễn thế
- Khởi đầu từ một môi - Các quần xã sinh vật - Hình thành quần xã có tính
nguyên sinh trường không có sinh biến đổi tuần tự, thay thế ổn định, bền vững, thành
vật (trống trơn không lẫn nhau và ngày càng phần loài phong phú, các có sự sống) phát triển đa dạng.
loài đều có ổ sinh thái hẹp,
- Hình thành quần xã - Mỗi quần xã sẽ làm độ phong phú tương đối của
tiên phong bao gồm thay đổi các nhân tố vô mỗi loài thấp và có tính
các loài ưu sáng, có sinh theo hướng phù hợp đồng đều.
chu kì sống ngắn, thích với nhu cầu của mỗi loài - Theo chiều hướng mất đỉnh
ứng được với biến trong quần xã
cực do sự khai thác của con động của mt
người thì DTNS diễn ra tuần
Đinh Phúc Việt – K71B – K.Sinh học
tự theo một quy luật nhất định.
- Khởi đầu ở môi - Một quần xã mới phục - Có thể theo 2 chiều hướng:
trường đã có quần xã hồi thay thế quần xã bị tiêu cực, dẫn đến quần xã
nhất định nhưng sau đó hủy diệt, các quần xã biến mất đỉnh cực, da dạng
quần xã bị hủy hoại bởi đổi tuần tự, thay thế lẫn giảm….tích cực… Diễn thế
tác dộng của tự nhiên nhau.
- Theo chiều hướng mất đỉnh thứ sinh hoặc con người
cực do sự khai thác của con
người thì DTTS nếu dừng lại
ở gđ nào thì diễn thế sẽ dừng
lại và tiến trình diễn ra sau
đó theo xu hướng ngược lại.
* Nguyên nhân và động lực của diễn thế.
- Tác động của ngoại cảnh lên quần xã: thể hiện qua nhiều mặt như khí hậu, thổ nhưỡng, địa chất,
…Kết quả của tác động là quá trình đào thải những loài kém thích nghi bằng con đường cạnh tranh
và sự phát triển hay du nhập của những loài mới thích nghi với mt sống.
- Tác động của quần xã lên ngoại cảnh của nó: có thể làm thay đổi hoặc phá hủy, hình thành nên
một sinh cảnh mới. Con người là nhân tố quan trọng làm thay đổi thiên nhiên một cách có ý thức
hoặc vô ý thức, tiêu cực hay tích cực.
- Sự tương tác giữa các thành phần trong quần xã: tạo điều kiện cho nhau phát triển hoặc kìm
hãm nhau thông qua quan hệ cạnh tranh hoặc ức chế cảm nhiễm, hỗ trợ hay hợp tác.
* Giải thích hiện tượng “tự đào huyệt chôn mình” của diễn thế sinh thái:
Do sự cạnh tranh gay gắt của các loài trong quần xã, sự hoạt động mạnh mẽ của nhóm loài ưu thế
làm biến đổi quần xã, làm thay đổi điều kiện sống, từ đó tạo điều kiện cho nhóm loài khác có khả
năng cạnh tranh cao hơn trở thành loài ưu thế mới
Đinh Phúc Việt – K71B – K.Sinh học HỆ SINH THÁI 1. Khái niệm
Hệ sinh thái là tổ hợp của một quần xã sinh vật với môi trường vật lý mà quần xã đó tồn tại,
trong đó các sinh vật tương tác với nhau và với môi trường để tạo nên chu trình vật chất (chu trình
sinh - địa - hoá) và sự chuyển hóa của năng lượng.
VD: Ao, hồ, một khu rừng, một con sông, thậm chí một vùng biển...là những hệ sinh thái điển hình
=> Hệ sinh thái luôn là một hệ động lực hở và tự điều chỉnh, bởi vì trong quá trình tồn tại và phát
triển, hệ phải tiếp nhận cả nguồn vật chất và năng lượng từ môi trường
2. Các kiểu hệ sinh thái
Đinh Phúc Việt – K71B – K.Sinh học
3. Cấu trúc của hệ sinh thái a) Theo thành phần:
* Thành phần cấu trúc của hệ sinh thái: Một hệ sinh thái hoàn chỉnh được cấu trúc gồm các thành
phần chủ yếu sau: yếu tố vô sinh và yếu tố hữu sinh:
- Các yếu tố vô sinh, bao gồm:
+ Các chất vô cơ trong đất, nước và không khí (C, N, O2, CO2, Ca, P,…)
+ Các chất hữu cơ (protein, lipid, carbonhydrate, mùn,..)
+ Các yếu tố khí hậu (nhiệt độ, ánh sáng, gió, lượng mưa,.. ) -> mt vật lí (sinh cảnh) để quần xã phát triển. - Các yếu tố hữu sinh:
+ Sinh vật sản xuất: sinh vật tự dưỡng bao gồm tất cả các loài thực vật, tảo nhân chuẩn, tảo lục,
VK tía, VK lưu huỳnh xanh và các sinh vật hóa tự dưỡng có khả năng tạo chất hữu cơ từ chất vô cơ
mà không cần ánh sáng => Là nguồn thức ăn ban đầu được tạo thành để nuôi sống chính svsx, tiếp
là các sinh vật còn lại.
+ Sinh vật tiêu thụ: sinh vật dị dưỡng gồm tất cả động vật và VSV không có khả năng tự quang
hợp hay hóa tổng hợp mà dựa vào nguồn thức ăn ban đầu do svsx tạo ra. Svtt bậc 1 là những đv ăn
thực vật – đv ăn cỏ. Svtt bậc 2 là những đv ăn đv ăn cỏ - đv ăn thịt. Svtt bậc 3 – đv ăn thịt bậc cao.
+ Sinh vật phân giải: VSV dị dưỡng, sống hoại sinh. Trong quá tình phân hủy chúng tiếp nhận
nguồn năng lượng hóa học để sinh trưởng, phát triển đồng thời giải phóng các chất vô cơ trả lại cho
môi trường. Khác với VSV, động vật tham gia vào quá trình phân hủy ở giai đoạn đầu, còn VSV
phân hủy các chất ở giai đoạn cuối cùng – khoáng hóa.
Đinh Phúc Việt – K71B – K.Sinh học
* Ví dụ trong HST dưới nước và trên cạn: Thành phần HST dưới nước HST trên cạn Chất vô cơ C, N, O , CO 2 2, Ca, P,… C, N, O , CO 2 , Ca, P 2 ,… Yếu tố vô sinh Chất hữu cơ
Protein, lipid, carbonhydrate,.. Protein, lipid, carbonhydrate,..
Nhiệt độ, ánh sáng, nồng độ
Nhiệt độ, ánh sáng, lượng mưa, Khí hậu khí,.. gió, độ ẩm,… Sv sản xuất Tảo Thực vật có mạch Yếu tố hữu sinh Sv tiêu thụ
Trùng cỏ, tôm he, cá, cua,…
Sâu, dế mèn, hươu, hổ,. Sv phân hủy VSV VSV
b) Theo chức năng: cấu trúc tầng, cấu trúc ngang, cấu trúc chu kì, cấu trúc mạng lưới dinh dưỡng,
cấu trúc đặc tính sinh sản, cấu trúc đặc tính sống thành đàn,… 4. Chuỗi thức ăn
Chuỗi thức ăn là một chuối các mắt xích được tạo bởi mỗi quan hệ dinh dưỡng giữa các loài
trong trong quần xã, trong đó loài này bắt một loài khác làm mồi, còn về phía mình lại trở thành
thức ăn cho một số loài khác tiếp theo.
VD: cỏ -> sâu -> ếch -> rắn -> chim đại bàng
- Vật chất được chuyển từ bậc thấp đến bậc cao, càng lên bậc cao năng lượng được tích tụ trong
mỗi bậc càng giảm, song chất lượng sản phẩm hay sự giàu năng lượng tính trên đơn vị sản phẩm càng lớn.
- Mỗi một nhóm sinh vật trong xích thức ăn có thể khác nhau về bậc phân loại nhưng cùng sử
dụng một dạng thức ăn được gọi là bậc dinh dưỡng.
Đinh Phúc Việt – K71B – K.Sinh học
- Các quần xã hay hệ sinh thái tự nhiên có thể gặp 3 loại chuỗi thức ăn khác nhau: chuỗi thức ăn
chăn nuôi, chuỗi thức ăn phế liệu và chuỗi thức ăn thẩm thấu:
+ Chuỗi thức ăn chăn nuôi: khởi đầu bằng thực vật, tiếp đến là những loài “ăn cỏ” rồi đến vật ăn thịt các cấp (1,2,3...)
+ Chuỗi thức ăn phế liệu : khởi đầu bằng phế liệu hay mùn bã, cặn vẩn, sau đó là bậc dinh
dưỡng của nhũng loài ăn cặn vẩn, đến các vật ăn thịt.
+ Chuối thức ăn thẩm thấu: rất đặc trưng cho các hệ sinh thái ở nước với 2 tính chất:
Thứ 1: là nước dung môi có thể hòa tan tất cả các muối vô cơ và những chất hữu cơ phân cực có
khối lượng phân tử thấp.
Thứ 2, các sinh vật sống trong nước các loài sinh vật nhỏ bé (tảo, động vật nguyên sinh, vi
khuẩn...) sống trong một dung dịch các chất có khả năng dinh dưỡng các chất hữu cơ hoà tan bằng
con đường thẩm thấu qua bề mặt cơ thể. 5. Lưới thức ăn:
- Tổ hợp các chuỗi thức ăn sẽ hình thành nên lưới thức ăn, trong đó các loài tham gia vào các bậc
dinh dưỡng của một số chuỗi thức ăn, chúng tạo nên mối quan hệ dinh dưỡng rất phức tạp trong các
quần xã hay trong các hệ sinh thái.
- Tính chất phức tạp của lưới thức ăn được tạo ra do sự tham gia của nhiều loài sinh vật, nhất là
những loài có phổ thức ăn rộng, tức là có khả năng tham gia vào nhiều bậc dinh dưỡng.
CÁC CHU TRÌNH VẬT CHẤT.
Qúa trình tổng hợp và phân hủy các chất.
Hệ sinh thái cũng thực hiện chức năng sống cơ bản của mình là “đồng hóa” và “dị hóa”.
Hai quá trình này giúp cho hệ tồn tại phát triển để đạt đến trạng thái trưởng thành, cân bằng ổn định trong môi trường.
Qúa trình tổng hợp các chất: được tiến hành 2 phương thức: quang hợp và hóa tổng hợp.
Quang hợp của vi khuẩn
có khả năng tiếp nhận năng lượng từ ánh sáng để thực hiện quá trình quang hợp.
đóng vai trò không đáng kể trong sản xuất nguồn thức ăn sơ cấp, khả năng hoạt động ở
những điều kiện hoàn toàn không thích hợp cho các loài thực vật khác.
Đinh Phúc Việt – K71B – K.Sinh học
chúng có vai trò nhất định trong các chu trình sinh địa hóa.
Quá trình hóa tổng hợp
Sự tham gia của một số nhóm vi khuẩn xác định không cần ánh sáng, cần oxy để oxy hóa các chất.
Lấy năng lượng từ phản ứng oxy hóa các hợp chất vô cơ để đưa CO2 vào trong thành phần của chất tế bào.
Quá trình phân hủy các chất
Hô hấp hiếu khí: chất nhận điện tử, là oxy phân tử. Hô hấp hiếu khí ngược với quá trình
quang hợp, tức là các chất hữu cơ bị phân giải để cho sản phẩm cuối cùng là (CO2) và nước.
Hô hấp kỵ khí xảy ra không có sự tham gia của oxy phân tử. Chất nhận điện tử không phải
là O2 mà là chất vô cơ hay chất hữu cơ khác.
VD: Vi khuẩn CH4 phân giải các hợp chất hữu cơ để tạo thành khí CH4 bằng cách khử cacbon
hữu cơ hoặc vô cơ (cacbonat) trong các đáy ao hồ.
Sự lên men: hô hấp kỵ khí, nhưng các chất hữu cơ bị oxy hóa (chất khử) cũng là chất nhận
điện tử (chất oxy hóa). Xảy ra sự khử hydro, bẻ gãy các chất hữu cơ phức tạp thành các chất đơn giản hơn.
Tham gia có các vi sinh vật kỵ khí nghiêm ngặt hoặc kỵ khí tuỳ ý. Trong trường hợp lên men
bởi vi sinh vật kỵ khí tùy ý, ở điều kiện có oxy, vi sinh vật chuyển sang hô hấp hiếu khí, khi
tham gia vào các quá trình và phân hủy các chất đều đóng vai trò rất lớn.
Tổng hợp các chất rồi lại phân hủy chúng là chức năng hoạt động của các quần xã ,vật chất
được quay vòng còn năng lượng được biến đổi.
Phân hủy là kết quả của cả các quá trình vô sinh và hữu sinh, sản phẩm chủ yếu là CO2, H2O
VD: Những vụ cháy rừng hay cháy đồng cỏ là yếu tố giới hạn, song cũng là yếu tố điều chỉnh
quan trọng của tự nhiên.
Chu trình vật chất chính là con đường chuyển động vòng tròn của vật chất qua xích thức ăn trong hệ
sinh thái và môi trường. Có 2 dạng chu trình cơ bản:
Chu trình các chất khí nguồn dự trữ tồn tại trong khí quyển và trong nước
Đặc trưng bởi nguồn dự trữ lớn trong khí quyển(cacbon diôxit, oxy, nitơ, ôxit lưu huỳnh,
hơi nước...) Dễ dàng bổ sung
Đinh Phúc Việt – K71B – K.Sinh học
Phần bị thất thoát khỏi chu trình do lắng đọng hoặc tạm thời tách khỏi chu trình ít hơn nên
phần quay trở lại để tái sử dụng nhiều hơn so với các chu trình lắng đọng.
Chu trình các chất lắng đọng nguồn dự trữ nằm trong võ Trái Đất hoặc trong các trầm tích đáy.
Phần lưu động của chúng tham gia vào chu trình được tách
Chu trình các chất như phôtpho, lưu huỳnh, silic, sắt, mangan...
Vận động và trao đổi, vật chất thường bị thất thoát khỏi chu trình nhiều hơn so với chu trình các chất khí
Chu trình nước (H2O) trên hành tinh
Nước trên hành tinh tồn tại dưới 3 dạng: rắn, lỏng và hơi với thể tích khoảng 1,39 tỷ km3
chuyển dạng cho nhau nhờ sự thay đổi của nhiệt độ trên bề mặt trái đất.
Chu trình nước có thể được mô tả như sau:
Nhờ năng lượng Mặt trời, nước ở bề mặt đất, đại dương bốc hơi.
Khi lên cao, nhiệt độ tầng đối lưu giảm, nước tạo thành mây và ngưng tụ thành mưa, thành
tuyết rơi xuống bề mặt trái đất, rồi lại theo các dòng chảy về đại dương.
Do vậy, nước tuần hoàn trên toàn Trái Đất.
Đinh Phúc Việt – K71B – K.Sinh học
thấy rằng chỉ có năng lượng bức xạ khổng lồ của Mặt Trời mới làm nên những kỳ tích như vậy.
Nước theo chu trình, song phân bố không đồng đều trên hành tinh (theo không gian và thời gian).
Xảy ra trên phạm vi toàn cầu, tham gia vào việc điều hoà khí hậu trên toàn hành tinh.
Có tên gọi là chu trình nhiệt - ẩm CHU TRÌNH CACBON (C)
Cacbon là một trong những nguyên tố quan trọng tham gia vào cấu trúc của cơ thể, chiếm đến
49% trọng lượng khô, tồn tại dưới các dạng chất vô cơ, hữu cơ và trong cơ thể sinh vật
Tham gia vào chu trình ở dạng khí cacbon dioxit (CO2) có trong khí quyển
Có thể mô tả quá trình tham gia của cacbon dưới dạng CO2 vào và ra khỏi hệ sinh thái như sau:
Đối với môi trường trên cạn.
Thực vật hấp thụ CO2 trong quá trình quang hợp và chuyển hoá thành những
chất hữu cơ (đường, lipit, protein...) trong sinh vật sản xuất (thực vật), các hợp chất
này là thức ăn cho sinh vật tiêu thụ các cấp (C1, C2, C3,...), cuối cùng xác bả thực vât,
sản phẩm bài tiết của sinh vật tiêu thụ và xác của chúng được sinh vật phân huỷ (nấm,
vi khuẩn) qua quá trình phân huỷ và khoáng hoá, tạo thành các dạng C bán phân giải,
các hợp chất trung gian và C trong chất hữu cơ không đạm và cuối cùng thành CO2
(và H2O), CO2 lại đi vào khí quyển rồi lại được thực vật sử dụng
C là chất vô cơ nhưng khi được quần xã sinh vật được sử dụng biến đổi thành C hữu cơ
Trong vận động, cacbon ở nhóm sinh vật sản xuất, các chất hữu cơ tổng hợp được, chỉ một
phần được sử dụng làm thức ăn cho sinh vật tiêu thụ còn phần lớn tích tụ ở dạng sinh khối
thực vật (như rừng, thảm mục rừng...).
Trong hoạt động sống, các thành phần của quần xã sinh vật sẽ trã lại cacbon dưới dạng CO2
cho khí quyển thông qua quá trình hô hấp.
Ở môi trường nước,
Ở môi trường nước, C ở dạng hoà tan như cacbonat (CO32-) và bicacbonat
(HCO3-) là nguồn dinh dưỡng C cho các sinh vật thuỷ sinh. C ở môi trường nước sẽ
chu chuyển qua chuổi thức ăn tr
ong thuỷ vực, bắt đầu từ thực vật thuỷ sinh động
vật thuỷ sinh cở nhỏ (giáp xác)
động vật thuỷ sinh cở lớn (cá, t ôm, cua...). Nhờ
Đinh Phúc Việt – K71B – K.Sinh học
hoạt động nghề cá, 1 lượng lớn C sẽ được trã lại cho khí quyễn, bên cạnh đó trong
chuỗi thức ăn tự nhiên, các loài chim (ăn cá, tôm...) cũng phần nào đóng góp vào việc
giải phóng C vào khí quyển. Trong chu trình C ở môi trường nước, C bị lắng đọng do
xác động vật thuỷ sinh có Ca chết tạo nên CaCO3 (đá vôi) làm chu trình bị gián đoạn.
Các trầm tích này khi được con người khai thác thì C trở về chu trình. Hiệu ứng nhà kính
Dự báo nhiệt độ trái đất sẽ tăng lên 1,5 - 4,50 C vào năm 2050 và sẽ gây ra nhiều hậu quả nghiêm
trọng, tác động mạnh mẽ tới nhiều mặt của môi trường trái đất, có thể nêu lên như sau:
Nhiệt độ trái đất tăng sẽ làm tan băng ở 2 cực và dâng cao mực nước biển.
Nhiều vùng sản xuất lương thực trù phú, các khu đông dân cư, các đồng bằng lớn, các thành
phố lớn, nhiều đảo thấp có thể bị chìm trong nước biển.
Sự nóng lên của trái đất sẽ làm thay đổi điều kiện sống bình thường của các loài sinh vật trên trái đất.
Một số loài thích nghi với điều kiện sống mới sẽ thuận lợi phát triển, ngược lại nhiều loài sẽ
bị thu hẹp môi trường sống hoặc bị tiêu diệt do không kịp thích nghi với các biến đổi của môi trường sống.
Khí hậu trái đất sẽ bị biến đổi sâu sắc, các đới khí hậu có xu hướng di chuyển về phía hai cực
của trái đất, điều kiện sống của tất cả quốc gia bị xáo động, các hoạt động nông nghiệp, lâm
nghiệp,…bị ảnh hưởng nghiêm trọng.
Nhiều loại bệnh tật mới đối với con người xuất hiện, các loại bệnh dịch lan tràn, sức khoẻ của con người bị suy giảm. CHU TRÌNH NITƠ (N)
Nitơ là một nguyên tố có nguồn dự trữ khá giàu trong khí quyển, chiếm gần 80% thể tích, gấp
gần 4 lần thể tích khí oxy,thành phần quan trọng cấu thành nguyên sinh chất tế bào, là cấu trúc của protein...
Chu trình nitơ được sinh vật sản xuất hấp thụ và đồng hoá chu chuyển qua các nhóm sinh vật tiêu th ụ
bị sinh vật phân huỷ trả lại nitơ phân tử ụ cho môi trường.
Tuy nhiên quá trình diễn ra phức tạp hơn nhiều, xảy ra nhanh và liên tục.
Chu trình bao gồm nhiều bước: sự cố định đạm, sự amôn hoá, nitit hoá, nitrat hoá và phản nitrat.
+ Sự cố định đạm
Đòi hỏi sự hoạt hoá phân tử nitơ để tách nó thành 2 nguyên tử (N2 → 2N.
Đinh Phúc Việt – K71B – K.Sinh học
Khi kết hợp nitơ với hydro tạo thành amoniac (N +H → NH3).
Tất cả các sinh vật cố định đều cần năng lượng từ bên ngoài, mà các hợp chất cacbon đóng
vai trò đó phản ứng nội nhiệt.
Trong quá trình cố định đạm, vai trò điều hoà chính là 2 loại enzym: nitrogenase và
hydrogenase; nguồn năng lượng rất thấp.
Trong tự nhiên, cố định đạm xảy ra bằng con đường hoá - lý và sinh học, con đường sinh học
có ý nghĩa nhất và cung cấp 1 khối lượng lớn đạm dễ tiêu cho môi trường đất
Những sinh vật có khả năng cố định đạm là vi khuẩn và tảo.
Gồm 2 nhóm chính: sống cộng sinh (vi khuẩn và nấm) và sống tự do (vi khuẩn và tảo)
Quá trình amon hoá (N 2 NH3 ) 2
Sau khi gắn kết hợp chất nitơ vô cơ (NO3-) thành dạng hữu cơ thông qua sự tổng hợp protein và
acid nucleic thì phần lớn chúng lại quay trở về chu trình như các chất thải của quá trình trao đổi chất
(urê, acid uric...) hoặc chất sống (protoplasma) trong cơ thể chết. Rất nhiều vi khuẩn dị dưỡng, nấm
trong đất, trong nước lại sử dụng các hợp chất hữu cơ giàu đạm, cuối cùng chúng thải ra môi trường
các dạng nitơ vô cơ (NO2-, NO3- và NH3).
Quá trình đó được gọi là amôn hoá hay khoáng hoá. Quá trình này là các phản ứng
giải phóng năng lượng hay phản ứng ngoại nhiệt
- Quá trình nitrat hoá (NH4 N O2, NO3)
Quá trình biến đổi của NH3, NH4 + thành NO2- , NO3 - được gọi chung là nitrat hoá.
Phụ thuộc vào ph của môi trường và xảy ra chậm chạp,
Điều kiện ph thấp, tuy không phải tất cả, quá trình nitrat trải qua hai bước:
Nitrat dễ dàng lọc khỏi đất, đặc biệt trong đất chua. Nếu không được thực vật đồng hoá,
chúng có thể thoát ra khỏi hệ sinh thái này để đến hệ sinh thái khác qua sự chu chuyển của nước ngầm.
- Quá trình phản nitrat hoá (NO3- N2)
Đinh Phúc Việt – K71B – K.Sinh học
Chỉ xảy ra trong điều kiện kỵ khí hay kỵ khí một phần, nên quá trình này thường gặp trong trong
đáy sâu của các hồ, các biển...không có oxy hoặc giàu các chất hữu cơ đang bị phân huỷ.
Nitơ phân bố dưới nhiều dạng và nhiều khu vực khác nhau trên trái đất CHU TRÌNH PHOTPHO
Thành phần cấu trúc của axit nucleic, lipitphotpho và nhiều hợp chất có liên quan với phốt
pho, phốt pho là một trong những chất dinh dưỡng quan trọng bậc nhất trong hệ thống sinh học.
Tỷ lệ phốt pho so với các chất khác trong cơ thể thường lớn hơn tỷ lệ như thế bên ngoài mà
cơ thể có thể kiếm được và ở nguồn của chúng.
Thành yếu tố sinh thái vừa mang tính giới hạn, vừa mang tính điều chỉnh.
Thực vật đòi hỏi photpho vô cơ cho dinh dưỡng (PO4 3- ).
Chu trình khoáng điển hình, photphat sẽ được chuyển cho sinh vật sử dụng, sau đó giải
phóng do quá trình phân huỷ.
Trên con đường vận chuyển của mình bị lắng đọng rất lớn:
Ở biển, sự phân huỷ sinh học diễn ra rất chậm, khó để phốt pho sớm trở lại tuần hoàn: chủ
yếu là động vật nguyên sinh và động vật đa bào có kích thước nhỏ.
Sự mất phốt pho gây ra bởi 2 quá trình diễn ra khác nhau.
Đinh Phúc Việt – K71B – K.Sinh học
Sự hấp thụ vật lý của trầm tích và đất có vai trò quan trọng trong việc kiểm tra hàm lượng
photpho hoà tan trong đất và các hồ.
Ngược lại, sự lắng đọng, thường kết hợp photpho với nhiều cation khác như nhôm, canxi, sắt,
mangan... do đó, tạo nên kết tủa lắng xuống, các hợp chất của lưu huỳnh như FeS, Fe2S3
trong chu trình lưu huỳnh và phản nitrat.
VD: Trên đảo Hoàng Sa, Trường Sa, phân chim trộn với đá vôi san hô trong điều kiện “dầm” mưa
nhiệt đới cũng đã hình thành mỏ phân lân quan trọng như thế CHU TRÌNH LƯU HUỲNH (S)
Lưu huỳnh, một nguyên tố giàu thứ 14 trong vỏ Trái Đất, là thành phần rất quan trọng trong
cấu trúc sinh học như các axit amin, cystein, metionin và đóng vai trò thiết yếu trong việc điều
hòa các muối dinh dưỡng khác như oxy, phốt pho...
Diễn ra rất phức tạp khác với chu trình N nó không lắng đọng vào những bước "đóng gói" riêng
biệt như sự cố định đạm, amon hóa..
Sự đồng hóa và giải phóng lưu huỳnh bởi thực vật
Đi vào xích dinh dưỡng của thực vật trên cạn qua sự hấp thụ của rễ dưới dạng (caso4, Na2SO4)
hoặc sự đồng hóa trực tiếp các axit amin được giải phóng do sự phân hủy của xác chết hay các chất bài tiết.
Lưu huỳnh trong khí quyển
Được cung cấp từ nhiều nguồn: sự phân hủy hay đốt cháy các chất hữu cơ, đốt cháy nhiên liệu
hóa thạch và sự khuếch tán từ bề mặt đại dương hay hoạt động của núi lửa.
Những dạng thường gặp là SO2 cùng với những dạng khác như lưu huỳnh nguyên tố, hydro
sunphit, bị oxy hóa để cho SO3 + H2O -> H2SO4.( phần lớn hòa tan trong mưa)
Đinh Phúc Việt – K71B – K.Sinh học
Lưu huỳnh trong trầm tích
Lắng đọng, có liên quan tới các “trận mưa" lưu huỳnh khi xuất hiện các sắt và canxi cũng như fes
không hòa tan,được tạo thành trong điều kiện kỵ khí có ý nghĩa sinh thái đáng kể, không tan trong
nước có ph trung tính hay ph kiềm.
Diễn ra cả ở 3 môi trường: đất, nước và không khí, trong cả điều kiện yếm khí và kỵ khí.
Chìa khóa của quá trình vận động là sự tham gia của các vi khuẩn đặc trưng cho từng công đoạn:
- Sự chuyển hóa của H2S sang S , rồi từ đó sang (SO4 2- ) do hoạt động của vi khuẩn lưu huỳnh
không màu hoặc màu xanh hay màu đỏ.
- Sự oxy hóa H2S thành SO4 2- lại do sự phân giải của vi khuẩn Thiobacillus.
- SO4 2- bị phân hủy kỵ khí để tạo thành hydro sunphit là nhờ hoạt động của vi khuẩn
Diễn ra trên toàn cầu được điều chỉnh bởi các mối tương tác giữa nước - khí - trầm tích và
của các quá trình địa chất - khí hậu - sinh học
Đinh Phúc Việt – K71B – K.Sinh học
Câu 15: Thế nào là hiệu suất dinh dưỡng? Hiệu suất sản lượng? Hãy trình bày về trao đổi vật chất
trong hệ sinh thái, chuỗi, lưới và tháp sinh thái; Nhận xét hệ sinh thái thông qua các tháp sinh thái. cv
Câu 16: Giải thích vì sao càng lên bậc dinh dưỡng cao hơn năng lượng tích luỹ ở mỗi bậc dinh dưỡng càng giảm.
Câu 17: Thế nào là khuếch đại sinh học, cho ví dụ và rút ra các bài học thực tiễn.
Câu 18: Hãy phân biệt các khái niệm về chu trình dinh dưỡng, chu trình vật chất và dòng năng
lượng trong hệ sinh thái.
Quy tắc về kích thước cơ thể (quy tắc Becman)
Động vật hằng nhiệt sống ở vùng có khí hậu lạnh thì có kích thước cơ thể lớn hơn so với
những động vật cùng loài sống ở vùng nhiệt đới ấm áp (tỉ số giữa diện tích bề mặt cơ thể với
thể tích cơ thể (S/V) giảm, để hạn chế sự toả nhiệt của cơ thể). Đồng thời, chúng có lớp mỡ
dày nên khả năng chống rét tốt.
Ví dụ: voi, gấu sống ở vùng lạnh kích thước to hơn voi, gấu ở vùng nhiệt đới.
Quy tắc về các bộ phận tai, đuôi, chi... của cơ thể (quy tắc Anlen)
Động vật hằng nhiệt sống ở vùng ôn đới có tai, đuôi, chi ... bé hơn tai, đuôi, chi... của loài
động vật tương tự sống ở vùng nóng.
Ví dụ: tai và đuôi thỏ ở vùng ôn đới luôn nhỏ hơn tai và đuôi thỏ nhiệt đới.
Đinh Phúc Việt – K71B – K.Sinh học