Giáo án Sinh học 12 chân trời Bài 25: Hệ sinh thái

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 mục I SGK tr.1161 - 163, thảo luận cặp đôi trả lời câu hỏi SGK: 

1. Hãy liệt kê ba hệ sinh thái ở địa phương em.

2. Quan sát Hình 25.1, gọi tên sinh vật tiêu thụ bậc 2, 3.

3. Phân biệt hệ sinh thái tự nhiên với hệ sinh thái nhân tạo bằng cách hoàn thành bảng mẫu sau:

Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ 

- HS thực hiện nhiệm vụ theo hướng dẫn của GV.

- GV định hướng, hỗ trợ HS, giải thích về các kí hiệu trong hình.

Bước 3: Báo cáo, thảo luận

- GV sử dụng https://vongquaymayman.co/ mời đại diện HS xung phong trả lời câu hỏi.

Hướng dẫn trả lời câu hỏi thảo luận SGK: 

1. Ví dụ: ao/hồ, vườn, rừng,...

2. Sinh vật tiêu thụ bậc 2: ếch;

Sinh vật tiêu thụ bậc 3: rắn.

3. 

- Các HS khác nhận xét, bổ sung. 

Bước 4: Kết luận, nhận định

- GV nhận xét, đánh giá câu trả lời của HS.

- GV chuẩn kiến thức và yêu cầu HS ghi chép.

- GV dẫn dắt sang hoạt động tiếp theo.

I. KHÁI QUÁT HỆ SINH THÁI

1. Khái niệm hệ sinh thái

- Hệ sinh thái là một hệ thống sinh học gồm quần xã sinh vật và sinh cảnh.

- Hệ sinh thái là một hệ mở, có khả năng tự điều chỉnh để duy trì trạng thái cân bằng ổn định.

2. Các thành phần cấu trúc của hệ sinh thái

Mỗi hệ sinh thái được cấu trúc từ hai thành phần:

Thành phần hữu sinh, bao gồm:

- Sinh vật sản xuất: gồm thực vật và một số vi sinh vật có khả năng tự dưỡng.

- Sinh vật tiêu thụ: 

+ Sinh vật tiêu thụ bậc 1: động vật ăn thực vật.

+ Sinh vật tiêu thụ bậc 2, bậc 3,...: động vật ăn động vật khác.

- Sinh vật phân giải: chủ yếu là vi khuẩn, nấm, giun đất,... → khép kín vòng tuần hoàn sinh học.

Thành phần vô sinh, bao gồm:

- Các chất vô cơ: nước, carbon dioxide, oxygen,...

- Các chất hữu cơ: protein, carbohydrate,...

- Yếu tố khí hậu: ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm, gió,...

3. Các kiểu hệ sinh thái chủ yếu trên Trái Đất

a. Các hệ sinh thái tự nhiên

- Hệ sinh thái tự nhiên được hình thành và phát triển theo quy luật tự nhiên, nhận năng lượng từ ASMT.

- Hệ sinh thái tự nhiên gồm:

+ Hệ sinh thái trên cạn.

Rừng mưa nhiệt đới

+ Hệ sinh thái dưới nước.

Rạn san hô

b. Các hệ sinh thái nhân tạo

- Con người đã cải tạo thiên nhiên và xây dựng nên các hệ sinh thái nhân tạo.

- Hệ sinh thái nhân tạo nhận năng lượng ASMT và các nguồn vật chất, năng lượng khác do con người bổ sung để duy trì trạng thái ổn định và thu được sản phẩm phục vụ đời sống con người.

HOẠT ĐỘNG CỦA GV – HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV yêu cầu HS tìm hiểu nội dung mục II.1 và thảo luận cặp đôi trả lời các câu hỏi sau:

1. Quan sát Hình 25.3, hãy xác định các chuỗi thức ăn có trong lưới thức ăn.

2. Giả sử trong một góc của hệ sinh thái rừng mưa nhiệt đới, có các loài sinh vật sau: cây cổ, ếch, kiến, diều hâu, chuột, châu chấu, rắn. Hãy về các chuỗi thức ăn trong hệ sinh thái.

3. Từ các chuỗi thức ăn trong câu luyện tập (trang 163), hãy:

a) Viết lưới thức ăn.

b) Chỉ ra những loài là mắt xích chung.

c) Xếp những sinh vật thuộc cùng một bậc dinh dưỡng vào một nhóm.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS nghiên cứu nội dung mục II SGK tr. 151 và thực hiện nhiệm vụ theo hướng dẫn của GV.

- GV quan sát, hỗ trợ (nếu cần thiết).

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

- GV mời đại diện HS trả lời câu hỏi:

Hướng dẫn trả lời câu hỏi thảo luận: 

1. Các chuỗi thức ăn có thể xác định gồm:

Cây xanh → châu chấu → thằn lằn → đại bàng

Cây xanh → châu chấu → ếch → đại bàng

Cây xanh → châu chấu → ếch → rắn → đại bàng

Cây xanh → chuột → rắn → đại bàng 

2. Các chuỗi thức ăn có thể xác định gồm:

Cây cỏ → châu chấu → chuột → diều hâu

Cây cỏ → kiến → chuột → diều hâu

Cây cỏ → kiến → chuột → rắn → diều hâu

Cây cỏ → ếch → rắn → diều hâu

3. 

a) Lưới thức ăn có thể là

b) Những loài là mắt xích chung gồm: cây cỏ, kiến, chuột, rắn, diều hâu.

c) Bậc dinh dưỡng cấp 1: cây cỏ.

Bậc dinh dưỡng cấp 2: kiến, châu chấu.

Bậc dinh dưỡng cấp 3: chuột, ếch.

Bậc dinh dưỡng cấp 4: rắn, diều hâu.

- HS khác nhận xét, bổ sung.

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

- GV nhận xét, đánh giá câu trả lời của HS.

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

- GV chuyển sang hoạt động tiếp theo.

II. TRAO ĐỔI VẬT CHẤT VÀ CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG TRONG HỆ SINH THÁI

1. Trao đổi vật chất trong hệ sinh thái

a. Chuỗi thức ăn

- Chuỗi thức ăn là một dãy gồm nhiều loài sinh vật có quan hệ dinh dưỡng với nhau, trong đó loài này là thức ăn của loài khác và loài khác lại là thức ăn của loài tiếp theo.

+ Chuỗi thức ăn khởi đầu bằng sinh vật tự dưỡng.

Ví dụ: Cây cỏ → châu chấu → ếch → rắn → đại bàng.

+ Chuỗi thức ăn khởi đầu bằng sinh vật sử dụng mùn bã hữu cơ.

Ví dụ: Giun đất → gà → rắn → đại bàng.

- Trong chuỗi thức ăn, mỗi loài sinh vật là một mắt xích.

b. Lưới thức ăn

- Tập hợp nhiều chuỗi thức ăn trong hệ sinh thái tạo thành lưới thức ăn, trong đó một số loài sinh vật là mắt xích chung cho nhiều chuỗi thức ăn.

- Hệ sinh thái càng đa dạng về thành phần loài và nhiều loài đa thực thì lưới thức ăn càng trở nên phức tạp và tính ổn định càng cao.

c. Bậc dinh dưỡng

- Trong hệ sinh thái, các sinh vật cùng tiêu thụ một loại thức ăn tương tự nhau sẽ được xếp vào cùng một bậc dinh dưỡng.

+ Bậc dinh dưỡng cấp 1: sinh vật sản xuất hoặc các sinh vật sử dụng mùn bã hữu cơ.

+ Bậc dinh dưỡng cấp 2: sinh vật tiêu thụ bậc 1.

+ Bậc dinh dưỡng cấp 3: sinh vật tiêu thụ bậc 2.

Tiếp theo là các bậc dinh dưỡng cấp 4, 5,...

HOẠT ĐỘNG CỦA GV – HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV yêu cầu HS tìm hiểu về sự chuyển hóa năng lượng trong hệ sinh thái và trả lời các câu hỏi sau:

1. Quan sát Hình 25.4 và thực hiện:

a) Mô tả sự vận động của dòng năng lượng trong hệ sinh thái.

b) Nêu đặc điểm của dòng năng lượng trong hệ sinh thái.

2. Quan sát Hình 25.5 và cho biết:

a) Các con đường thất thoát năng lượng.

b) Việc nghiên cứu hiệu suất sinh thái có ý nghĩa gì?

c) Quan sát Hình 25.6, đọc đoạn thông tin và cho biết việc xây dựng tháp sinh thái có ý nghĩa gì.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS thực hiện nhiệm vụ theo hướng dẫn của HS.

- GV quan sát, định hướng HS (nếu cần).

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

- GV mời đại diện HS trình bày, báo cáo.

1. a) Sự vận động của dòng năng lượng trong hệ sinh thái diễn ra như sau: Năng lượng ánh sáng được sinh vật sản xuất hấp thụ và chuyển hoá thành hoá năng trong hợp chất hữu cơ. Năng lượng hoá năng được truyền cho các sinh vật tiêu thụ bậc cao hơn. Qua mỗi bậc dinh dưỡng, năng lượng bị thất thoát ra môi trường.

b) Đặc điểm của dòng năng lượng trong hệ sinh thái: qua mỗi bậc dinh dưỡng, năng lượng bị thất thoát ra môi trường do đó:

+ Năng lượng đi theo một chiều.

+ Dòng năng lượng nhỏ dần.

2. a) Năng lượng trong hệ sinh thái bị thất thoát qua đường: hô hấp, chất thải, rụng lông (ở động vật), rụng lá (ở thực vật).

b) Trong thực tiễn (chăn nuôi, trồng trọt), việc nghiên cứu hiệu suất sinh thái là cơ sở lựa chọn đối tượng chăn nuôi, trồng trọt nhằm thu được năng suất cao.

3. Xây dựng tháp sinh thái nhằm xác định (i) Mối quan hệ dinh dưỡng giữa các loài sinh vật trong hệ sinh thái; (ii) Sự cân bằng sinh học trong hệ sinh thái.

- Các nhóm khác quan sát, nhận xét, bổ sung.

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

- GV đánh giá, nhận xét sản phẩm của các nhóm, thái độ làm việc của HS trong nhóm.

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

- GV chuyển sang hoạt động tiếp theo.

II. TRAO ĐỔI VẬT CHẤT VÀ CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG TRONG HỆ SINH THÁI

2. Chuyển hóa năng lượng trong hệ sinh thái

a. Sự phân bố năng lượng ánh sáng trên Trái Đất

- Ánh sáng mặt trời phần bố trên bề mặt Trái Đất không đồng đều giữa các vùng:

+ Vùng gần xích đạo ánh sáng mạnh hơn vùng xa xích đạo.

+ Càng lên cao ánh sáng mặt trời cành mạnh.

+ Cường độ và thời gian chiếu sáng thay đổi theo ngày đêm, theo mùa trong năm.

-   Năng lượng đi vào hệ sinh thái, thực vật chỉ sử dụng 0,2% - 0,5% tổng lượng bức xạ chiếu trên Trái Đất để tổng hợp các chất hữu cơ (sản lượng sơ cấp thô).

b. Hiệu suất sinh thái

- Trong hệ sinh thái, năng lượng chuyển từ bậc dinh dưỡng thấp lên bậc dinh dưỡng cao thường rất thấp.

- Hiệu suất sinh thái là phần trăm giữa năng lượng được tích lũy ở bậc dinh dưỡng cao so với bậc dinh dưỡng thấp hơn.

- Trong hệ sinh thái, sản phẩm hữu cơ được sinh ra trong một khoảng thời gian, trên một đơn vị diện tích cụ thể được gọi là năng suất sinh học (sản lượng sinh học).

+ Sản lượng sơ cấp: được tạo ra ở sinh vật sản xuất → một phần sản lượng sơ cấp thô được sử dụng, phần còn lại là sản lượng sơ cấp tinh được tích lũy làm thức ăn cho sinh vật dị dưỡng.

+ Sản lượng thứ cấp: được hình thành bởi các sinh vật dị dưỡng, chủ yếu là động vật → sinh vật có bậc dinh dưỡng càng cao thì tổng năng lượng càng nhỏ.

c. Tháp sinh thái

- Tháp sinh thái là biểu đồ hình tháp, mô tả định lượng mối quan hệ dinh dưỡng giữa các bậc dinh dưỡng trong quần xã.

- Có ba loại tháp sinh thái:

+ Tháp số lượng được xây dựng dựa trên số lượng cá thể sinh vật ở mỗi bậc dinh dưỡng.

+ Tháp sinh khối được xây dựng dựa trên khối lượng tổng số của tất cả các sinh vật trên một đơn vị diện tích hoặc thể tích ở mỗi bậc dinh dưỡng.

+ Tháp năng lượng được xây dựng dựa trên số năng lượng được tích lũy trên một đơn vị diện tích hoặc thể tích, trong một đơn vị thời gian ở mỗi bậc dinh dưỡng.

- Tháp năng lượng là tháp hoàn thiện nhất vì phản ánh chính xác quy luật chuyển hóa năng lượng trong hệ sinh thái.