BÀI 21. SINH THÁI HỌC QUẦN THỂ
Trang bìa
Trang bìa
Ảnh
BÀI 21. SINH THÁI HỌC QUẦN THỂ
Khởi động
Giới thiệu bài
Ảnh
Giới thiệu bài
Mục tiêu
Ảnh
Mục tiêu:
Phát biểu được khái niệm quần thể sinh vật. Giải thích được quần thể là một cấp độ tổ chức sống. Phân tích được các mối quan hệ hỗ trợ và cạnh tranh trong quần thể. Trình bày được các đặc trưng cơ bản của quần thể sinh vật. Nếu được các yếu tố ảnh hưởng tới tăng trường quần thể. Phân biệt được các kiểu tăng trưởng quần thể sinh vật. Trình bày được các kiểu biến động số lượng cá thể của quần thể.
Khởi động
Ảnh
Khởi động
Trong tự nhiên nhiều sinh vật cùng loài sống thành đàn. Hãy cho biết việc hình thành đàn có ý nghĩa gì đối với sự tồn tại và phát triển của các cá thể?
Quần thể sinh vật
Quần thể sinh vật
Ảnh
Quần thể sinh vật:
+ Quần thể sinh vật là tập hợp các cá thể cùng loài, cùng sinh sống trong một khoảng không gian xác định, vào một thời gian xác định, có khả năng sinh sản và tạo thành những thế hệ mới. + Hình thành quần thể là một quá trình lịch sử. Các cá thể cùng chung sống, gắn bó chặt chẽ với nhau thông qua các mối quan hệ sinh thái. Quần thể sinh vật là một tổ chức sống mang những đặc điểm đặc trưng không có ở mỗi cá thể sinh vật: - Quần thể là cấu trúc ổn định về số lượng và mậtt độ cá thể, thành phần lứa tuổi, tỉ lệ đực/cái và sự phân bố trong không gian. - Trong quần thể sinh vật, các cá thể có những tác động qua lại với nhau thông qua mối quan hệ hỗ trợ và cạnh tranh. - Giữa quần thể sinh vật và môi trường luôn có sự trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng.
Câu hỏi
Ảnh
Câu hỏi: Lấy thêm ví dụ về các quần thể sinh vật?
Trả lời: + Ví dụ: quần thể voi châu Phi tại một cánh rừng, quần thể thông ba lá ở Đà Lạt,....
Hình 21.1 và 21.2
Ảnh
Ảnh
Quan hệ giữa các cá thể trong quần thể sinh vật
1. Quan hệ hỗ trợ
Ảnh
1. Quan hệ hỗ trợ:
+ Trong tự nhiên, nhiều loài sinh vật thường quần tụ thành nhóm hay bầy đàn. Khi đó, các cá thể của quần thể có mối quan hệ hỗ trợ nhau trong các hoạt động giống như tìm kiếm nguồn sống, chống lại điều kiện bất lợi của môi trường, chống lại kẻ thù,... + Ở thực vật, những cây sống theo nhóm chịu đựng gió bão và hạn chế sự thoát hơi nước tốt hơn những cây sống riêng lẻ. Một số cây sống gần nhau có hiện tượng rễ dính liền nhau, nhờ đó nước và chất dinh dưỡng có thể dẫn truyền từ cây này sang cây khác.
Câu hỏi
Ảnh
Câu hỏi: Cho biết ý nghĩa của quan hệ hỗ trợ đối với sự tồn tại và phát triển của các cá thể trong quần thể? Nếu ví dụ minh hoạ?
Trả lời: + Ý nghĩa: đảm bảo cho quần thể thích nghi với các điều kiện môi trường, tăng khả năng sống sót và sinh sản của các cá thể. + Ví dụ về mối quan hệ hỗ trợ giữa các cá thể trong quần thể: đàn ong cùng nhau đi lấy mật, chim di cư thành đàn,....
Hình 21.3
Ảnh
Ảnh
2. Quan hệ cạnh tranh
Ảnh
2. Quan hệ cạnh tranh:
+ Cạnh tranh giữa các cá thể trong quần thể xảy ra khi nguồn sống của môi trường không đủ cung cấp cho mọi cá thể. Các cá thể trong quần thể cạnh tranh nhau giành nguồn sống như thức ăn, nơi ở, ánh sáng,... Hậu quả là những cá thể cạnh tranh yếu bị đào thải (hình 21.4). + Ở động vật, khi thiếu nguồn sống, các cá thể trong quần thể đánh nhau giành thức ăn và nơi sống, có thể dẫn tới số lượng cá thể trong quần thể giảm đi hoặc hiện tượng tách đàn. Bên cạnh đó, các cá thể có thể đánh nhau tranh giành bạn tình hoặc cũng cố vị thế trong đàn (hình 21,5). + Quan hệ cạnh tranh cũng là đặc điểm thích nghi của quần thể sinh vật. Mối quan hệ này thường không dẫn tới sự tuyệt diệt các cá thể cùng loài mà làm cho số lượng và phân bố phù hợp hơn đảm bảo cho sự tồn tại và phát triển.
Câu hỏi
Ảnh
Câu hỏi: Nêu điều kiện làm xuất hiện quan hệ cạnh tranh giữa các cá thể trong quần thể. Cho biết hệ quả của mối quan hệ cạnh tranh giữa các cá thể trong quần thể?
Trả lời: + Điều kiện làm xuất hiện quan hệ cạnh tranh giữa các cá thể trong quần thể: nguồn sống của môi trường không đủ cung cấp cho mọi cá thể. + Hệ quả: những cá thể cạnh tranh yếu bị đào thảo.
Hình 21.4 và 21.5
Ảnh
Ảnh
Các đặc trưng cơ bản của quần thể sinh vật
1. Kích thước quần thể
Ảnh
1. Kích thước quần thể:
+ Kích thước quần thể là tổng số các cá thể phân bố trong khoảng không gian mà quần thể sinh sống. Kích thước quần thể thường dao động từ tối thiểu tới tối đa và sự dao động này khác nhau giữa các loài (hình 21.6). + Kích thước tối thiểu là số lượng cá thể ít nhất mà quần thể cần phải có để duy trì và phát triển. + Kích thước tối đa là giới hạn lớn nhất về số lượng cá thể mà quần thể có thể đạt được, phù hợp với khả năng cung cấp nguồn sống của môi trường. Trong trồng trọt và chăn nuôi, việc xác định kích thước của quần thể sẽ giúp kiểm soát số lượng cá thể phù hợp với điều kiện môi trường.
Câu hỏi
Ảnh
Câu hỏi: Cho biết ý nghĩa của việc xác định kích thước của quần thể sinh vật trong thực tiễn sản xuất và bảo tồn?
Trả lời: + Ý nghĩa: giúp đề ra các biện pháp bảo tồn tạm thời, tránh để loài đó bị tuyệt chủng, kiểm soát số lượng cá thể phù hợp với môi trường.
Hình 21.6
Ảnh
Ảnh
2. Tỉ lệ giới tính
Ảnh
2. Tỉ lệ giới tính:
+ Tỉ lệ giới tính của quần thể là tỉ lệ giữa số lượng cá thể đực và số lượng cá thể cái. Tỉ lệ giới tính của quần thể là đặc trưng quan trọng đảm bảo hiệu quả sinh sản của quần thể. + Trong chăn nuôi, có thể ứng dụng tỉ lệ giói tính nhằm tăng hiệu quả kinh tế của các đàn gà, vịt, bò,... Ví dụ: Nuôi bò lấy sữa cần phải tăng tỉ lệ bò cái, nuôi để lấy thịt cần tăng tỉ lệ bò đực.
Câu hỏi
Ảnh
Câu hỏi: Lấy thêm ví dụ về sự điều chỉnh tỉ lệ đực : cái trong chăn nuôi nhằm đạt hiệu quả kinh tế cao?
Trả lời: + Ví dụ: nuôi bò lấy sữa thì cần tăng tỉ lệ bò cái, nuôi ấy thịt thì tăng tỉ lệ bò đực.
3. Nhóm tuổi
Ảnh
3. Nhóm tuổi:
+ Các cá thể trong quần thể được phân chia thành các nhóm tuổi dựa theo thời gian sống. Tuổi có thể tính theo giờ, ngày, tháng, năm,...Đặc trưng nhóm tuổi của quần thể được thể hiện qua số lượng cá thể hoặc tỉ lệ số cá thể của mỗi nhóm tuổi. Dựa vào giai đoạn phát triển, quần thể sinh vật thường gồm ba nhóm tuổi: nhóm tuổi trước sinh sản, nhóm tuổi sinh sản và nhóm tuổi sau sinh sản. Khi xếp các nhóm tuổi kế tiếp nhau (từ non đến già) sẽ được hình tháp tuổi của quần thể (hình 21.7) + Hình tháp tuổi sẽ cho thấy xu thế phát triển của quần thể, dựa vào đó chúng ta có kế hoạch bảo vệ và khai thác tài nguyên sinh vật hiệu quả.
Hình 21.7
Ảnh
Ảnh
Câu hỏi
Ảnh
Câu hỏi: Quan sát hình 21.7, nêu sự khác biệt của ba dạng hình tháp tuổi?
Trả lời: + Sự khác biệt của ba dạng hình tháp tuổi: - Tháp tuổi phát triển: Phần trăm tuổi trước sinh sản và tuổi sinh sản chiếm phần lớn trên tổng dân số, điều này cho thấy quần thể này sẽ tăng trưởng mạnh mẽ trong tương lai do tỉ lệ sinh sản cao hơn nhiều so với tỉ lệ tử vong dẫn đến sự gia tăng nhanh chóng của quần thể trong tương lai. - Tháp tuổi ổn định: Phần trăm của cả 3 nhóm tuổi đều xấp xỉ như nhau, cho thấy quần thể này đang phát triển ổn định, tỉ lệ sinh sản xấp xỉ với tỉ lệ tử vong, không có biến động đột ngột trong quần thể. - Tháp tuổi giảm sút: Phần trăm tuổi sau sinh sản nhỉnh hơn so với hai nhóm tuổi còn lại, cho thấy tỉ lệ tử vong cao hơn tỉ lệ sinh sản, điều này dẫn đến sự suy giảm dân số của quần thể trong tương lai.
4. Kiểu phân bố
Ảnh
4. Kiểu phân bố:
+ Mỗi quần thể sinh vật có một khu vực sống nhất định. Sự phân bố các cá thể của quần thể trong khu vực sống phụ thuộc vào điều kiện môi trường sống, mức độ hỗ trợ và cạnh tranh giữa các cá thể trong quần thể. Có ba kiểu phân bố cá thể trong một quần thể: phân bố đồng đều, phân bố ngẫu nhiên và phân bố theo nhóm. + Phân bố đồng đều: Các cá thể phân bố theo một khoảng cách đều nhau trong khu vực sống. Kiểu phân bố này thường ít gặp trong tự nhiên và chỉ xuất hiện trong môi trường có điều kiện sống đồng nhất, giữa các cá thể có sự cạnh tranh gay gắt về không gian sống. + Phân bố ngẫu nhiên: Các cá thể phân bố ngẫu nhiên trong khu vực sống, khoảng cách giữa các cá thể không ổn định. Kiểu cá thể này thường xuất hiện trong môi trường đồng nhất. + Phân bố theo nhóm: Các cá thể tập trung theo từng nhóm ở những nơi có điều kiện sống tốt nhất.
Hình 21.8
Ảnh
Ảnh
Câu hỏi
Ảnh
Câu hỏi: Quan sát hình 21.8, mô tả và phân biệt ba kiểu phân bố của quần thể sinh vật?
Trả lời: + Phân bố đồng đều: Gặp ở nơi có điều kiện môi trường phân bố đồng đều và có sự cạnh tranh gay gắt giữa các cá thể về không gian sống. Kiểu phân bố này ít gặp trong tự nhiên nhưng phổ biến ở các quần thể cây trồng. + Phân bố ngẫu nhiên: Gặp ở nơi có điều kiện môi trường phân bố đồng đều, các cá thể không có tính lãnh thổ, không có sự cạnh tranh gay gắt và không có xu hướng tập trung thành nhóm.
5. Mật độ cá thể
Ảnh
5. Mật độ cá thể:
+ Mật đô cá thể của quần thể là số lượng cá thể (hoặc khối lượng các cá thể) trên một đơn vị diện tích hay thể tích mà quần thể đó sinh sống. Mật độ cá thể của quần thể cho biết khoảng cách trung bình giữa các cá thể trong vùng phân bố của quần thể. + Mật độ cá thể liên quan đến mức độ sử dụng nguồn sống, sự ô nhiễm môi trường, số lần gặp nhau giữa con đực và con cái trong mùa sinh sản. + Mật độ cá thể trong quần thể thường thay đổi theo sự biến đổi của điều kiện môi trường sống, theo mùa hoặc theo năm. + Trong trồng trọt và chăn nuôi, việc xác định mật độ cá thể phù hợp giúp tiết kiệm chi phí và tăng hiệu quả sản xuất.
Câu hỏi
Ảnh
Câu hỏi: Vì sao mật độ cá thể là một đặc trưng của quần thể?
Trả lời: + Vì mật độ cá thể ảnh hưởng tới mức sử dụng nguồn sống, tần số gặp nhau giữa con đực và con cái, sức sinh sản và tử vong, trạng thái cân bằng của quần thể, các mối quan hệ sinh thái khác để quần thể tồn tại và phát triển.
Tăng trưởng của quần thể sinh vật
1. Yếu tố ảnh hưởng đến sự tăng trưởng của quần thể
Ảnh
1. Yếu tố ảnh hưởng đến sự tăng trưởng của quần thể:
+ Kích thước quần thể phụ thuộc vào các yếu tố cơ bản như mức sinh sản, mức tử vong, mức nhập cư và mức xuất cư (hình 21.9). + Mức sinh sản là số lượng cá thể mới của quần thể được sinh ra trong một khoảng thời gian nhất định. Ngược lại, mức tử vong là số lượng cá thể của quần thể bị chết đi trong một khoảng thời gian xác định. Mức sinh sản và tử vong phụ thuộc tiềm năng sinh học của quần thể sinh vật và điều kiện môi trường sống. + Mức nhập cư là số lượng cá thể của quần thể tăng lên do một số cá thể từ quần thể khác chuyển tới sống trong quần thể.
Hình 21.9
Ảnh
Ảnh
Câu hỏi
Ảnh
Câu hỏi: Quan sát hình 21.9 và cho biết sự tác động của các yếu tố đến kích thước quần thể?
Trả lời: + Sự tác động của các yếu tố đến kích thước quần thể: nhập cư và sinh sản làm tăng kích thước quần thể, tử vong và xuất cư làm giảm kích thước quần thể.
2. Kiểu tăng trưởng của quần thể
Ảnh
2. Kiểu tăng trưởng của quần thể:
+ Kích thước quần thể có thể tăng theo một trong hai kiểu: tăng trưởng theo tiềm năng sinh học và tăng trưởng trong môi trường có nguồn sống bị giới hạn.
- Tăng trưởng theo tiềm năng sinh học
Ảnh
Tăng trưởng theo tiềm năng sinh học:
+ Nếu môi trường sống là lí tưởng và thỏa mãn nhu cầu của các cá thể trong quần thể thì mức sinh sản sẽ tối đa và mức tử vong sẽ tối thiểu. Khi đó, tăng trưởng của quần thể không giới hạn và đường xong tăng trưởng có hình chữ J (hình 21.10a). Kiều tăng trưởng này thường ít diễn ra trong thực tiễn mà thường chỉ diễn ra trong phòng thí nghiệm.
- Tăng trưởng trong môi trường có nguồn sống bị giới hạn
Ảnh
Tăng trưởng trong môi trường có nguồn sống bị giới hạn:
+ Trong thực tế, môi trường sống bị giới hạn bởi các nhân tố sinh thái như thức ăn, nơi ở, vật kí sinh,... Do đó, quần thể chỉ có thể đạt được một số lượng tối đa nhất định cân bằng với sức chịu đựng của môi trường. Trong trường hợp này, đường cong tăng trưởng như hình chữ S (hình 21.10b).
Hình 21.10
Ảnh
Ảnh
Câu hỏi
Ảnh
Câu hỏi: Quan sát hình 21.10 và hoàn thành bảng 21.11. Phân biệt hai kiểu tăng trưởng của quần thể sinh vật?
Ảnh
3. Đặc điểm tăng trưởng của quần thể người
Ảnh
3. Đặc điểm tăng trưởng của quần thể người:
+ Dân số thế giới tăng trưởng liên tục trong suốt quá trình hình thành và phát triển. Sự tăng trưởng của dân số thế giới đạt mức cao trong vòng 100 năm qua (hình 21.11). Dân số thế giới tăng nhanh trong những năm gần đây nhờ những thành tựu to lớn về sự phát triển kinh tê, xã hội và ý học. Chất lượng cuộc sống con người ngày càng được cải thiện, mức độ tử vong giảm và tuổi thọ ngày càng được nâng cao. + Cấu trúc dân số của quần thể người hiện nay khi xét trên bình diện toàn thế giới đang tăng và tiến dần tới xu thế ổn định (hình 21.12a).
Hình 21.11
Ảnh
Ảnh
Câu hỏi
Ảnh
Câu hỏi: Quan sát hình 21.11 và cho biết dạng tăng trưởng của quần thể người hiện nay. Trong tương lai, dạng tăng trưởng này có tiếp tục diễn ra không? Giải thích?
Trả lời: + Dạng tăng trưởng của quần thể người hiện nay: Tăng trưởng theo tiềm năng sinh học. + Trong tương lai, dạng tăng trưởng này không tiếp tục diễn ra do nguồn sống của môi trường có giới hạn.
Hình 21.12
Ảnh
Ảnh
Tình huống
Ảnh
Câu hỏi: Nêu một số nguyên nhân có thể làm cho quần thể người Việt Nam bị già hoá dần?
Trả lời: Một số nguyên nhân có thể làm cho quần thể người Việt Nam bị già hoá dần: + Tỉ lệ sinh giảm. + Tuổi thọ trung bình tăng. + Sức ép về kinh tế - xã hội lớn.
Biến đổi số lượng cá thể của quần thể sinh vật
1. Các dạng biến động số lượng cá thể của quần thể
Ảnh
1. Các dạng biến động số lượng cá thể của quần thể:
+ Biến động không theo chu kì: Xảy ra do sự tác động ngẫu nhiên của môi trường như thiên tai, lũ lụt, hỏa hoạn, động đất, bệnh dịch,... hay do hoạt động của con người như khai thác tài nguyên quá mức hoặc xa thải bừa bãi. + Biến động theo chu kì: xảy ra do các yếu tố hoạt động có tính chu kì như chu kì ngày đêm, chu kì trăng, chu kì mùa, chu kì nhiều năm,....
- Câu hỏi
Ảnh
Câu hỏi: Nêu ví dụ về sự biến động số lượng cá thể của quần thể không theo chu kì và theo chu kì?
Trả lời: Ví dụ: + Biến động số lượng cá thể của quần thể không theo chu kì: covid - 19 khiến dân số thế giới suy giảm khoảng hơn 2 triệu người. + Biến động số lượng cá thể của quần thể theo chu kì: tảo tăng mạnh số lượng và ban ngày và giảm vào ban đêm.
2. Cơ chế điều hòa mật độ của quần thể
Ảnh
2. Cơ chế điều hòa mật độ của quần thể:
+ Điều hòa mật độ của quần thể là sự tăng hay giảm số cá thể của quần thể phù hợp với khả năng cung cấp nguồn sống của môi trường. Cơ chế điều hòa dựa trên mối quan hệ giữa mức sinh sản và tử vong, mức nhập cư và di cư. Kết quả là quần thể có số lượng cá thể ổn định và phù hợp với khả năng cung cấp nguồn sống của môi trường. + Trong điều kiện môi trường thuần lợi như có nguồn thức ăn dồi dào, ít kẻ thù,...sự sinh sản của quần thể tăng cao và mức tử vong thấp, nhập cư cũng có thể tăng. Kết quả là số lượng cá thể của quần thể tăng cao.
- Hình 21.13
Ảnh
Ảnh
- Câu hỏi
Ảnh
Câu hỏi: Quan sát hình 21.12 và mô tả mối quan hệ giữa số lượng thỏ và số lượng mèo rừng?
Trả lời: Mối quan hệ giữa số lượng thỏ và số lượng mèo rừng: biến động theo chu kì, số lượng thỏ và số lượng mèo rừng tỉ lệ thuận với nhau.
Thực hành: Xác định kích thước, mật độ quần thể thực vật và các động vật ít di chuyển
Cơ sở khoa học
Ảnh
Cơ sở khoa học:
+ Kích thước và mật độ của một quần có thể xác định thông qua việc đếm số lượng cá thể của quần thể hoặc đếm đại diện ở một số vị trí đặc trưng.
Các bước tiến hành
Ảnh
Các bước tiến hành:
+ Chuẩn bị: thước dây, giấy, bút, máy tính, thiết bị ghi hình. Tiến hành: . Bước 1. Xác định tổng diện tích khu vực nghiên cứu (S). . Bước 2. Khoanh vùng xác định các vị trí kiểm đếm. . Bước 3. Đếm số lượng cá thể sinh vật có trong các vị trí kiểm đếm (đếm hết) hoặc tại một vị trí ví dụ N1 (đểm theo vị trí) bằng cách đếm trực tiếp hoặc gián tiếp qua ảnh chụp sinh vật ở vị trí đó. . Bước 4. Tính kích thước của quần thể (N): Trong trường hợp đếm hết N = N1 + N2 + N3 + N4 + N5 hoặc N = N1 × 5 trong trường hợp đểm theo vị trí. . Bước 5. Tính mật độ của quần thể: P = N/S.
Báo cáo
Ảnh
BÁO CÁO KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM - Tên thí nghiệm: Thực hành ước tính kích thước quần thể và mật độ cá thể của quần thể cây sưa đỏ và cây muồng xanh tại công viên Bách Thảo Hà Nội. - Nhóm thực hiện: - Kết quả và thảo luận: - Địa điểm quan sát: công viên Bách Thảo Hà Nội. - Diện tích khu vực nghiên cứu: + Tổng diện tích: 60 m2 + Số ô tiêu chuẩn: 9 + Diện tích một ô tiêu chuẩn: 2 x 2 = 4 m2.
Luyện tập
Bài 1
Bài tập trắc nghiệm
Nguyên nhân chủ yếu của cạnh tranh cùng loài là so?
A. có cùng nhu cầu sống.
B. đấu tranh chống lại điều kiện bất lợi.
C. đối phó với kẻ thù.
D. mật độ cao
Bài 2
Bài tập trắc nghiệm
Trong những dấu hiệu sau, dấu hiệu nào không thể hiện mối quan hệ hỗ trợ giữa các cá thể trong quần thể?
A. Sống theo đàn.
B. Các cá thể đánh nhau.
C. Chim đầu đàn bay đầu tiên.
D. Sự quần tụ của các cá thể động vật khi thời tiết lạnh.
Bài 3
Bài tập trắc nghiệm
Phát biểu nào sau đây về kích thước của quần thể là không đúng?
A. Kích thước quần thể của một quần thể xác định thường không đổi theo.
B. Kích thước quần thể là tổng số cá thể phân bố trong khoảng không gian mà.
C. Kích thước quần thể thường dao động trong khoảng tối thiểu tới tối đa.
D. Quần thể sẽ suy thoái và tuyệt chủng nếu kích thước quần thể nhỏ hơn kích thước tối thiểu.
Vận dụng
Vận dụng
Ảnh
Vận dụng
+ Trong chăn nuôi, nuôi gà lấy trứng và nuôi gà lấy thịt thì tỉ lệ đực/cái trong đàn gà nên thay đổi như thế nào? Giải thích?
Cảm ơn
Ảnh