Giáo án Sinh học 12 Cánh diều bài 22: Sinh thái học quần xã

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV yêu cầu HS đọc thông tin SGK, nêu khái niệm và lấy ví dụ về quần xã sinh vật.

- GV yêu cầu HS trả lời câu hỏi: 

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

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

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS nghiên cứu nội dung SGK và thực hiện nhiệm vụ theo hướng dẫn của GV. 

- GV quan sát, gợi ý HS (nếu cần thiết).

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV mời đại diện HS trả lời:

2. Ví dụ quần xã sinh vật cánh đồng cỏ. Trong quần xã này có những loài sinh vật như cỏ; các loài động vật ăn cỏ như thỏ, trâu, bò và các loài ăn thịt như hổ, báo,... Sự phát triển của có phụ thuộc vào điều kiện môi trường (nhiệt độ, độ ẩm, lượng mưa,...), vào số lượng các loài động vật ăn cỏ; sự phát triển của các loài động vật ăn cỏ cũng phụ thuộc vào điều kiện môi trường (nhiệt độ, độ ẩm, lượng mưa,...), vào nguồn thức ăn – cỏ và số lượng các loài động vật ăn thịt – hồ, báo; tương tự, sự phát triển của hổ, báo cũng phụ thuộc vào điều kiện môi trường (nhiệt độ, độ ẩm, lượng mưa,...) và lượng thức ăn như thỏ, trâu, bò.

- Nhóm khác lắng nghe, nhận xét, bổ sung.

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV nhận xét các câu trả lời HS.

-   GV chuẩn hóa kiến thức, yêu cầu HS ghi chép.

- GV dẫn dắt sang hoạt động tiếp theo.

I. QUẦN XÃ SINH VẬT

- Khái niệm: Quần xã sinh vật là một tập hợp các quần thể sinh vật khác loài, cùng sống trong một không gian nhất định, giữa chúng có mối quan hệ chặt chẽ với nhau và với môi trường, tạo thành một cấu trúc tương đối ổn định, có khả năng tự điều chỉnh.

Ví dụ: quần xã sinh vật trong đồng cỏ nhiệt đới, quần xã sinh vật trong ao, hồ, trên cánh đồng,...

- Quần xã sinh vật được hình thành trong một quá trình lịch sử, có cấu trúc ổn định tương đối với các đặc trưng cơ bản.

- Quần xã sinh vật và môi trường có sự trao đổi chất và chuyển hoá năng lượng.

- Quần xã là một hệ thống mở, tự điều chỉnh. Các loài trong quần xã tác động qua lại với nhau cũng như tác động qua lại với môi trường, các mối tương tác này tạo liên sự cân bằng và giúp quần xã tăng trưởng, đảm bảo quần xã là một tổ chức tương đối ổn định và thích nghi với môi trường sống.

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV chia HS thành 4 nhóm và giao nhiệm vụ cho từng nhóm:

+ Nhóm 1: Phân tích đặc trưng về thành phần loài và trả lời câu 3 - 4 trang 133 SGK.

+ Nhóm 2: Phân tích đặc trưng về độ đa dạng và phong phú của quần xã sinh vật, trả lời câu 5 trang 133 SGK.

+ Nhóm 3: Phân tích đặc trưng về cấu trúc không gian của quần xã sinh vật, trả lời câu 6 trang 134 SGK.

+ Nhóm 4: Phân tích đặc trưng về cấu trúc chức năng dinh dưỡng và trả lời câu 7 trang 135 SGK.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS nghiên cứu nội dung SGK và thực hiện nhiệm vụ theo hướng dẫn của GV. 

- GV quan sát, gợi ý HS (nếu cần thiết).

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV mời đại diện nhóm trả lời.

- Nhóm khác lắng nghe, nhận xét, bổ sung.

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV nhận xét các câu trả lời HS.

-   GV chuẩn hóa kiến thức, yêu cầu HS ghi chép.

- GV dẫn dắt sang hoạt động tiếp theo.

II. CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN CỦA QUẦN XÃ

1. Đặc trưng về thành phần loài

- Đặc trưng về thành phần loài được biểu thị qua số lượng của các loài sinh vật trong quần xã. Thông thường các quần xã ổn định có số lượng loài lớn.

- Quần xã sinh vật thường đặc trưng bởi ba nhóm loài:

+ Loài ưu thế đóng vai trò quan trọng trong quần xã do có số lượng cá thể nhiều, sinh khối lớn và mức hoạt động mạnh, chi phối các loài sinh vật khác cũng như môi trường. 

Ví dụ: Các cây thuộc họ Đước (Rhizophoraceae) thường là nhóm loài chiếm ưu thể trong quần xã rừng ngập mặn, các loài thực vật có hạt là loài ưu thế trong các quần xã trên cạn.

+ Loài đặc trưng là loài chỉ có ở một quần xã nào đó hoặc ở đó chúng có số lượng nhiều, tạo nên sự khác biệt so với các loài khác. 

Ví dụ: Voọc mông trắng (Trachypithecus delacouri) là loài đặc trưng chỉ có ở Việt Nam, dừa nước là loài đặc trưng của miền Tây Nam Bộ.

- Loài chủ chốt có số lượng (sinh khối) ít nhưng hoạt động mạnh, chi phối các loài khác trong quần xã thông qua việc kiểm soát chuỗi thức ăn. Vai trò của loài chủ chốt trong quần xã rất quan trọng bởi chúng có khả năng khống chế không cho một loài nào đó phát triển quá mức.

Ví dụ: ở môi trường trên cạn các loài ăn thịt như sư tử, hổ, báo,... thường là các loài chủ chốt; cá sấu là loài chủ chốt ở đầm lầy.

- Ngoài ba nhóm loài kể trên, trong quần xã sinh vật còn có những nhóm loài khác như loài thứ yếu, loài ngẫu nhiên, loài ngoại lai.

2. Đặc trưng về độ đa dạng và phong phú của quần xã sinh vật

- Độ đa dạng và phong phú của quần xã sinh vật được đánh giá dựa trên số lượng các loài khác nhau và tỉ lệ số cá thể mỗi loài trên tổng số cá thể trong quần xã.

- Một quần xã ổn định thường có số lượng loài nhiều và độ phong phú tương đối của mỗi loài cao. Ngược lại, quần xã đang suy thoái thường có số lượng loài ít và độ phong phú tương đối của mỗi loài thấp.

- Mức độ đa dạng và phong phú của quần xã sinh vật phụ thuộc vào các nhân tố hữu sinh và nhân tố vô sinh của môi trường như nhiệt độ, độ ẩm, lượng mưa,...

- Độ đa dạng và phong phú của quần xã sinh vật thường thay đổi theo xu hướng giảm dần từ vĩ độ thấp đến vĩ độ cao, từ chân núi lên đỉnh núi, từ bờ đến khơi xa, từ tầng nước mặt đến tầng đáy sâu.

3. Đặc trưng về cấu trúc không gian

- Do sự phân bố không đồng đều của các nhân tố sinh thái như nhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm, chất dinh dưỡng.... nên sự phân bố của các loài trong không gian cũng khác nhau.

- Có hai kiểu phân bố của các loài trong không gian:

+ Theo chiều ngang, các yếu tố môi trường không đồng nhất, chỗ thuận lợi cho đời sống của nhiều loài thì ở đó số lượng loài đông đúc, còn những chỗ kém thuận lợi hơn thì số loài thưa thớt. Ví dụ: sự phân bố quần xã sinh vật biến có vùng ven bờ và vùng khơi; sự phân bố khác nhau của các loài thực vật, động vật từ đỉnh núi, sườn núi đến chân núi,...

+ Theo chiều thẳng đứng: thể hiện trong sự phân tầng của các loài sinh vật, liên quan đến sự phân bố khác nhau của yếu tố môi trường: theo độ cài inh vật, liên mưa nhiệt đới thường phân thành nhiều tầng, trong đó các cây ưa sáng tạo thành ba tầng cây gỗ (tầng vượt tán, tầng tán rừng và tầng dưới tán), các cây ưa bóng tạo thành tầng cây bụi và cỏ); theo độ sâu (ví dụ: tầng nước mặt thường có nhiều sinh vật, càng xuống sâu số lượng loài sinh vật càng giảm).

4. Đặc trưng về cấu trúc chức năng dinh dưỡng

- Cấu trúc chức năng dinh dưỡng là đặc điểm về mối quan hệ thức ăn giữa các loài sinh vật trong quần xã.

- Theo cấu trúc chức năng dinh dưỡng, các sinh vật trong quần xã được phân thành ba nhóm:

+ Sinh vật sản xuất là các sinh vật có khả năng sử dụng năng lượng ánh sáng hoặc năng lượng hoá học để chuyển hoá CO, thành chất hữu cơ. Ví dụ: thực vật, tảo, vi khuẩn quang hợp và các vi khuẩn hoá tự dưỡng.

+ Sinh vật tiêu thụ là các sinh vật không có khả năng chuyển hóa CO₂ thành chất hữu cơ, chúng chỉ có khả năng sử dụng các chất hữu cơ có sẵn từ các sinh vật khác. Ví dụ: nhóm ăn sinh vật sản xuất, nhóm ăn thịt, nhóm ăn tạp.

+ Sinh vật phân giải sử dụng chất dinh dưỡng từ xác của các sinh vật khác (mùn bã hữu cơ) làm nguồn dinh dưỡng. Sinh vật phân giải bao gồm nấm và nhiều loài vi khuẩn.