Bài 41: Môi trường và các nhân tố sinh thái – Lý thuyết

A. LÝ THUYẾT TRỌNG TÂM

I. Môi trường sống

1. Khái niệm môi trường sống

Môi trường sống là nơi sống của sinh vật, bao gồm tất cả các nhân tố xung quanh sinh vật, có ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp đến sự tồn tại, sinh trưởng, phát triển và các hoạt động khác của chúng.

Môi trường sống của cây xanh, thể hiện nhiệt độ, gió, độ ẩm, $O_2$, $CO_2$, ánh sáng, động vật…
Môi trường sống của cây xanh, thể hiện nhiệt độ, gió, độ ẩm, $O_2$, $CO_2$, ánh sáng, động vật…

Lưu ý: Môi trường sống bao gồm cả nhân tố vô sinh và hữu sinh, không chỉ riêng một nhóm. Định nghĩa đúng nhất: môi trường gồm tất cả các nhân tố xung quanh sinh vật, tác động trực tiếp hoặc gián tiếp đến sinh vật.

2. Các loại môi trường sống chủ yếu

bốn loại môi trường sống chủ yếu:

Loại môi trường Đặc điểm Ví dụ sinh vật
Môi trường trên cạn (đất – không khí) Gồm mặt đất và lớp khí quyển Cây bàng, báo, sư tử, chim bồ câu, chim sẻ
Môi trường dưới nước Gồm vùng nước ngọt, nước mặn, nước lợ Cá rô phi, cá trôi, rong đuôi chó, hoa súng
Môi trường trong đất Gồm các lớp đất Giun đất, rết, dế trũi
Môi trường sinh vật Cơ thể của động vật, thực vật, con người Vi khuẩn đường ruột, giun ký sinh, cây tầm gửi sống trên cây nhãn, chấy/rận/nấm trên da người
Một số loại môi trường sống: trên cạn, dưới nước, trong đất, sinh vật
Một số loại môi trường sống: trên cạn, dưới nước, trong đất, sinh vật

Lưu ý quan trọng:

  • Cây xanh sống trong môi trường đất và không khí (rễ trong đất, thân lá trong không khí).
  • Cây tầm gửi sống trên cây nhãn → môi trường sống của cây tầm gửi là môi trường sinh vật (cây nhãn).
  • Cơ thể sinh vật được coi là môi trường sống khi nó là nơi ở, nơi lấy thức ăn, nước của các sinh vật khác.
  • Da người có thể là môi trường sống của chấy, rận, nấm.

II. Nhân tố sinh thái

1. Khái niệm nhân tố sinh thái

Các nhân tố trong môi trường ảnh hưởng đến sự tồn tại và phát triển của sinh vật được gọi là nhân tố sinh thái.

Nhân tố sinh thái được chia thành hai nhóm:

Nhóm Định nghĩa Ví dụ
Nhân tố vô sinh Các yếu tố không sống của môi trường Ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm, nước, gió, đất, mưa, áp suất không khí, độ dốc, độ tơi xốp, thảm lá khô, gỗ mục
Nhân tố hữu sinh Các yếu tố sống của môi trường Con người, động vật, thực vật, vi sinh vật, nấm

Lưu ý hay thi:

  • Con người thuộc nhóm nhân tố hữu sinh (không phải nhóm riêng biệt, không phải vô sinh).
  • Trong nhóm hữu sinh, con người là nhân tố có ảnh hưởng lớn nhất đến đời sống nhiều loài sinh vật vì con người có trí tuệ, vừa có khả năng khai thác tài nguyên vừa có khả năng cải tạo thiên nhiên.
  • Các nhân tố sinh thái không tác động độc lập mà luôn tác động trong mối quan hệ với các nhân tố khác.
  • Phát biểu sai thường gặp: “Con người không phải nhân tố sinh thái” → SAI. Con người là nhân tố sinh thái hữu sinh.

2. Ảnh hưởng của các nhân tố sinh thái đến sinh vật

a) Ảnh hưởng của nhân tố vô sinh:

  • Ánh sáng: Ảnh hưởng đến quang hợp của thực vật. Thực vật được chia thành cây ưa sáng (sống nơi quang đãng) và cây ưa bóng (sống dưới tán rừng). Ánh sáng giúp động vật nhận biết vật thể và định hướng di chuyển.
  • Nhiệt độ: Ảnh hưởng đến hình thái, hoạt động sinh lý của sinh vật.

Tại sao một số loài cây trồng dưới tán rừng cho năng suất cao hơn nơi trống trải? Vì đó là những cây ưa bóng, chúng sinh trưởng và phát triển tốt nhất trong điều kiện ánh sáng vừa phải dưới tán rừng. Nơi trống trải có ánh sáng quá mạnh, vượt ngoài khoảng thuận lợi của cây ưa bóng.

b) Ảnh hưởng của nhân tố hữu sinh:

Mỗi sinh vật sống trong môi trường đều trực tiếp hoặc gián tiếp ảnh hưởng tới các sinh vật xung quanh thông qua các mối quan hệ cùng loài hoặc khác loài. Các sinh vật có thể hỗ trợ hoặc cạnh tranh lẫn nhau.

III. Giới hạn sinh thái

Giới hạn sinh thái là khoảng giá trị của một nhân tố sinh thái nhất định mà trong khoảng đó, sinh vật có thể tồn tại và phát triển ổn định theo thời gian.

Sơ đồ giới hạn sinh thái về nhiệt độ của cá rô phi
Sơ đồ giới hạn sinh thái về nhiệt độ của cá rô phi

Ví dụ: Cá rô phi ở Việt Nam có giới hạn sinh thái về nhiệt độ từ $5{,}6°C$ đến $42°C$, điểm cực thuận là $30°C$.

Các thành phần của giới hạn sinh thái:

Thành phần Ý nghĩa Ví dụ (cá rô phi)
Giới hạn dưới (điểm gây chết dưới) Giá trị thấp nhất sinh vật có thể tồn tại $5{,}6°C$
Giới hạn trên (điểm gây chết trên) Giá trị cao nhất sinh vật có thể tồn tại $42°C$
Khoảng thuận lợi Khoảng sinh vật phát triển tốt nhất Xung quanh $30°C$
Điểm cực thuận Giá trị tối ưu nhất cho sinh vật $30°C$
Giới hạn chịu đựng Toàn bộ khoảng từ giới hạn dưới đến giới hạn trên $5{,}6°C – 42°C$

Quy tắc quan trọng:

  • Sinh vật sinh trưởng và phát triển thuận lợi nhất tại điểm cực thuận.
  • Khi điều kiện môi trường nằm ngoài giới hạn sinh thái → sinh vật bị chết.
  • Loài nào có giới hạn sinh thái rộng (khoảng chịu đựng lớn) → có vùng phân bố rộng.
  • Loài nào có giới hạn sinh thái hẹp → có vùng phân bố hẹp.
Sơ đồ giới hạn sinh thái về nhiệt độ của ba loài cá A, B, C
Sơ đồ giới hạn sinh thái về nhiệt độ của ba loài cá A, B, C

Thông tin mở rộng: Phần lớn các nhân tố sinh thái chỉ tác động trong một đời cá thể. Tuy nhiên, một số nhân tố có thể tác động kéo dài qua nhiều thế hệ, ví dụ các vụ nổ hạt nhân, chất độc màu da cam… có thể gây dị dạng, dị tật bẩm sinh cho nhiều thế hệ.

B. PHƯƠNG PHÁP GIẢI CÁC DẠNG BÀI TẬP

Dạng 1: Phân biệt các loại môi trường sống

Phương pháp giải:

  • Bước 1: Xác định sinh vật trong đề bài sống ở đâu.
  • Bước 2: Đối chiếu với 4 loại môi trường:
    • Sống trên mặt đất, trong không khí → Môi trường trên cạn.
    • Sống trong nước (ngọt, mặn, lợ) → Môi trường dưới nước.
    • Sống trong các lớp đất → Môi trường trong đất.
    • Sống trong hoặc trên cơ thể sinh vật khác → Môi trường sinh vật.
  • Bước 3: Chú ý trường hợp đặc biệt: ký sinh trùng sống trong cơ thể người/động vật → môi trường sinh vật; cây tầm gửi sống trên cây khác → môi trường sinh vật.

Bài tập 1: Cây tầm gửi sống trên cây nhãn, môi trường sống của cây tầm gửi là gì?

A. Môi trường đất. B. Môi trường nước. C. Môi trường sinh vật. D. Môi trường trên cạn.

Hướng dẫn giải:

  • Bước 1: Cây tầm gửi sống trên cây nhãn, lấy chất dinh dưỡng từ cây nhãn.
  • Bước 2: Cây nhãn là sinh vật → cây tầm gửi đang sống trên cơ thể của một sinh vật khác → đây là môi trường sinh vật.
  • Bước 3: Không phải môi trường trên cạn vì tầm gửi không sống trực tiếp trên đất mà ký sinh trên cây nhãn.

Đáp án: C.

Bài tập 2: Nhóm sinh vật nào sau đây sống ở môi trường đất – không khí?

A. Chim bồ câu, cá chim, chim sẻ. B. Cá trôi, cá quả, cá rô phi. C. Cây bàng, báo, sư tử. D. Giun đất, rết, dế trũi.

Hướng dẫn giải:

  • Bước 1: Phân tích từng đáp án:
    • A: Cá chim sống dưới nước → loại.
    • B: Toàn bộ là cá → môi trường nước → loại.
    • C: Cây bàng, báo, sư tử đều sống trên mặt đất → môi trường trên cạn (đất – không khí).
    • D: Giun đất, rết, dế trũi sống trong đất → môi trường trong đất.

Đáp án: C.

Dạng 2: Phân loại nhân tố sinh thái vô sinh và hữu sinh

Phương pháp giải:

  • Bước 1: Liệt kê các nhân tố trong đề bài.
  • Bước 2: Phân loại:
    • Nhân tố không sống (ánh sáng, nhiệt độ, nước, gió, đất, độ ẩm, mưa, áp suất, độ dốc, gỗ mục, thảm lá khô…) → Vô sinh.
    • Nhân tố sống (con người, động vật, thực vật, vi sinh vật, nấm) → Hữu sinh.
  • Bước 3: Chú ý: gỗ mục, thảm lá khô tuy có nguồn gốc từ sinh vật nhưng đã chết → xếp vào vô sinh. Cây gỗ đang sống → hữu sinh.

Bài tập 1: Yếu tố nào dưới đây là nhân tố hữu sinh?

A. Ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm. B. Chế độ khí hậu, nước, ánh sáng. C. Con người và các sinh vật khác. D. Các sinh vật khác và ánh sáng.

Hướng dẫn giải:

  • Bước 1: Nhân tố hữu sinh là các yếu tố sống của môi trường.
  • Bước 2: Phân tích:
    • A: Toàn bộ là yếu tố không sống → vô sinh.
    • B: Toàn bộ là yếu tố không sống → vô sinh.
    • C: Con người và các sinh vật khác → đều là yếu tố sống → hữu sinh.
    • D: Ánh sáng là vô sinh → nhóm này lẫn cả vô sinh lẫn hữu sinh → không đúng.

Đáp án: C.

Bài tập 2: Chuột sống trong rừng mưa nhiệt đới chịu tác động của các nhân tố: (1) mức ngập nước, (2) nhiệt độ, (3) kiến, (4) ánh sáng, (5) rắn hổ mang, (6) cây gỗ, (7) gỗ mục, (8) sâu ăn lá. Nhân tố nào thuộc nhóm vô sinh?

Hướng dẫn giải:

  • Bước 1: Phân loại từng nhân tố:
    • (1) Mức ngập nước → vô sinh (yếu tố nước).
    • (2) Nhiệt độ → vô sinh.
    • (3) Kiến → hữu sinh (động vật sống).
    • (4) Ánh sáng → vô sinh.
    • (5) Rắn hổ mang → hữu sinh (động vật sống).
    • (6) Cây gỗ → hữu sinh (thực vật sống).
    • (7) Gỗ mục → vô sinh (đã chết, phân hủy).
    • (8) Sâu ăn lá → hữu sinh (động vật sống).
  • Bước 2: Nhân tố vô sinh: (1), (2), (4), (7).

Dạng 3: Vận dụng giới hạn sinh thái

Phương pháp giải:

  • Bước 1: Xác định giới hạn sinh thái (giới hạn dưới, giới hạn trên, điểm cực thuận) của sinh vật trong đề bài.
  • Bước 2: So sánh điều kiện môi trường với giới hạn sinh thái:
    • Nếu điều kiện nằm trong giới hạn → sinh vật tồn tại được.
    • Nếu điều kiện nằm trong khoảng thuận lợi → sinh vật phát triển tốt.
    • Nếu điều kiện nằm ngoài giới hạn → sinh vật chết.
  • Bước 3: So sánh giới hạn sinh thái giữa các loài:
    • Loài nào có giới hạn chịu đựng rộng hơn (khoảng từ giới hạn dưới đến giới hạn trên lớn hơn) → vùng phân bố rộng hơn.

Bài tập 1: Ở một địa phương, nhiệt độ trung bình dao động từ $15°C$ đến $30°C$. Có ba loài cá:

  • Loài A: giới hạn nhiệt từ $0°C$ đến $14°C$.
  • Loài B: giới hạn nhiệt từ $5°C$ đến $38°C$.
  • Loài C: giới hạn nhiệt từ $34°C$ đến $45°C$.

Nên nhập loài cá nào để nuôi?

Hướng dẫn giải:

  • Bước 1: Nhiệt độ địa phương: $15°C – 30°C$.
  • Bước 2: So sánh:
    • Loài A: giới hạn $0°C – 14°C$. Nhiệt độ địa phương ($15°C – 30°C$) nằm ngoài giới hạn trên của loài A ($14°C$) → loài A sẽ chết → không nuôi được.
    • Loài B: giới hạn $5°C – 38°C$. Nhiệt độ $15°C – 30°C$ nằm hoàn toàn trong giới hạn của loài B → loài B sống được và phát triển tốt.
    • Loài C: giới hạn $34°C – 45°C$. Nhiệt độ $15°C – 30°C$ nằm ngoài giới hạn dưới của loài C ($34°C$) → loài C sẽ chết → không nuôi được.
  • Bước 3: Nên nhập loài B vì nhiệt độ địa phương nằm trong giới hạn sinh thái của loài B.

Bài tập 2: Cá chép có giới hạn nhiệt từ $2°C$ đến $44°C$ (điểm cực thuận $28°C$). Cá rô phi có giới hạn nhiệt từ $5°C$ đến $42°C$ (điểm cực thuận $30°C$). Nhận định nào đúng?

A. Vùng phân bố cá chép hẹp hơn cá rô phi.

B. Vùng phân bố cá rô phi rộng hơn cá chép.

C. Cá chép có vùng phân bố rộng hơn cá rô phi vì có giới hạn chịu nhiệt rộng hơn.

D. Cá chép có vùng phân bố rộng hơn vì giới hạn dưới thấp hơn.

Hướng dẫn giải:

  • Bước 1: Tính khoảng giới hạn chịu đựng:
    • Cá chép: $44°C – 2°C = 42°C$ (khoảng rộng).
    • Cá rô phi: $42°C – 5°C = 37°C$ (khoảng hẹp hơn).
  • Bước 2: Cá chép có giới hạn chịu nhiệt rộng hơn ($42°C$ so với $37°C$) → vùng phân bố rộng hơn.
  • Bước 3: Đáp án D chỉ nêu “giới hạn dưới thấp hơn” – đúng nhưng không đầy đủ. Đáp án C nêu “giới hạn chịu nhiệt rộng hơn” – đây là lý do chính xác và đầy đủ nhất.

Đáp án: C.

Bài tập 3: Vi khuẩn suối nước nóng có giới hạn sinh thái từ $0°C$ đến $90°C$, điểm cực thuận là $55°C$. Để tiêu diệt vi khuẩn này, phải duy trì nhiệt độ nước như thế nào?

A. Trên $90°C$ hoặc dưới $0°C$. B. Từ $55°C$ đến $90°C$. C. Từ $0°C$ đến $55°C$. D. Ở $55°C$.

Hướng dẫn giải:

  • Bước 1: Giới hạn sinh thái: $0°C – 90°C$. Trong khoảng này, vi khuẩn tồn tại được.
  • Bước 2: Để tiêu diệt vi khuẩn, cần đưa nhiệt độ ra ngoài giới hạn sinh thái: hoặc dưới $0°C$ hoặc trên $90°C$.
  • Bước 3: Đáp án B, C, D đều nằm trong giới hạn → vi khuẩn vẫn sống.

Đáp án: A.

C. SƠ ĐỒ TƯ DUY

BÀI 41: MÔI TRƯỜNG VÀ CÁC NHÂN TỐ SINH THÁI

1. Môi trường sống

  • 1.1. Khái niệm: nơi sống của sinh vật, gồm tất cả nhân tố xung quanh ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp đến sinh vật
  • 1.2. Bốn loại chủ yếu:
    • Trên cạn (mặt đất + khí quyển): cây bàng, sư tử, chim…
    • Dưới nước (ngọt, mặn, lợ): cá, rong, hoa súng…
    • Trong đất (các lớp đất): giun đất, rết, dế trũi…
    • Sinh vật (cơ thể động vật, thực vật, người): ký sinh trùng, nấm, tầm gửi…

2. Nhân tố sinh thái

  • 2.1. Khái niệm: các nhân tố môi trường ảnh hưởng đến sự tồn tại và phát triển của sinh vật
  • 2.2. Hai nhóm:
    • Vô sinh (không sống): ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm, nước, gió, đất, mưa, áp suất…
    • Hữu sinh (sống): con người + động vật + thực vật + vi sinh vật
  • 2.3. Con người thuộc nhóm hữu sinh, có ảnh hưởng lớn nhất (có trí tuệ, vừa khai thác vừa cải tạo thiên nhiên)
  • 2.4. Các nhân tố tác động trong mối quan hệ với nhau, không độc lập

3. Ảnh hưởng của nhân tố sinh thái

  • 3.1. Nhân tố vô sinh:
    • Ánh sáng: cây ưa sáng vs cây ưa bóng; giúp động vật nhận biết, định hướng
    • Nhiệt độ: ảnh hưởng hình thái, sinh lý
  • 3.2. Nhân tố hữu sinh: quan hệ cùng loài/khác loài → hỗ trợ hoặc cạnh tranh

4. Giới hạn sinh thái

  • 4.1. Khái niệm: khoảng giá trị của MỘT nhân tố sinh thái mà sinh vật tồn tại và phát triển được
  • 4.2. Cấu trúc: giới hạn dưới – khoảng thuận lợi (điểm cực thuận) – giới hạn trên
  • 4.3. Ngoài giới hạn → sinh vật chết
  • 4.4. Giới hạn rộng → phân bố rộng; giới hạn hẹp → phân bố hẹp
  • 4.5. Ví dụ: cá rô phi: $5{,}6°C – 42°C$, cực thuận $30°C$
Cô Trần Thị Thanh Thảo

Cô Trần Thị Thanh Thảo

(Người kiểm duyệt, ra đề)

Chức vụ: Trưởng ban biên soạn môn Khoa Học Tự Nhiên THCS

Trình độ: Cử nhân Sư phạm KHTN, Chứng chỉ hạng II, Chứng chỉ Tin học, Ngoại ngữ B1

Kinh nghiệm: 6+ năm kinh nghiệm tại Trường THCS Nguyễn Siêu