Sự thích nghi của sinh vật với môi trường sống

HỘI THẢO KHOA HỌC CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊN VÙNG DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ 2015 HỘI CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊN VÙNG DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ - - CHUYÊN ĐỀ SỰ THÍCH NGHI CỦA SINH VẬT VỚI MƠI TRƯỜNG SỐNG “ Sự thích nghi sinh vật với môi trường sống” HỘI THẢO KHOA HỌC CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊN VÙNG DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ 2015 PHẦN I MỞ ĐẦU I Lý chọn đề tài Sinh thái học môn khoa học nghiên cứu phân bố, sinh sống sinh vật tác động qua lại sinh vật môi trường Môi trường sống sinh vật hàm chứa: Tổng hòa nhân tố vật lý khí hậu địa lý gọi ổ sinh thái Các sinh vật khác sinh sống ổ sinh thái Đối tượng nghiên cứu sinh thái học tất mối quan hệ sinh vật môi trường Cụ thể như: Nghiên cứu đặc điểm nhân tố môi trường ảnh hưởng đến đời sống sinh vật thích nghi chúng với điều kiện ngoại cảnh khác Nghiên cứu nhịp điệu sống thể liên quan đến chu kỳ ngày đêm chu kỳ địa lý đất thích ứng sinh vật Nghiên cứu điều kiện hình thành quần thể, đặc điểm mối quan hệ nội quần thể (như phân bố, mật độ, sinh trưởng, sinh sản, tử vong…) quần thể với môi trường thể biến động điều chỉnh số lượng cá thể Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc quần xã, mối quan hệ nội quần thể khác nhau, trình biến đổi quần xã theo khơng gian thời gian qua loại hình diễn thế(succession) Nghiên cứu chuyển hoá vật chất lượng quần xã, quần xã ngoại cảnh, thể chuỗi lưới thức ăn, bậc dinh dưỡng hình thành hình tháp sinh thái số lượng lượng Nghiên cứu nhân tố vô cần thiết cho sinh vật, tham gia vào chu trình sinh địa hố thiên nhiên; từ xác định rõ mối tương quan hệ sinh thái để nghiên cứu suất sinh học hệ sinh thái khác Nghiên cứu cấu trúc sinh gồm vùng địa lý sinh vật lớn trái đất, cung cấp hiểu biết tương đối đầy đủ giới Ứng dụng kiến thức sinh thái học vào việc tìm hiểu tài nguyên thiên nhiên, phân tích sai lầm người việc sử dụng phung phí tài nguyên, làm ô nhiễm môi trường hậu tai hại; từ đề biện pháp phục “ Sự thích nghi sinh vật với mơi trường sống” HỘI THẢO KHOA HỌC CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊN VÙNG DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ 2015 hồi tài nguyên sinh vật, bảo vệ môi trường đáp ứng nhu cầu cần thiết cho sản xuất, sinh hoạt, thẩm mĩ, nghỉ ngơi…và giữ cân sinh thái Thông qua kiến thức sinh thái học đóng góp tích cực vào công việc giáo dục dân số Như vậy, nói kiến thức sinh thái học kho tàng rộng lớn Kho tàng bổ sung thêm kiến thức thực tế mà ngày quan sát, khám phá Để giúp học sinh làm quen với sinh thái học, khơi gợi niềm đam mê, hứng thú với môn học này, em nghiên cứu chuyên đề: “ Sự thích nghi sinh vật với mơi trường sống” II Mục tiêu - Tìm hiểu chung mơi trường nhân tố sinh thái - Phân tích thích nghi sinh vật với mơi trường sống - Củng cố kiến thức hệ thống câu hỏi tập chọn lọc - Khơi gợi, bồi dưỡng niềm đam mê, hứng thú học sinh với sinh thái học III Phạm vi áp dụng - Giáo viên học sinh lớp chuyên sinh - Giáo viên học sinh lớp thường, u thích mơn sinh học “ Sự thích nghi sinh vật với mơi trường sống” HỘI THẢO KHOA HỌC CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊN VÙNG DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ 2015 PHẦN II NỘI DUNG CÁC NỘI DUNG CHÍNH - Khái quát môi trường nhân tố sinh thái II Sự thích nghi cinh vật với nhân tố vơ sinh III Sự thích nghi sinh vật với nhân tố hữu sinh IV Câu hỏi tập chọn lọc NỘI DUNG CHI TIẾT I Môi trường sống nhân tố sinh thái Môi trường sống - Khái niệm: Môi trường sống nơi tồn tại, sinh trưởng, phát triển tiến hóa sinh vật, bao gồm tất bao quanh sinh vật, tất yếu tố vô sinh hữu sinh có tác động trực tiếp gián tiếp lên sống, phát triển sinh sản sinh vật - Phân loại: Có loại mơi trường phổ biến : + Môi trường cạn ( gồm mặt đất lớp khí quyển) + Mơi trường nước( nước ngọt, nước lợ nước mặn) + Môi trường đất( lớp đất có độ sâu khác nhau) + Mơi trường sinh vật (thực vật, động vật, người) Nhân tố sinh thái - Khái niệm: Nhân tố sinh thái nhân tố mơi trường có tác động trực tiếp, gián tiếp tác động qua lại tới tồn tại, sinh trưởng, phát triển hoạt động sinh vật - Phân loại: Có nhóm nhân tố sinh thái : +Nhân tố sinh thái vô sinh: nhân tố vật lí hóa học có môi trường sống xung quanh sinh vật Bao gồm: Các nhân tố khí hậu (ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm, gió…), nhân tố thổ nhưỡng ( đất, đá, mùn hữu cơ…), nhân tố nước ( nước biển, hồ, ao, sơng, suối, mưa…), nhân tố địa hình ( độ cao, trũng, dốc, hướng phơi…) +Nhân tố sinh thái hữu sinh: giới hữu môi trường, mối quan hệ sinh vật với sinh vật “ Sự thích nghi sinh vật với mơi trường sống” HỘI THẢO KHOA HỌC CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊN VÙNG DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ 2015 +Nhân tố người: nhân tố hữu sinh có ảnh hưởng lớn tới phát triển nhiều sinh vật Ngồi theo ảnh hưởng tác động yếu tố sinh thái chia thành yếu tố phụ thuộc không phụ thuộc mật độ - Yếu tố không phụ thuộc mật độ yếu tố tác động lên sinh vật, ảnh hưởng không phụ thuộc vào mật độ quần thể bị tác động Hầu hết yếu tố vô sinh yếu tố không phụ thuộc mật độ - Yếu tố phụ thuộc mật độ yếu tố tác động lên sinh vật ảnh hưởng tác động phụ thuộc vào mật độ quần thể chịu tác động, chẳng hạn bệnh dịch nơi thưa dân ảnh hưởng so với nơi đông dân Hiệu suất bắt mồi vật hiệu mật độ mồi thấp…Phần lớn yếu tố hữu sinh thường yếu tố phụ thuộc mật độ Các quy luật tác động nhân tố sinh thái lên thể sinh vật Có quy luật sinh thái bản: - Quy luật giới hạn sinh thái Shelford (1911, 1972) Giới hạn sinh thái khoảng giá trị xác định nhân tố sinh thái mà sinh vật tồn phát triển ổn định theo thời gian Trong giới hạn sinh thái có: khoảng thuận lợi, khoảng chống chịu hoạt động sống sinh vật Khoảng thuận lợi khoảng nhân tố sinh thái mức độ phù hợp, đảm bảo cho sinh vật thực chức sống tốt Khoảng chống chịu khoảng nhân tố sinh thái gây ức chế cho hoạt động sinh lí sinh vật Nằm ngồi giới hạn sinh thái, sinh vật tồn “ Sự thích nghi sinh vật với mơi trường sống” HỘI THẢO KHOA HỌC CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊN VÙNG DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ 2015 Ví dụ: Cá rơ phi ni sống Việt nam: + Giới hạn sinh thái: từ 5,60C đến 420C + Giới hạn dưới: 5,60C + Giới hạn trên: 420C + Khoảng thuận lợi: 200C đến 350C + Khoảng chống chịu: từ 5,60C đến 200C từ 350C đến 420C + Điểm cực thuận 30oC Mỗi lồi có giới hạn sinh thái khoảng thuận lợi đặc trưng nhân tố sinh thái Nếu lồi sinh vật có giới hạn sinh thái rộng yếu tố ta nói sinh vật rộng với yếu tố đó, chẳng hạn “rộng nhiệt”, “rộng muối”, cịn có giới hạn sinh thái hẹp ta nói sinh vật hẹp với yếu tố đó, “hẹp nhiệt”, “hẹp muối”… Ví dụ: lồi chuột cát đài ngun chịu đựng dao động nhiệt độ khơng khí tới 800C (từ -500C đến +300C), lồi rộng nhiệt (Eurythermic), lồi thơng ngựa khơng thể sống nơi có nồng độ NaCl 40/00, lồi hẹp muối (Stenohalin) - E.Odum(1971) đưa số nhận xét xung quanh quy luật giới hạn sinh thái: “ Sự thích nghi sinh vật với môi trường sống” HỘI THẢO KHOA HỌC CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊN VÙNG DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ 2015 + Các sinh vật có giới hạn sinh thái rộng nhân tố sinh thái lại có giới hạn sinh thái hẹp nhân tố khác + Những sinh vật có giới hạn sinh thái rộng nhiều nhân tố sinh thái thường có phạm vi phân bố rộng + Khi nhân tos sinh thái khơng thích hợp sinh vật giới hạn sinh thái nhân tố sinh thái khác bị thu hẹp + Giới hạn sinh thái cá thể giai đoạn sinh sản thường hẹp giai đoạn trưởng thành không sinh sản * Quy luật tác động tổng hợp nhân tố sinh thái -Sự tác động nhiều nhân tố sinh thái lên thể sinh vật cộng gộp đơn giản tác động nhân tố sinh thái mà tác động tổng hợp phức hệ nhân tố sinh thái Ví dụ, lúa sống ruộng chịu tác động đồng thời nhiều nhân tố (đất, nước, ánh sáng, nhiệt độ, gió chăm sóc người…) - Sự biến đổi nhân tố dẫn đến thay đổi lượng, có chất yếu tố khác sinh vật chịu ảnh hưởng biến đổi Ví dụ chế độ chiếu sáng rừng thay đổi nhiệt độ, độ ẩm khơng khí đất thay đổi ảnh hưởng đến hệ động vật không xương sống vi sinh vật đất, từ ảnh hưởng đến chế độ dinh dưỡng khoáng thực vật * Quy luật tác động không đồng nhân tố sinh thái - Các nhân tố sinh thái có ảnh hưởng khác lên chức thể sống, có nhân tố cực thuận q trình lại có hại nguy hiểm q trình khác Ví dụ : nhiệt độ khơng khí tăng đến 400 – 50 0C làm tăng trình trao đổi chất động vật máu lạnh lại kìm hảm di động vật - Có nhiều lồi sinh vật chu kỳ sống mình, giai đoạn sống khác có u cầu sinh thái khác nhau, khơng thỏa mãn chúng chết khó có khả phát triển “ Sự thích nghi sinh vật với môi trường sống” HỘI THẢO KHOA HỌC CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊN VÙNG DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ 2015 * Quy luật tác động qua lại sinh vật môi trường Môi trường tác động thường xuyên lên thể sinh vật, làm chúng không ngừng biến đổi, ngược lại sinh vật ảnh hưởng đến nhân tố mơi trường làm thay đổi tính chất nhân tố Ổ sinh thái: - Ổ sinh thái “khơng gian sinh thái” mà tất nhân tố sinh thái môi trường nằm giới hạn sinh thái cho phép lồi tồn phát triển lâu dài – Ví dụ: + Ổ sinh thái tầng cây: Trong khu rừng có lồi vươn lên cao thu nhận nhiều ánh sáng, có loài sống tán loài khác tạo nên ổ sinh thái khác + Ổ sinh thái dinh dưỡng: lồi chim có nơi có kích thước thức ăn, loại thức ăn, hình thức bắt mồi khác có ổ sinh thái khác – Nơi địa điểm cư trú lồi (cịn ổ sinh thái biểu cách sinh sống lồi đó) Phản ứng sinh vật lên tác động yếu tố môi trường - Sinh vật phản ứng lên tác động điều kiện môi trường hai phương thức: chạy trốn để tránh tai họa mơi trường ngồi (chủ yếu động vật) tạo khả thích nghi - Sự thích nghi sinh vật đến tác động yếu tố mơi trường có hai khả năng: thích nghi hình thái thích nghi sinh lý - Ngược lại, thích nghi di truyền xuất trình phát triển cá thể, khơng phụ thuộc vào có mặt hay vắng mặt trạng thái mơi trường mà mơi trường có ích cho chúng Những thích nghi cố di truyền, gọi thích nghi di truyền “ Sự thích nghi sinh vật với mơi trường sống” HỘI THẢO KHOA HỌC CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊN VÙNG DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ 2015 II Sự thích nghi cinh vật với nhân tố vơ sinh Thích nghi sinh vật với ánh sáng 1.1 Ý nghĩa ánh sáng - Ánh sáng mặt trời nguồn lượng đầu vào hệ sinh thái Tất sinh vật Trái Đất sống nhờ vào lượng từ ánh sáng mặt trời Thực vật thu nhận lượng ánh sáng mặt trời cách trực tiếp qua quang hợp Động vật phụ thuộc vào lượng hóa học tổng hợp từ xanh Một số sinh vật dị dưỡng nấm, vi khuẩn trình sống sử dụng phần lượng ánh sáng - Ánh sáng điều kiện cho động vật nhận biết vật định hướng không gian - Ánh sáng ảnh hưởng tới sinh trưởng sinh sản động vật - Ánh sáng điều khiển chu kỳ sống sinh vật - Tùy theo cường độ chất lượng ánh sáng mà ảnh hưởng nhiều hay đến q trình trao đổi chất lượng nhiều trình sinh lý thể sống 1.2 Sự thích nghi thực vật với ánh sáng - Ánh sáng có ảnh hưởng đến tồn đời sống thực vật từ hạt nảy mầm, sinh trưởng, phát triển hoa kết trái chết - Sự thích nghi thực vật với ánh sáng thể qua phân bố, hình thái giải phẫu (thân, lá) hoạt động sinh lí (quang hợp, hơ hấp, sinh sản)… - Liên quan đến cường độ chiếu sáng, thực vật chia thành nhóm ưa sáng, ưa bóng chịu bóng Đặc điểm Phân bố Cây ưa sáng Cây mọc nơi trống trải có thân cao, tán phân bố tầng tán rừng… Thân Cây mọc nơi trống trải có cành phát triển hướng Cây thuộc tầng tán rừng có thân cao, cành tập “ Sự thích nghi sinh vật với mơi trường sống” Cây ưa bóng Cây mọc tán khác hang, nơi bị cơng trình nhà cửa… che bớt ánh sáng… Thân thấp phụ thuộc vào chiều cao tâng vật che chắn bên HỘI THẢO KHOA HỌC CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊN VÙNG DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ 2015 trung phần Thân có vỏ dày, màu nhạt Thân có vỏ mỏng, màu thẫm Lá Phiến dày, có nhiều lớp tế bào Phiến mỏng, khơng có lớp mơ giậu tế bào mơ giậu Lá có màu xanh nhạt Hạt lục lạp Lá có màu xanh thẫm Hạt lục có kích thước nhỏ lạp có kích thước lớn Cách xếp - Lá thường xếp nghiêng, nhờ - Lá nằm ngang để đón nhiều tránh bớt tia sáng chiếu ánh sáng thẳng vào bề mặt Quang hợp, Quang hợp đạt mức độ cao Quang hợp đạt mức độ cao hơ hấp mơi trường có cường độ mơi trường có cường độ chiếu chiếu sáng cao sáng thấp Cường độ hơ hấp ngồi Cường độ hơ hấp ngồi sáng sáng cao bóng thấp bóng 1.3 Sự thích nghi động vật với ánh sáng - Ánh hưởng ánh sáng động vật Các loài động vật khác cần thành phần quang phổ, cường độ thời gian chiếu sáng khác Tùy theo đáp ứng yếu tố ánh sáng mà người ta chia động vật thành hai nhóm: - Nhóm động vật ưa sáng loài động vật chịu giới hạn rộng độ dài sáng, cường độ thời gian chiếu sáng Nhóm bao gồm động vật hoạt động vào ban ngày, thường có quan tiếp nhận ánh sáng Ở động vật bậc thấp quan tế bào cảm quang, phân bố khắp thể, động vật bậc cao chúng tập trung thành quan thị giác Thị giác phát triển số nhóm động vật trùng, chân đầu, động vật có xương sống, chim thú Do vậy, động vật thường có màu sắc, sặc sỡ (côn trùng) xem tín hiệu sinh học “ Sự thích nghi sinh vật với mơi trường sống” 10 HỘI THẢO KHOA HỌC CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊN VÙNG DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ 2015 biến thiên áp suất thẩm thấu mơi trường Nhóm thứ gồm sinh vật có áp suất thẩm thấu thể ổn định độc lập với biến động áp suất mơi trường chúng có chế điều hồ riêng Nhóm cuối sinh vật biến thẩm thấu, sống điều kiện độ muối môi trường ổn định Những sinh vật sống nước nước mặn loài hẹp muối so với sinh vật nước lợ, rộng muối Giữa nước nước mặn, cịn gặp lồi di cư từ sông biển (Katadromy) từ biển vào sơng (Anadromy) Chúng có chế riêng điều chỉnh áp suất chiều, tiến hành di cư từ mơi trường đến mơi trường khác Thích nghi sinh vật với chất khí Trong khí (atmosphere), trữ lượng khí (khoảng 70%) nằm lớp mỏng gần mặt đất gọi tầng đối lưu (troposphere) với bề dày 16-18 km xích đạo km hai cực Trong tầng ln có chuyển động đối lưu khối khơng khí bị nung nóng từ mặt đất nên thành phần khí đồng Tầng đối lưu gồm lớp: - Lớp dưới: dày km, chịu tác động yếu tố địa lý (vĩ độ, địa hình, đại dương…) chứa chủ yếu nước, bụi tượng thời tiết mây, mưa, mưa đá, tuyết, bão… - Lớp khí tự (tropopause) Sự chu chuyển khí tầng đối lưu có tác động điều chỉnh thời tiết biến đổi Phía tầng đối lưu tầng bình lưu (stratosphere) Ở tầng phân bố khí phụ thuộc vào mật độ chúng Độ cao tầng lên đến 80 km với nhiệt độ tăng dần Đáy tầng bình lưu lớp ozơn (O3) mỏng với hàm lượng khoảng 7-8ppm, hấp thụ tới 90% lượng xạ tử ngoại, cho qua 10%, đủ thuận lợi cho sống loài sinh vật Tầng ozôn bị huỷ hoại bị thủng thành lỗ lớn hoạt động người Phía tầng bình lưu tầng trung lưu (mesosphere), tầng nhiệt độ lại giảm theo chiều cao Tiếp theo tầng trung lưu tầng nhiệt (thermosphere), nơi nhiệt độ bắt đầu tăng theo độ cao Cuối tầng ngoại (exosphere) độ cao 500 km trở lên “ Sự thích nghi sinh vật với môi trường sống” 27 HỘI THẢO KHOA HỌC CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊN VÙNG DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ 2015 Khơng khí nhờ chuyển động khơng ngừng mà đảm bảo cho có phần ổn định Khơng khí hỗn hợp chất có dạng khí, có thành phần 78% nitơ (N2), 21% oxy (O2), 0,03% carbonic (CO2), 0,93% argon (Ar), 0,005% helium (He)… Ngồi ra, khơng khí cịn chứa hàm lượng nước định, hợp chất bẩn thể rắn hay thể khí, trước hết SO2, chất chứa nitơ dễ bay hơi, chất galogen, bụi Những khí đóng vai trị quan trọng khí oxy (O2), cacbon dioxyt (CO2), nitơ (N2)…chi phối đến hoạt động sinh giới 6.1 oxy (O2) : O2 cần thiết cho sinh vật q trình hơ hấp, tham gia vào q trình oxy hố hố học oxy hố sinh học Khí giàu O2, chiếm gần 21% thể tích Đối với khí quyển, O2 trở thành yếu tố giới hạn, môi trường nước, nhiều trường hợp lại trở thành thiếu (yếu tố giới hạn), đe doạ đến sống nhiều lồi, thuỷ vực nơng thuỷ vực phú dưỡng (Eutrophication) Hàm lượng O2 nước biến động hô hấp sinh vật, phân huỷ hiếu khí chất hữu vi sinh vật trình oxy hoá hay yếu tố vật lý khác nhiệt độ nước hàm lượng muối tăng hàm lượng O2 giảm, nhiều trường hợp 0, mặt nước bị phủ váng dầu, khối nước chứa nhiều hợp chất hữu bị phân huỷ… III Sự thích nghi sinh vật với nhân tố hữu sinh Nhóm nhân tố hữu sinh: giới hữu môi trường ( gồm sinh vật: vi sinh vật, nấm, động vật, thực vật) Mỗi sinh vật sống mối quan hệ với sinh vật khác sống xung quanh Đó mối quan hệ loài khác loài Quan hệ lồi Có hai mối quan hệ lồi là: quan hệ hỗ trợ quan hệ cạnh tranh 1.1 Quan hệ hỗ trợ: “ Sự thích nghi sinh vật với môi trường sống” 28 HỘI THẢO KHOA HỌC CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊN VÙNG DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ 2015 Xảy gặp điều kiện sống thuận lợi, cá thể quần thể hỗ trợ lẫn nhau, để dễ dàng tìm kiếm thức ăn, chỗ ở, tăng khả tự vệ sinh sản Nhờ chúng thích nghi với mơi trường sống - Các ví dụ thực vật: Cây liền rễ: Hiện tượng sống quần tụ, rẽ nối liền giúp chúng sử dụng nước khoáng có hiệu Cây liền rễ sinh sản chịu hạn tốt mọc riêng rẽ Cây mọc theo nhóm: Có biểu hiệu nhóm, giúp chúng chịu đựng gió bão hạn chế nước tốt sống riêng rẽ - Các ví dụ động vật: Sự phân cơng hợp lí bầy, đàn, tổ động vật quần tụ: Chẳng hạn phân công trách nhiệm ong thợ, ong đực, ong chúa tổ ong mật Tác động hiệu nhóm: Động vật kiếm ăn theo bầy, đàn Nhờ khả kiếm ăn, tự vệ sinh sản tăng lên Ví dụ: Khi gặp nguy hiểm, trâu rừng xếp thành vịng trịn, sừng đưa ngồi, bảo vệ non già yếu 1.2 Quan hệ cạnh tranh: Xảy mật độ cá thể quần thể tăng lên cao, nguồn sống môi trường không đáp ứng đủ cho số cá thể quần thể Lúc cá thể quần thể cạnh tranh để giành thức ăn, chỗ ở, đực, cái, ánh sáng… - Ở thực vật: Do cạnh tranh, yếu bị đào thải khỏi quần thể, làm giảm mật độ đến mức hợp lí Hiện tượng tự tỉa cành tự nhiên: Khi bị thiếu ánh sáng cành bị che khiất chết tự rơi rụng - Ở động vật: Tăng độ tử vong giảm sức sinh sản: Khi số lượng cá thể quần thể tăng cao, thức ăn chỗ bị thiếu hụt dẫn đến đói kém, bệnh tật làm tăng độ tử vong Mặc khác sức sinh sản giảm xuống Qua nghiên cứu cho thấy sức sinh sản quần thể đạt hiệu quần thể có mật độ cá thể ổn định “ Sự thích nghi sinh vật với mơi trường sống” 29 HỘI THẢO KHOA HỌC CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊN VÙNG DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ 2015 Ăn thịt đồng loại: Xảy thiếu thức ăn Ví dụ: Gà ăn trứng sau vừa đẻ xong Vào mùa đông, số ong đực tổ ong mật bị giết chết Kí sinh lồi Nhờ cạnh tranh sinh học loài thúc đẩy loài tồn phát triển cách bền vững Quan hệ khác loài Gồm quan hệ hỗ trợ đối kháng - Quan hệ hỗ trợ đem lại lợi ích khơng có hại cho lồi khác, gồm mối quan hệ: cộng sinh, hội sinh, hợp tác - Quan hệ đối kháng quan hệ bên lồi có lợi bên lồi bị hại lồi bị hại gồm mối quan hệ: cạnh tranh, ký sinh, ức chế, cảm nhiễm, sinh vật ăn sinh vật khác Quan hệ ST Đặc điểm Ví dụ Cộng sinh - Hợp tác chặt chẽ hai hay nhiều loài – Tất loài tham gia cộng sinh có lợi Hỗ trợ Hợp tác Nấm, vi khuẩn tảo đơn bào cộng sinh địa y; Vi khuẩn lam cộng sinh nốt sần họ Đậu; - Vi khuẩn sống ruột mối giúp mối tiêu hoá xenlulô – Hải quỳ cua - Hợp tác hai hay - Chim sáo trâu rừng nhiều loài không - Chim mỏ đỏ linh phải quan hệ chặt chẽ dương thiết phải có đối – Lươn biển cá nhỏ với loài – Tất loài tham gia hợp tác có lợi “ Sự thích nghi sinh vật với môi trường sống” 30 HỘI THẢO KHOA HỌC CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊN VÙNG DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ 2015 Hội sinh – Hợp tác hai loài, lồi có lợi cịn lồi khơng có lợi khơng có hại - Cây phong lan bám thân gỗ - Rêu sống bám vào thân cổ thụ - Cá ép sống bám cá lớn – Hà xun (Balamus) bám mai rùa biển, da cá mập Cạnh tranh - Các loài tranh giành - Thực vật tranh giành nguồn sống ánh sáng, nước, muối thức ăn, chỗ ở, … khống; Đối – Các lồi bị ảnh hưởng bất – Canh tranh thức ăn cú kháng lợi, nhiên có lồi thắng chồn rừng cịn lại lồi khác bị hại bị hại Kí sinh - Một lồi sống nhờ - Cây tầm gửi kí sinh thể loài khác, lấy thân gỗ chất ni sống thể - Dây tơ hồng sống kí từ lồi sinh thân gỗ – Sinh vật kí sinh hồn tồn – Giun kí sinh thể khơng có khả tự dưỡng; người sinh vật nửa kí sinh vừa lấy chất ni sống từ sinh vật chủ, vừa có khả tự dưỡng Ức chê – – Một loài sinh vật - Tảo giáp nở hoa gây cảm nhiễm trình sống vơ tình gây hại cho độc cho cá, tơm, cua loại khác chim ăn loài bị độc – Cây tỏi tiết chất gây ức chế hoạt động vi sinh vật xung quanh “ Sự thích nghi sinh vật với môi trường sống” 31 HỘI THẢO KHOA HỌC CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊN VÙNG DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ 2015 Sinh vật – Một loài sử dụng loài khác làm ăn sinh thức ăn, bao gồm: động vật ăn vật khác thực vật; động vật ăn thịt; thực vật bắt sâu bọ - Bò ăn cỏ; - Chim ăn sâu; - Ếch ăn côn trùng; - Hổ ăn thịt thỏ; – Cây nắp ấm bắt ruồi Hiện tượng khống chế sinh học: - Khống chế sinh học tượng số lượng cá thể loài bị khống chế mức định quan hệ hỗ trợ đối kháng cá loài quần xã - Ứng dụng khống chế sinh học nông nghiệp: sử dụng thiên địch để phòng trừ sinh vật gây hại hay dịch bệnh thay cho việc sử dụng thuốc trừ sâu Ví dụ: sử dụng ong kí sinh diệt bọ dừa IV Câu hỏi tập chọn lọc Câu Hãy giải thích bề mặt hành tinh xuất khu sinh học lớn khu sinh học cạn khu sinh học nước? Trả lời: Trong phát triển tiến hóa, lồi sinh vật hướng đến sống tập trung nơi mà điều kiện môi trường thuận lợi cho tồn phát triển chúng Đó mơi trường nước mơi trường đất để hình thành nên hệ thống chính: hệ nước (aquatic ecosystems) hệ sinh thái cạn (terrestrial ecosystems) Câu Mơi trường Trái Đất có ổn định khơng ? Hãy cho vài ví dụ để chứng minh cho điều Trả lời : - Mơi trường bề mặt hành tinh thường xuyên biến động liên quan với phát triển tiến hóa vỏ Trái Đất, giai đoạn đầu - Ví hình thành lục địa đại dương, tách rãn trôi dạt lục địa, hoạt động núi lửa đơng đất, hình thành băng hà tan băng v.v kéo theo biến đổi yếu tố khí hậu tồn cầu Câu3 Cho biết khái niệm nhân tố sinh thái Chúng phân chia thành dạng nào? “ Sự thích nghi sinh vật với mơi trường sống” 32 HỘI THẢO KHOA HỌC CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊN VÙNG DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ 2015 Trả lời : - Là yếu tố cấu tạo nên môi trường chúng tác động trực tiếp hay gián tiếp lên đời sống buộc sinh vật phải trả lời lại phản ứng thích nghi - Dựa vào mơi trường, chúng chia thành nhân tố vô sinh (các nhân tố vật lí, hóa học khí hậu) nhân tố hữu sinh (cơ thể sinh vật mối quan hệ chúng) - Dựa vào ảnh hưởng tác động nhân tố, chúng chia thành nhân tố không phụ thuộc mật độ nhân tố phụ thuộc mật độ Câu Điều kiện quy định vùng phân bố rộng, hẹp loài bề mặt Trái Đất ? Trả lời Vùng phân bố phụ thuộc vào tổ hợp giá trị sinh thái nhân tố Những lồi có giới hạn sinh thái rộng nhiều nhân tố sinh thái có vùng phân bố rộng, ngược lại, lồi có giới hạn sinh thái hẹp nhiều nhân tố có vùng phân bố hẹp Câu Có lồi, lồi phân bố rộng lồi phân bố hẹp khả tồn phát triển loài bền vững loài ? Vì ? Trả lời : Lồi phân bố rộng có khả tồn bền vững ổn định lồi có vùng phân bố hẹp Bởi vì, lồi có vùng phân bố rộng chịu dao động mạnh nhân tố môi trường thường lồi đa hình so với lồi có vùng phân bố hẹp Câu Người ta nói, sinh vật sống hoàn toàn phụ thuộc vào điều kiện mơi trường có khơng ? Các lồi sinh vật có vai trị mơi trường chúng tồn phát triển ? Các em cho ví dụ để chứng minh Trả lời: Sinh vật sống hồn tồn dựa vào mơi trường, thích nghi với điều kiện môi trường khai thác điều kiện nơi sống để tồn phát triển, song điều phần, hoạt động sống mình, sinh vật cịn làm cho điều kiện môi trường biến đổi Sinh vật sống bậc tổ “ Sự thích nghi sinh vật với môi trường sống” 33 HỘI THẢO KHOA HỌC CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊN VÙNG DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ 2015 chức cao, khả cải tạo môi trường lớn Ví dụ, làm cho mơi trường đất thay đổi đặc tính vật lí hóa học, làm giảm lượng CO xung quanh cây, làm tăng hàm lượng O2 nước Sự hình thành đảo quần đảo san hơ lớn đại dương la ví dụ tiếng tác động trở lại sinh vật lên môi trường Câu Loài thú ăn kiến lục địa Âu-Á thú ăn kiến Australia mặt sinh thái học gọi lồi ? Trả lời : lồi thú ăn kiến có ổ sinh thái dinh dưỡng nhau, châu lục khác gọi loài tương đồng sinh thái Câu Hãy cho khái niệm nơi sống ? Trong khơng gian có giới hạn, nhiều loài cư trú, ổ sinh thái dinh dưỡng chúng khác nhau, cạnh tranh lồi liệu có xảy hay không ? Trả lời : - Nơi sống địa chỉ, nơi cư trú hay nơi thường gặp loài mà lồi thích nghi mặt sinh học - Trong khơng gian giới hạn chứa đựng q nhiều lồi khơng gian trở thành nhân tố cạnh tranh loài Câu Trong hai loài cá, loài có miệng hớt lên phía so với trục thân, có que mang mảnh, dầy, cịn lồi miệng nằm chếch xuống dưới, lược mang thưa tù Vậy, chúng chung sống với đầm không nguồn thức ăn đầm bị suy giảm mạnh ? Hãy giải thích Trả lời : Hai lồi cá chung sống với Bởi vì, vị trí miệng, dạng lược mang khác quy định loại thức ăn khác (hay ổ sinh thái dinh dưỡng khác nhau), đó, vùng kiếm ăn loài đầm khác kể nguồn thức ăn đầm bị suy giảm Câu Các cá thể lồi có chung ổ sinh thái, chúng cạnh tranh với nhau, trừ hay cạnh tranh mùa sinh sản “ Sự thích nghi sinh vật với mơi trường sống” 34 HỘI THẢO KHOA HỌC CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊN VÙNG DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ 2015 Trả lời : Bởi nguồn sống ln ln thỏa mãn cho tất cá thể quần thể hay phát triển số lượng quần thể luôn thấp sức chứa môi trường Câu 10 Những cá ép thích nghi với cách sống gắn với loài động vật bơi nhanh khác cá mập, rùa biển, chí tầu bè Nhân tố xuất đe dọa đến sống cịn rời khỏi phương tiện bám Hãy giải thích ? Trả lời : Nhờ vận đông nhanh cá mập, rùa hay tầu… cá Ép việc há mồm tiếp nhận nguồn ơxi thức ăn phong phú từ nước Nếu rời khỏi chúng, cá bị ngạt thiếu thức ăn, đương nhiên, cá lâm vào nguy hiểm Vậy nhân tố đe dọa đời sống trường hợp ôxi va thức ăn Câu 11 Thích nghi với kiểu sống kiếm ăn đầm nước, nhiều lồi chim nước có kiểu cấu trúc hình dạng ? Các em cho ví dụ để chững minh Trả lời : Sống đầm, lồi chim nước có cấu tạo hình thái đa dạng : - Để bơi, chân thường có màng da nối ngón với để làm mái chèo Lông được bôi nhờn nhở tuyên phao câu để tránh thấm nước - Để lội nước tránh lún, chim có chân cao, cổ dài tương ứng, có màng da nối ngón chân - Để tránh lạnh, thân phủ lông vũ dày không thấm nước, lạnh Đối với số loài chim nước phương Bắc.chân có dịng máu tuần hồn ngược tránh cho chân khỏi bị tê cóng phải chân lâu nước Câu 12 Theo em, ếch nhái phải sống nơi có độ ẩm cao gần nước ? Trả lời Ếch nhái phải sống nơi có độ ẩm cao gần nước.bởi lẽ: “ Sự thích nghi sinh vật với mơi trường sống” 35 HỘI THẢO KHOA HỌC CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊN VÙNG DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ 2015 Ếch nhái nhóm động vật chân lên sống cạn, kiểu hơ hấp da đóng vai trị quan trọng đời sống, đó, da phải ln giữ ẩm; trứng ếch nhái phát triển nước Câu 13 Các loài thủy sinh vật có thích nghi mặt hình thái để sống môi trường nước : Trả lời - Để bơi lội giỏi thân có dạng hình thoi, hình dải hay hình rắn, có quan vận động (vây, chi dạng mái chèo) - Để trôi chống bị lắng chìm xuống đáy thể chứa nước, có khoang hay tế bào chứa khí, chứa dầu; đồng thời giảm bớt cấu trúc nặng (đá vơi); thể thu nhỏ lại dạng hình cầu, phát sinh nhiều gai mấu để sống đơn đọc hay gắn kết lại với thành tập đoàn Câu 14 Một vật ni lồng kín, có đầy đủ thức ăn, nước uống điều kiện cần thiết khác cho đời sống, cách li hồn tồn với mơi trường ngồi, động vật có tồn khơng ? Trả lời Đương nhiên điều kiện động vật khơng thể tồn được, bị phát điên lên chết nội cân thể, có điều chỉnh nhân tố môi trường bị hủy hoại Câu 15 Cơ thể động vật có quan hệ chặt chẽ với điều kiện mơi trường ngồi thơng qua quan phản ứng lại tác động cách ? Trả lời : - Cơ thể liên hệ với môi trường thông qua giác quan xúc giác, thị giác, thính giác, khứu giác vị giác - Cơ thể tiếp nhận kích thích trả lời lại chúng phản xạ Câu 16 Thế tập tính xã hội ? Các cá thể sống liên hệ với phương thức ? Trả lời - Tập tính xã hội bao gồm mối tương tác cá thể loài dựa sở mối liên kết sinh sản cá thể khác giới, mối quan hệ cha mẹ cái, “ Sự thích nghi sinh vật với mơi trường sống” 36 HỘI THẢO KHOA HỌC CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊN VÙNG DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ 2015 mối quan hệ huyết thống di truyền hệ Tập tính xã hội khơng phải tập tính huấn luyện mà hình thành từ lúc sinh - Sống xã hội, cá thể liên hệ với thơng tin hóa học (pheromon), hình thái, mầu sắc thể hay tín hiệu khác (hành động) để nhận biết tình trạng thông qua quan cảm giác Câu 17 Các xã hội nguyên thủy (eusocial) ong, kiến, mối, rệp vừng có nét đặc trưng ? Cho ví dụ Trả lời Xã hội nguyên thủy lồi đặc trưng nhóm cá thể tuyệt sinh Xã hội nguyên thủy ổn định theo khn mẫu xác định, có cấu trúc chặt chẽ Ví dụ xã hội ong, kiến, mối Câu 18 Em cho biết quan tiếp nhận (hay thụ quan) kích thích từ mơi trường quan ? Trả lời Những quan tiếp nhận kích thích từ mơi trường gồm : - Thụ quan nằm da, bó tai tiếp nhận áp lực học, phát vần động vị trí thể, áp suất âm - Các thụ quan phân bố da tuyến não thùy Hypothalamus nhận biết nhiệt (nóng, lạnh) - Thụ quan hóa học phản ứng với hóa chất đặc trưng, nhận biết mùi, vị phát mức độ khí chất dinh dưỡng máu - Thụ quan thị giác tiếp nhận ánh sáng - Thụ quan tiếp nhận đau đớn kích thích nhiệt áp lực hóa chất mơ thể bị hủy hoại giải phóng Câu 19 Sống mơi trường nước quan cảm giác cá lưỡng cư quan vai trị đời sống chúng ? Trả lời Sống nước, quan cảm giáccủa cá lưỡng cư đường bên, phân bố chủ yếu bên thân đầu Cơ quan có nhiệm vụ tiếp nhận áp lực dịng nước Nhờ đó, cá định hướng vận động, xác định vị trí thân, vị trí mồi, vật ăn thịt chướng ngại khác đường vận động “ Sự thích nghi sinh vật với mơi trường sống” 37 HỘI THẢO KHOA HỌC CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊN VÙNG DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ 2015 Câu 20 Hãy giải thích tượng hai quần thể có ổ sinh thái chồng khít lên cạnh tranh xảy có xảy khơng dẫn đến cạnh tranh loại trừ mà giúp cho hai quần thể tồn phát triển hưng thịnh Trả lời * Cạnh tranh xảy ra: - Khi nguồn sống không gian sống đủ dư thừa cho loài tồn tại, phát triển (số lượng loài cân thấp so với sức chịu đựng môi trường nên chúng không cạnh tranh - Các cá thể lồi ln có khả tiềm ẩn phân li ổ sinh thái để giảm cạnh tranh: + Mở rộng phân li vùng dinh dưỡng mở rộng phổ thức ăn non trưởng thành, đực + Nhiều lồi có biến dị hình thái, quan bắt mồi, quan tìm kiếm thức ăn để khai thác nguồn thức ăn khác + Các loài có tượng di cư đàn phận cá thể quần thể đến nơi để giảm sức ép dân số - Cạnh tranh giúp cho lồi tồn phát triển, khơng xảy cạnh tranh loại trừ: + Cạnh tranh đực để giao phối hay để giành nơi tốt để làm tổ, đẻ trứng giúp non có sức sống cao + Kí sinh loài hay ăn thịt đồng loại (động vật) hay tượng tự tỉa thưa (thực vật) giúp cho lồi tồn phát triển mà khơng tiêu diệt lồi Câu 21 Phân biệt mối quan hệ kí sinh – vật chủ mối quan hệ vật ăn thịt – mồi Vì rùa tai đỏ ốc bươu vàng nhập vào Việt Nam gây nên tác hại to lớn nông nghiệp ? Trả lời Kí sinh – vật chủ -Vật KS sống hay thể vật chủ -Vật KS ăn TB, mô, chất dinh dưỡng vật chủ -Không giết chết vật chủ -vật KS nhiều, thường kích thước nhỏ Vật ăn thịt – mồi - Vật ăn thịt mồi sống tự - ăn toàn mồi - Giết chết vật chủ - Vật ăn thịt ít, kích thước thường lớn “ Sự thích nghi sinh vật với môi trường sống” 38 HỘI THẢO KHOA HỌC CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊN VÙNG DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ 2015 - Rùa tai đỏ, ốc bươu vàng lồi có tốc độ sinh sản cao, giới hạn sinh thái rộng (ăn nhiều loài khác) loài địa nên chúng trở thành loài ưu Vì vậy, chúng cạnh tranh thành cơng loại trừ nhiều lồi địa có ổ sinh thái trùng với chúng chúng tiêu diệt loài thức ăn loài địa - Khi rùa tai đỏ, ốc bươu vàng xâm nhập vào Việt Nam chúng khơng có thiên địch (lồi ăn thịt chúng) khơng gặp phải cạnh tranh loài khác Đồng thời số lượng chúng cịn ít, nguồn sống mơi trường dồi nên chúng có tốc độ tăng trưởng nhanh Câu 22 Cá bảy màu (Poecilia reticulata) thường chọn bạn tình (cá đực) có màu da cam thẫm mà không chọn loại cá đực có màu da cam nhạt Người ta bố trí thí nghiệm: để bình thuỷ tinh nhỏ suốt (bình 1) có chứa cá đực có màu da cam nhạt vài cá vào góc bể cá lớn Trong bể lớn góc đối diện với bình 1, người ta đặt thêm bình thuỷ tinh nhỏ suốt khác (bình 2) có cá đực có màu da cam thẫm Sau đó, người ta thả cá vào bể cá lớn vị trí bình bình 2, quan sát thấy phần lớn cá di chuyển phía bình nơi có cá đực màu da cam nhạt a Tập tính lựa chọn bạn tình thí nghiệm loại tập tính ? Kiểu gen có qui định loại tập tính hay khơng ? Giải thích b Tại tiến hố lại trì loại tập tính ? Nếu cá di chuyển phía bình giao phối với cá đực màu da cam nhạt bình thành đạt sinh sản cá so với trường hợp cá giao phối với cá đực có màu da cam thẫm ? Giải thích Trả lời a - Tập tính tập tính học tập bắt chước cách chọn bạn tình cá khác Đây loại tập tính học tập - Mặc dù tập tính học tập kiểu gen qui định Kiểu gen qui định khả học tập cá b “ Sự thích nghi sinh vật với môi trường sống” 39 HỘI THẢO KHOA HỌC CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊN VÙNG DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ 2015 - Tập tính chọn bạn tình kiểu gen qui định nên chọn lọc tự nhiên chọn lọc trì qua trình tiến hoá giúp tăng thành đạt sinh sản cá Do vậy, cá có khả học tập hành vi chọn bạn tình cá khác tự nhiên có nhiều khả chọn bạn tình giúp tăng khả sống sót sinh sản cá thể chúng - Trong thí nghiệm trên, cá có tập tính học tập cách chọn bạn tình nên cá bị nhốt chung với đực bình thuỷ tinh suốt chúng nhầm tưởng lứa với chúng thích giao phối với cá đực nhạt màu chúng bị hấp dẫn cá đực màu da cam nhạt - Thực cá bị người “đánh lừa”, cho chúng giao phối với cá đực màu da cam nhạt thành đạt sinh sản cá thấp so với thành đạt sinh sản chúng chúng giao phối với cá đực có màu da cam thẫm Vì thực cá đực có màu da cam thẫm gián tiếp “giới thiệu ” cho cá thể kiểu gen tốt … PHẦN III KẾT LUẬN Qua trình phân tích lý thuyết, nghiên cứu tài liệu kết hợp liên hệ thực tiễn, xây dựng hệ thống câu hỏi, baì tập chọn lọc, tổng hợp lại trình bày khn khổ chun đề, chúng tơi mong muốn đóng góp phần nhỏ “ Sự thích nghi sinh vật với môi trường sống” 40 HỘI THẢO KHOA HỌC CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊN VÙNG DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ 2015 sưu tập tư liệu dạy học bồi dưỡng học sinh giỏi bạn đồng nghiệp tài liệu ôn tập học sinh Trong phạm vi hẹp chuyên đề nhỏ, cố gắng phân tích chi tiết vấn đề liên quan đến “sinh thái thích nghi” ứng dụng Tuy nhiên, với khoảng thời gian ngắn, viết không tránh khỏi thiếu sót, mong nhận ý kiến quý báu thầy cô đồng nghiệp Chúng xin chân thành cảm ơn ¡ Tác giả TÀI LIỆU THAM KHẢO Cơ sở sinh thái học Vũ Trung Tạng NXB Giáo dục 2000 Tài liệu giáo khoa chuyên sinh học THPT Sinh Thái Học NXB Giáo dục VN 2009 Sinh Học Campbell Internet “ Sự thích nghi sinh vật với mơi trường sống” 41 ... III Sự thích nghi sinh vật với nhân tố hữu sinh Nhóm nhân tố hữu sinh: giới hữu môi trường ( gồm sinh vật: vi sinh vật, nấm, động vật, thực vật) Mỗi sinh vật sống mối quan hệ với sinh vật khác sống. .. dốc, hướng phơi…) +Nhân tố sinh thái hữu sinh: giới hữu môi trường, mối quan hệ sinh vật với sinh vật “ Sự thích nghi sinh vật với môi trường sống? ?? HỘI THẢO KHOA HỌC CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊN VÙNG... học này, em nghi? ?n cứu chuyên đề: “ Sự thích nghi sinh vật với mơi trường sống? ?? II Mục tiêu - Tìm hiểu chung môi trường nhân tố sinh thái - Phân tích thích nghi sinh vật với mơi trường sống - Củng