1. Tóm tắt lý thuyết
1.1. Dòng năng lượng trong hệ sinh thái
a. Phân bố năng lượng trên trái đất
- Mặt trời cung cấp năng lượng cho sự sống trên trái đất nhưng phân bố không đồng đều. Năng lượng ánh sáng còn phụ thuộc vào thành phần tia sáng (sinh vật chỉ sử dụng được những tia sáng nhìn thấy cho quá trình quang hợp → tổng hợp chất hữu cơ)
b. Dòng năng lượng trong hệ sinh thái
- Bắt nguồn từ môi trường, được sinh vật sản xuất hấp thụ và biến đổi thành năng lượng hóa học qua quá trình quang hợp. Sau đó năng lượng được truyền qua các bậc dinh dưỡng và cuối cùng năng lượng truyền trở lại môi trường.
1.2. Hiệu suất sinh thái
- Hiệu suất sinh thái là tỉ lệ phần trăm chuyển hóa năng lượng giữa các bậc dinh dưỡng trong hệ sinh thái.
- Hiệu suất sinh thái luôn nhỏ hơn 100% (chỉ khoảng 10%)
- Ví dụ hiệu suất sinh thái của một hệ sinh thái
2. Bài tập minh họa
Biết năng lượng mặt trời chiếu xuống một hệ sinh thái là 9.109 kcal. Năng lượng của sinh vật sản xuất là 45 x 108 kcal. Năng lượng sinh vật tiêu thụ bậc 1 là 45.107 kcal, của sinh vật tiêu thụ bậc 2 là 9.107 kcal. Biết hiệu suất sinh thái của sinh vật tiêu thụ bậc 3 là 10%. Xác định:
1) Hiệu suất quang hợp của sinh vật sản xuất.
2) Hiệu suất sinh thái của sinh vật tiêu thụ bậc 1, bậc 2.
3) Năng lượng bị mất đi do hô hấp và bài tiết, khi chuyển hóa từ sinh vật tiêu thụ bậc 2 sang bậc 3.
Hướng dẫn giải
1) Hiệu suất quang hợp: \(\frac{45\times 10^{8}}{9\times 10^{10}}\times\) 100% = 50%
2) + Hiệu suất sinh thái của sinh vật tiêu thụ bậc 1: \(\frac{45\times 10^{7}}{45\times 10^{8}}\times\) 100%= 10%
+ Hiệu suất sinh thái của sinh vật tiêu thụ bậc 2: \(\frac{9\times 10^{7}}{45\times 10^{7}}\times\) 100% = 20%
3) Năng lượng bị tiêu hao do bài tiết, hô hấp: 9.107 x (100% – 20%) = 81.106 Kcalo
3. Luyện tập
3.1. Bài tập tự luận
Câu 1: Hãy giải thích vì sao năng lượng truyền lên các bậc dinh dưỡng càng cao thì càng nhỏ dần?
Câu 2: Trả lời các câu hỏi sau đây:
- Các sinh vật sản xuất trong hệ sinh thái đó?
- Những sinh vật nào đóng vai trò quan trọng trong việc truyền năng lượng từ môi trường vô sinh vào chu trình dinh dưỡng? Nêu vai trò của vi khuẩn và nấm trong việc truyền năng lượng ở hệ sinh thái đó.
- Nêu tóm tắt con đường truyền năng lượng trong hệ sinh thái đó?
3.2. Bài tập trắc nghiệm
Câu 1: Quan mỗi bậc dinh dưỡng, năng lượng bị mất dần đi do
A. hô hấp
B. quang hợp
C. chất thải và các bộ phận rơi rụng
D. cả A và C
Câu 2: Hiệu suất sinh thái là tỉ lệ phần trăm (%)
A. năng lượng được tích lũy ở bậc dinh dưỡng thấp so với bậc dinh dưỡng cao liền kề
B. năng lượng được tích lũy ở mỗi bậc dinh dưỡng thấp so với năng lượng đầu vào của chuỗi thức ăn
C. chuyển hóa năng lượng giữa các bậc dinh dưỡng
D. năng lượng đầu vào so với đầu ra cuối cùng
Câu 3: Nguyên nhân quyết định sự phân bố sinh khối của các bậc dinh dưỡng trong một hệ sinh thái theo dạng hình tháp do
A. sinh vật thuộc mắt xích phía trước là thức ăn của sinh vật thuộc mắt xích phía sau nên số lượng luôn phải lớn hơn
B. sinh vật thuộc mắt xích càng xa vị trí của sinh vật sản xuát thì có sinh khối trung bình càng nhỏ
C. sinh vật thuộc mắt xích phía sau phải sử dụng sinh vật thuộc mắt xích phía trước làm thức ăn, nên sinh khối của sinh vật dùng làm thức ăn phải lớn hơn nhiều lần
D. năng lượng qua mỗi bậc dinh dưỡng thường bị hao hụt dần
Câu 4: Trong một hệ sinh thái
A. năng lượng và vật chất đều đuoẹc truyền theo một chiều, không được tái sử dụng
B. năng lượng được truyền theo 1 chiều, còn vật chất theo chu trình sinh địa hóa
C. năng lượng được tái sử dụng, còn vật chất thì không được tái sử dụng
D. cả vật chất và năng lượng đều được truyền theo chu trình tuần hoàn khép kín
4. Kết luận
Sau khi học xong bài này các em cần:
- Trình bày được quá trình chuyển hóa năng lượng trong hệ sinh thái (dòng năng lượng)
- Trình bày được hiệu suất sinh thái của một bậc dinh dưỡng