Hướng dẫn giải bài tập SGK Cơ bản và Nâng cao Sinh học 12 chương 3 Hệ sinh thái, sinh quyển Bài 42: Hệ sinh thái
Bài tập 1 trang 190 SGK Sinh 12: Thế nào là một hệ sinh thái? Tại sao nói hệ sinh thái biểu hiện chức năng của một tổ chức sống?
Hệ sinh thái là một đơn vị cơ bản trong sinh học, bao gồm tất cả các sinh vật sống trong một khu vực xác định và môi trường sống của chúng, tương tác với nhau và với môi trường không sống xung quanh như đất, nước, không khí, ánh sáng, nhiệt độ, khoáng chất và các yếu tố vô sinh khác. Hệ sinh thái là một hệ thống mở, có thể trao đổi vật chất và năng lượng với môi trường bên ngoài. Các sinh vật trong hệ sinh thái có mối quan hệ phụ thuộc lẫn nhau, tương tác với các yếu tố môi trường, từ đó tạo ra một hệ thống cân bằng, ổn định và phát triển. Hệ sinh thái có thể là hệ sinh thái tự nhiên như rừng, biển, sông hồ hoặc hệ sinh thái nhân tạo như đồng ruộng, khu vực đô thị.
Hệ sinh thái biểu hiện chức năng của một tổ chức sống vì nó có những đặc điểm cơ bản của một tổ chức sống, bao gồm sự trao đổi vật chất và năng lượng, khả năng tự điều chỉnh để duy trì sự ổn định, và khả năng phát triển, sinh sản. Cũng giống như một cơ thể sống, trong một hệ sinh thái, các thành phần sinh vật và vô sinh hoạt động liên kết chặt chẽ để duy trì sự sống, thúc đẩy sự phát triển của các quần thể sinh vật. Chức năng này được thể hiện qua các quá trình như chu trình dinh dưỡng, trao đổi năng lượng trong chuỗi thức ăn, và sự phân hủy vật chất, giúp hệ sinh thái duy trì sự sống và phát triển bền vững. Ngoài ra, hệ sinh thái cũng thể hiện chức năng của một tổ chức sống qua việc duy trì cân bằng sinh học, nhờ vào sự tương tác giữa các yếu tố sinh vật và môi trường, góp phần duy trì sự đa dạng sinh học và chất lượng môi trường.
Bài tập 2 trang 190 SGK Sinh 12: Hãy lấy ví dụ về một hệ sinh thái trên cạn và một hệ sinh thái dưới nước (hệ sinh thái tự nhiên hoặc nhân tạo), phân tích thành phần cấu trúc của các hệ sinh thái đó.
Ví dụ về một hệ sinh thái trên cạn là rừng mưa nhiệt đới và một hệ sinh thái dưới nước là hệ sinh thái hồ nước ngọt.
Hệ sinh thái rừng mưa nhiệt đới: Rừng mưa nhiệt đới là một trong những hệ sinh thái có độ đa dạng sinh học cao nhất trên Trái Đất. Cấu trúc của hệ sinh thái này bao gồm các thành phần sinh vật và các yếu tố vô sinh. Thành phần sinh vật gồm có thực vật, động vật và vi sinh vật. Trong đó, thực vật đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp năng lượng cho hệ sinh thái thông qua quang hợp. Các loài động vật như côn trùng, chim, thú, bò sát… sống trong các tầng khác nhau của rừng và có mối quan hệ mật thiết với thực vật, có thể ăn lá, hoa, quả hoặc làm tổ trong cây. Các vi sinh vật, chủ yếu là vi khuẩn và nấm, có vai trò trong việc phân hủy các chất hữu cơ và tái tạo lại các chất dinh dưỡng trong đất. Các yếu tố vô sinh như ánh sáng mặt trời, nhiệt độ, độ ẩm và lượng mưa cao cũng là những yếu tố quan trọng giúp duy trì sự sống trong rừng mưa nhiệt đới. Quá trình chuyển hóa năng lượng từ ánh sáng mặt trời đến các sinh vật trong hệ sinh thái qua chuỗi thức ăn tạo ra một hệ thống dinh dưỡng phức tạp.
Hệ sinh thái hồ nước ngọt: Hệ sinh thái hồ nước ngọt là một ví dụ điển hình cho hệ sinh thái dưới nước. Thành phần cấu trúc của hệ sinh thái này bao gồm các sinh vật sống trong môi trường nước như thực vật thủy sinh (rong, lục bình, bèo tây), động vật thủy sinh (cá, tôm, cua, ếch, các loài vi sinh vật) và các yếu tố vô sinh như nước, nhiệt độ, ánh sáng và khoáng chất hòa tan. Nguồn năng lượng chủ yếu trong hệ sinh thái hồ nước ngọt đến từ ánh sáng mặt trời, giúp thực vật thủy sinh quang hợp và cung cấp năng lượng cho các sinh vật ăn cỏ như cá và các loài sinh vật khác. Quá trình phân hủy xác động vật và thực vật dưới đáy hồ giúp tái tạo các chất dinh dưỡng trong môi trường nước, duy trì sự sống trong hệ sinh thái. Các sinh vật trong hệ sinh thái hồ nước ngọt có sự phân tầng, với các sinh vật sống ở các độ sâu khác nhau của hồ, từ tầng mặt nước đến đáy hồ. Môi trường nước có tính chất đặc biệt, ảnh hưởng lớn đến các sinh vật sống trong đó như độ pH, mức độ ôxy hòa tan và nồng độ các chất dinh dưỡng.
Bài tập 3 trang 190 SGK Sinh 12: Hệ sinh thái tự nhiên và hệ sinh thái nhân tạo có những điểm gì giống và khác nhau?
Hệ sinh thái tự nhiên và hệ sinh thái nhân tạo đều là những hệ thống sinh học có sự tương tác giữa các sinh vật với nhau và với môi trường vô sinh. Tuy nhiên, chúng có những điểm khác nhau về cách hình thành, sự phát triển và khả năng duy trì.
Giống nhau: Cả hệ sinh thái tự nhiên và nhân tạo đều bao gồm các thành phần sinh vật và vô sinh, tương tác với nhau để duy trì sự sống. Trong cả hai loại hệ sinh thái này, năng lượng được cung cấp chủ yếu từ ánh sáng mặt trời thông qua quang hợp của thực vật, và các chu trình dinh dưỡng, trao đổi năng lượng giữa các loài sinh vật, từ thực vật, động vật cho đến vi sinh vật đều diễn ra.
Khác nhau: Điểm khác biệt chính giữa hệ sinh thái tự nhiên và nhân tạo là cách hình thành và phát triển. Hệ sinh thái tự nhiên hình thành và phát triển tự nhiên mà không có sự can thiệp của con người, trong khi hệ sinh thái nhân tạo là kết quả của hoạt động con người, được tạo ra để phục vụ các nhu cầu cụ thể, như hệ sinh thái nông nghiệp, khu vườn, khu đô thị. Hệ sinh thái tự nhiên có sự đa dạng sinh học cao, các loài động vật và thực vật sống hòa hợp trong môi trường tự nhiên và có sự tự điều chỉnh. Ngược lại, hệ sinh thái nhân tạo thường có sự kiểm soát cao từ con người, với số lượng loài hạn chế và các điều kiện môi trường được điều chỉnh để phù hợp với mục đích sử dụng.
Bài tập 4 trang 190 SGK Sinh 12: Hãy chọn phương án trả lời đúng. Kiểu hệ sinh thái nào sau đây có đặc điểm: năng lượng mặt trời là năng lượng đầu vào chủ yếu, được cung cấp thêm một phần vật chất và có số lượng loài hạn chế?
A. Hệ sinh thái biển. B. Hệ sinh thái thành phố. C. Hệ sinh thái rừng mưa nhiệt đới. D. Hệ sinh thái nông nghiệp.
Đáp án đúng là D. Hệ sinh thái nông nghiệp. Hệ sinh thái nông nghiệp là một hệ sinh thái nhân tạo, trong đó năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng chính giúp thực vật phát triển, nhưng con người cũng cung cấp thêm các yếu tố dinh dưỡng, thuốc bảo vệ thực vật và các vật liệu khác để duy trì năng suất. Ngoài ra, số lượng loài trong hệ sinh thái nông nghiệp thường hạn chế vì con người kiểm soát loại cây trồng và vật nuôi trong hệ thống này.
Bài tập 3 trang 248 SGK Sinh học 12 Nâng cao: Các hệ sinh thái được chia thành mấy nhóm? Cho các ví dụ đối với mỗi nhóm.
Các hệ sinh thái có thể được chia thành hai nhóm chính: hệ sinh thái trên cạn và hệ sinh thái dưới nước.
Hệ sinh thái trên cạn: Hệ sinh thái này bao gồm các hệ sinh thái như rừng, đồng cỏ, sa mạc, và đất nông nghiệp. Trong đó, mỗi hệ sinh thái có những đặc điểm môi trường riêng biệt như khí hậu, độ ẩm, và đặc điểm sinh vật.
Hệ sinh thái dưới nước: Bao gồm các hệ sinh thái như hệ sinh thái biển và hệ sinh thái nước ngọt. Các hệ sinh thái này có sự khác biệt về độ mặn, ánh sáng và các yếu tố môi trường khác.
Bài tập 4 trang 248 SGK Sinh học 12 Nâng cao: Hãy chọn phương án trả lời đúng. Một hệ thực nghiệm có đầy đủ các nhân tố môi trường vô sinh, nhưng người ta chỉ cấy vào đó tảo lục và vi sinh vật phân hủy. Hệ đó được gọi đúng là:
A. Quần thể sinh vật B. Quần xã sinh vật C. Hệ sinh thái D. Một tổ hợp sinh vật khác loài
Đáp án đúng là C. Hệ sinh thái. Trong trường hợp này, môi trường vô sinh được kết hợp với các sinh vật, tạo thành một hệ sinh thái thực nghiệm. Các thành phần sinh vật và vô sinh tương tác với nhau, làm hệ sinh thái hoạt động, từ đó giúp nghiên cứu các quá trình sinh học như chu trình dinh dưỡng và năng lượng.
