A. LÝ THUYẾT TRỌNG TÂM

I. Hệ sinh thái

1. Khái niệm hệ sinh thái

Hệ sinh thái là một hệ thống bao gồm quần xã sinh vật và môi trường sống của chúng (sinh cảnh). Trong hệ sinh thái, các loài sinh vật luôn tương tác lẫn nhau và đồng thời tác động qua lại với các nhân tố vô sinh của môi trường.

Bất kì sự tương tác nào giữa sinh vật với các yếu tố sinh thái của môi trường để tạo thành một chu trình sinh học, dù ở mức độ đơn giản nhất, cũng được xem là một hệ sinh thái.

Công thức nhớ: Hệ sinh thái = Quần xã sinh vật + Môi trường sống (sinh cảnh)

Ví dụ: Một khu rừng, một cái ao, một bể cá cảnh, thậm chí một giọt nước lấy từ ao hồ cũng có thể coi là hệ sinh thái (vì chứa đủ các yếu tố: sinh vật sản xuất, tiêu thụ, phân giải và các nhân tố vô sinh).

Lưu ý: Hệ sinh thái hoàn chỉnh phải có cả thành phần vô sinh VÀ hữu sinh. Phát biểu “Hệ sinh thái hoàn chỉnh chỉ có sinh vật tiêu thụ và sinh vật sản xuất” là SAI (thiếu sinh vật phân giải và thành phần vô sinh).

2. Thành phần cấu trúc của hệ sinh thái

Hệ sinh thái gồm hai thành phần chính:

a) Thành phần vô sinh:

Bao gồm tất cả các nhân tố không sống: ánh sáng, khí hậu, đất, nước, xác sinh vật, chất hữu cơ (mùn), nhiệt độ, độ ẩm, khí $CO_2$, khí $O_2$…

Lưu ý: Xác sinh vật, mùn hữu cơ thuộc thành phần vô sinh (vì đã chết, không còn là sinh vật sống). Virus, vi khuẩn, nấm là sinh vật sống → thuộc thành phần hữu sinh.

b) Thành phần hữu sinh (quần xã sinh vật):

Gồm ba nhóm:

Lưu ý hay thi:

• Cây xanh luôn đóng vai trò sinh vật sản xuất (không phải phân giải hay tiêu thụ).
• Không phải tất cả vi sinh vật đều là sinh vật phân giải. Có vi khuẩn quang hợp (là sinh vật sản xuất), có vi khuẩn ký sinh (là sinh vật tiêu thụ). Tuy nhiên, hầu hết vi khuẩn và nấm là sinh vật phân giải.
• Sinh vật tiêu thụ bao gồm: động vật ăn cỏ (tiêu thụ bậc 1) và động vật ăn thịt (tiêu thụ bậc 2, 3…).
• Mắt xích chung luôn có trong mọi chuỗi thức ăn: cây xanh (sinh vật sản xuất) và vi khuẩn, nấm (sinh vật phân giải).

3. Các kiểu hệ sinh thái

Hệ sinh thái được phân thành hai nhóm chính theo nguồn gốc:

a) Hệ sinh thái tự nhiên:

b) Hệ sinh thái nhân tạo (do con người tạo ra):

Ví dụ: Hệ sinh thái đồng ruộng, rừng trồng, khu dân cư, khu đô thị, ao nuôi cá, bể cá cảnh, ruộng bậc thang…

Phân loại nhanh: Rừng ngập mặn, rạn san hô, đồng cỏ, suối → tự nhiên. Ruộng bậc thang, ao nuôi cá, cánh đồng → nhân tạo.

II. Trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng trong hệ sinh thái

1. Trao đổi chất trong quần xã sinh vật

Trao đổi chất trong quần xã được thực hiện qua chuỗi thức ăn và lưới thức ăn.

a) Chuỗi thức ăn:

Chuỗi thức ăn gồm nhiều loài có quan hệ dinh dưỡng với nhau: loài này ăn loài phía trước và là thức ăn của loài phía sau.

Trật tự trong chuỗi thức ăn: Sinh vật sản xuất → Sinh vật tiêu thụ bậc 1 → Sinh vật tiêu thụ bậc 2 → … → Sinh vật phân giải.

Quy tắc: Chuỗi thức ăn luôn bắt đầu từ sinh vật sản xuất (cây xanh). Sơ đồ chuỗi thức ăn đúng phải đi theo chiều: sinh vật bị ăn → sinh vật ăn nó.

b) Lưới thức ăn:

Trong quần xã, một loài thường tham gia vào nhiều chuỗi thức ăn khác nhau (là mắt xích chung). Tập hợp các chuỗi thức ăn có nhiều mắt xích chung tạo thành lưới thức ăn.

Lưới thức ăn = Nhiều chuỗi thức ăn có các mắt xích chung liên kết với nhau. Một lưới thức ăn hoàn chỉnh gồm đủ sinh vật sản xuất, tiêu thụ và phân giải.

c) Tháp sinh thái:

Tháp sinh thái dùng để đánh giá mức độ dinh dưỡng trong chuỗi và lưới thức ăn. Có ba loại tháp sinh thái:

Hình 44.4 trong sách biểu thị số lượng cá thể (con/ha, cây/ha) → đây là tháp số lượng.

2. Trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng trong hệ sinh thái

• Vòng tuần hoàn vật chất: Chất vô cơ từ môi trường → sinh vật sản xuất → sinh vật tiêu thụ → sinh vật phân giải → trả lại chất vô cơ cho môi trường → tuần hoàn.
• Dòng năng lượng: Năng lượng từ ánh sáng Mặt Trời → sinh vật sản xuất → truyền theo một chiều qua các bậc dinh dưỡng. Trong quá trình đó, năng lượng giảm dần do sinh vật sử dụng và tỏa ra môi trường dưới dạng nhiệt.

Điểm khác biệt quan trọng:

• Vật chất: tuần hoàn (đi vòng tròn, được tái sử dụng).
• Năng lượng: truyền một chiều, giảm dần qua các bậc, không tuần hoàn.
• Năng lượng khởi đầu trong hệ sinh thái: năng lượng Mặt Trời.

III. Bảo vệ các hệ sinh thái

Bảo vệ hệ sinh thái chính là bảo vệ cuộc sống con người. Ba hệ sinh thái cần đặc biệt chú trọng bảo vệ:

a) Hệ sinh thái rừng:

• Vai trò: môi trường sống của nhiều loài, điều hòa không khí, hạn chế biến đổi khí hậu và thiên tai.
• Biện pháp: ngăn chặn phá rừng, khai thác tài nguyên rừng hợp lý.

b) Hệ sinh thái biển và ven biển:

• Vai trò: điều hòa khí hậu, nơi sống của nhiều loài, cung cấp sản phẩm có giá trị.
• Biện pháp: quản lý chất thải, kiểm soát ô nhiễm, khai thác tài nguyên hợp lý.

c) Hệ sinh thái nông nghiệp:

• Vai trò: tạo lương thực, thực phẩm nuôi sống con người, cung cấp nguyên liệu cho công nghiệp.
• Biện pháp: bảo vệ tài nguyên đất, chống xói mòn, khô hạn, chống mặn cho đất.

B. PHƯƠNG PHÁP GIẢI CÁC DẠNG BÀI TẬP

Dạng 1: Xác định thành phần cấu trúc của hệ sinh thái

Phương pháp giải:

• Bước 1: Phân biệt thành phần vô sinh (nhân tố không sống) và hữu sinh (sinh vật sống).
• Bước 2: Trong thành phần hữu sinh, xác định vai trò:
  • Tự tổng hợp chất hữu cơ (quang hợp) → Sinh vật sản xuất (thực vật, tảo).
  • Không tự tổng hợp, lấy từ thức ăn → Sinh vật tiêu thụ (động vật).
  • Phân giải xác chết thành chất vô cơ → Sinh vật phân giải (nấm, hầu hết vi khuẩn).
• Bước 3: Chú ý không nhầm lẫn: xác sinh vật → vô sinh; vi khuẩn sống → hữu sinh.

Bài tập 1: Khi nói về thành phần hệ sinh thái, phát biểu nào không đúng?

A. Sinh vật phân giải phân giải chất hữu cơ thành chất vô cơ. B. Tất cả vi sinh vật đều là sinh vật phân giải. C. Động vật ăn thực vật thuộc nhóm sinh vật tiêu thụ. D. Thực vật quang hợp thuộc nhóm sinh vật sản xuất.

Hướng dẫn giải:

• A đúng: sinh vật phân giải biến chất hữu cơ → chất vô cơ.
• B SAI: không phải tất cả vi sinh vật đều là phân giải. Có vi khuẩn quang hợp (sản xuất), vi khuẩn ký sinh (tiêu thụ).
• C đúng: động vật ăn thực vật = sinh vật tiêu thụ bậc 1.
• D đúng: thực vật quang hợp = sinh vật sản xuất.

→ Đáp án: B.

Bài tập 2: Thành phần vô sinh của hệ sinh thái bao gồm những yếu tố nào?

A. Nước, khí $CO_2$, khí $O_2$, virus, vi khuẩn. B. Mùn, bã, rêu, địa y. C. Nhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm, nấm, mốc. D. Đất, đá, nước, khí $CO_2$, khí $O_2$, mùn hữu cơ, nhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm.

Hướng dẫn giải:

• A sai: virus, vi khuẩn là sinh vật → thuộc hữu sinh.
• B sai: rêu, địa y là sinh vật sống → hữu sinh.
• C sai: nấm, mốc là sinh vật sống → hữu sinh.
• D đúng: toàn bộ đều là nhân tố không sống (đất, đá, nước, khí, mùn hữu cơ, nhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm).

→ Đáp án: D.

Dạng 2: Xác định chuỗi thức ăn đúng và phân tích lưới thức ăn

Phương pháp giải:

• Bước 1: Chuỗi thức ăn luôn bắt đầu từ sinh vật sản xuất (cây xanh) → sinh vật tiêu thụ bậc 1 (ăn cỏ) → bậc 2 (ăn thịt) → …
• Bước 2: Mũi tên chỉ chiều truyền năng lượng: từ sinh vật bị ăn → sinh vật ăn nó (loài bị ăn → loài ăn).
• Bước 3: Để đếm số chuỗi thức ăn trong lưới: liệt kê tất cả các đường đi từ sinh vật sản xuất đến sinh vật tiêu thụ bậc cao nhất, mỗi đường là một chuỗi.

Bài tập 1: Sơ đồ chuỗi thức ăn nào đúng?

A. Diều hâu → Rắn → Cóc → Châu chấu → Lúa. B. Lúa → Châu chấu → Cóc → Rắn → Diều hâu. C. Châu chấu → Cóc → Rắn → Diều hâu → Lúa. D. Cóc → Châu chấu → Lúa → Rắn → Diều hâu.

Hướng dẫn giải:

• Bước 1: Chuỗi thức ăn bắt đầu từ sinh vật sản xuất = Lúa (cây xanh).
• Bước 2: Chiều mũi tên: Lúa (bị ăn bởi) → Châu chấu (bị ăn bởi) → Cóc (bị ăn bởi) → Rắn (bị ăn bởi) → Diều hâu.
• Bước 3: Đáp án B bắt đầu từ Lúa và chiều mũi tên đúng.

→ Đáp án: B.

Bài tập 2: Trong chuỗi thức ăn: Cỏ → Hươu → Hổ, cỏ đóng vai trò gì?

A. Sinh vật sản xuất. B. Sinh vật ăn cỏ. C. Sinh vật tiêu thụ. D. Sinh vật phân giải.

Hướng dẫn giải:

• Cỏ là thực vật, có khả năng quang hợp tổng hợp chất hữu cơ → sinh vật sản xuất.
• Hươu ăn cỏ → sinh vật tiêu thụ bậc 1. Hổ ăn hươu → sinh vật tiêu thụ bậc 2.

→ Đáp án: A.

Dạng 3: Phân loại hệ sinh thái tự nhiên và nhân tạo

Phương pháp giải:

• Bước 1: Xác định hệ sinh thái được hình thành tự nhiên hay do con người tạo ra.
  • Tự nhiên: rừng mưa nhiệt đới, sa mạc, đồng cỏ, sông, hồ tự nhiên, biển, rạn san hô, rừng ngập mặn…
  • Nhân tạo: đồng ruộng, rừng trồng, ao nuôi cá, bể cá cảnh, khu đô thị, ruộng bậc thang, công viên…
• Bước 2: Trong hệ sinh thái tự nhiên, phân biệt thêm: trên cạn, nước ngọt, nước mặn.

Bài tập 1: Hệ sinh thái nào sau đây là hệ sinh thái tự nhiên?

A. Bể cá cảnh. B. Cánh đồng. C. Rừng nhiệt đới. D. Công viên.

Hướng dẫn giải:

• A: Bể cá cảnh → do con người tạo → nhân tạo.
• B: Cánh đồng → do con người canh tác → nhân tạo.
• C: Rừng nhiệt đới → hình thành tự nhiên → tự nhiên.
• D: Công viên → do con người xây dựng → nhân tạo.

→ Đáp án: C.

Bài tập 2: Cho các hệ sinh thái: đồng cỏ, suối, rừng lá rộng ôn đới, rừng ngập mặn, ruộng bậc thang, rạn san hô. Hãy xếp vào kiểu hệ sinh thái phù hợp.

Hướng dẫn giải:

Dạng 4: Trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng trong hệ sinh thái

Phương pháp giải:

• Bước 1: Nhớ nguyên tắc:
  • Vật chất: tuần hoàn (vô cơ → sinh vật → phân giải → vô cơ).
  • Năng lượng: truyền một chiều, giảm dần, bắt đầu từ năng lượng Mặt Trời.
• Bước 2: Năng lượng vào quần xã ở mắt xích đầu tiên = sinh vật sản xuất.
• Bước 3: Qua mỗi bậc dinh dưỡng, năng lượng giảm do sinh vật sử dụng và tỏa nhiệt ra môi trường.

Bài tập 1: Năng lượng khởi đầu trong hệ sinh thái được lấy từ đâu?

A. Từ không khí. B. Từ nước. C. Từ chất dinh dưỡng trong đất. D. Từ năng lượng Mặt Trời.

Hướng dẫn giải:

• Sinh vật sản xuất (cây xanh) sử dụng năng lượng ánh sáng Mặt Trời để quang hợp, tạo ra chất hữu cơ. Đây là nguồn năng lượng khởi đầu cung cấp cho toàn bộ hệ sinh thái.

→ Đáp án: D.

Bài tập 2: Chất hữu cơ do sinh vật sản xuất tổng hợp được có vai trò gì trong hệ sinh thái?

A. Sinh vật sản xuất luôn sử dụng sinh vật tiêu thụ làm thức ăn.

B. Sinh vật phân giải luôn là nguồn thức ăn của sinh vật tiêu thụ.

C. Chất hữu cơ do sinh vật sản xuất tổng hợp là nguồn thức ăn cho các dạng sinh vật trong hệ sinh thái.

D. Vi khuẩn và nấm không phải sinh vật phân giải.

Hướng dẫn giải:

• A sai: sinh vật sản xuất (cây xanh) tự quang hợp, không ăn sinh vật tiêu thụ.
• B sai: sinh vật phân giải (nấm, vi khuẩn) phân hủy xác chết, không phải thức ăn chính của sinh vật tiêu thụ.
• C đúng: chất hữu cơ từ quang hợp → cung cấp cho sinh vật tiêu thụ (ăn cây) → sinh vật phân giải (phân hủy xác) → tất cả các dạng sinh vật đều phụ thuộc.
• D sai: nấm và hầu hết vi khuẩn đều là sinh vật phân giải.

→ Đáp án: C.

C. SƠ ĐỒ TƯ DUY

1. Khái niệm

• 1.1. Hệ sinh thái = quần xã sinh vật + môi trường sống (sinh cảnh)
• 1.2. Các loài tương tác lẫn nhau VÀ tác động qua lại với môi trường
• 1.3. Ví dụ: khu rừng, cái ao, bể cá cảnh, giọt nước ao hồ

2. Thành phần cấu trúc

• 2.1. Vô sinh: ánh sáng, khí hậu, đất, nước, xác sinh vật, mùn hữu cơ, nhiệt độ, độ ẩm
• 2.2. Hữu sinh (quần xã):
  • Sinh vật sản xuất: thực vật, tảo (quang hợp tạo chất hữu cơ)
  • Sinh vật tiêu thụ: động vật ăn cỏ, ăn thịt, ăn tạp
  • Sinh vật phân giải: nấm, hầu hết vi khuẩn (phân giải xác chết → chất vô cơ)

3. Các kiểu hệ sinh thái

• 3.1. Tự nhiên: trên cạn (rừng, sa mạc, đồng cỏ) + nước ngọt (hồ, sông, suối) + nước mặn (biển, rạn san hô)
• 3.2. Nhân tạo: đồng ruộng, rừng trồng, ao nuôi cá, khu đô thị, bể cá cảnh

4. Chuỗi và lưới thức ăn

• 4.1. Chuỗi thức ăn: nhiều loài có quan hệ dinh dưỡng, bắt đầu từ sinh vật sản xuất
• 4.2. Lưới thức ăn: nhiều chuỗi có mắt xích chung
• 4.3. Tháp sinh thái: 3 loại (tháp số lượng, sinh khối, năng lượng)

5. Trao đổi chất và năng lượng

• 5.1. Vật chất: tuần hoàn (vô cơ → sinh vật → phân giải → vô cơ)
• 5.2. Năng lượng: truyền một chiều, giảm dần qua các bậc, bắt đầu từ Mặt Trời
• 5.3. Mỗi bậc: sinh vật sử dụng năng lượng + tỏa nhiệt ra môi trường

6. Bảo vệ hệ sinh thái

• 6.1. Hệ sinh thái rừng: ngăn phá rừng, khai thác hợp lý
• 6.2. Hệ sinh thái biển: kiểm soát ô nhiễm, quản lý chất thải
• 6.3. Hệ sinh thái nông nghiệp: bảo vệ đất, chống xói mòn, khô hạn, mặn

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