Bài 45: Dòng năng lượng trong hệ sinh thái và hiệu suất sinh thái

• Năng lượng chủ yếu cung cấp cho trái đất là ánh sáng mặt trời.
• Trong chu trình dinh dưỡng càng lên bậc dinh dưỡng cao hơn thì năng lượng càng giảm do một phần năng lượng bị thất thoát (hô hấp, tạo nhiệt mất khoảng 70%; chất thải động vật, các bộ phận rơi rụng khoảng 10%) chuyển lên bậc dinh dưỡng cao khoảng 10%.
• Năng lượng được truyền một chiều từ sinh vật sản xuất qua các bậc dinh dưỡng tới môi trường.

• Sơ đồ dòng năng năng lượng đi qua các bậc dinh dưỡng chính trong hệ 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

Một số công thức liên quan về dòng năng lượng trong hệ sinh thái

1. Hiệu suất sinh thái có thể được biểu diễn bằng công thức:

eff = Ci+1 / Ci x 100%

Trong đó, eff là hiệu suất sinh thái (tính bằng %), Ci là bậc dinh dưỡng thứ i, Ci+1 là bậc dinh dưỡng thứ i+1 sau bậc Ci.

Hoặc:

2. Hiệu suất quang hợp: Còn gọi là sản lượng sinh vật sơ cấp, là tỉ lệ phần trăm năng lượng mặt trời được dùng để tổng hợp chất hữu cơ tính trên tổng số năng lượng mặt trời chiếu xuống hệ sinh thái.

3. Hiệu suất khai thác: Tỉ lệ phần trăm năng lượng chứa trong chất hữu cơ con người sử dụng từ một loài so với loài có mắc xích phía trước.

4. Năng lượng toàn phần: Nguồn năng lượng chứa trong cơ thể các sinh vật của một loài nào đó trong hệ sinh thái.

5. Năng lượng thực tế: Tỉ lệ % năng lượng của một loài trong chuỗi chuyển sang bậc dinh dưỡng kế tiếp. Nói khác đi năng lượng thực tế của một bậc dinh dưỡng cũng là năng lượng toàn phần của bậc dinh dưỡng kế tiếp.
              Q toàn phần = Q SV thực + Q mất đi do hô hấp, bài tiết.

Ví dụ:

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.

Gợi ý trả lời:

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

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

Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài kiểm tra Trắc nghiệm Sinh học 12 Bài 45 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết. 

• Câu 1:

  Quan sát một tháp sinh khối, chúng ta có thể biết được những thông tin nào sau đây? 

  • A. Mức độ dinh dưỡng ở từng bậc và toàn bộ quần xã
  • B. Các loài trong chuỗi và lưới thức ăn
  • C. Năng suất của sinh vật ở mỗi bậc dinh dưỡng
  • D. Quan hệ giữa các loài trong quần xã

• Câu 2:

  Giả sử năng lượng đồng hoá của các sinh vật dị dưỡng trong một chuỗi thức ăn như sau:

  Sinh vật tiêu thụ bậc 1: 1 500 000 Kcal.

  Sinh vật tiêu thụ bậc 2: 180 000 Kcal.

  Sinh vật tiêu thụ bậc 3: 18 000 Kcal.

  Sinh vật tiêu thụ bậc 4: 1 620 Kcal.

  Hiệu suất sinh thái giữa bậc dinh dưỡng cấp 3 với bậc dinh dưỡng cấp 2 và giữa bậc dinh dưỡng cấp 4 với bậc dinh dưỡng cấp 3 trong chuỗi thức ăn trên lần lượt là: 

  • A. 10% và 9%
  • B. 12% và 10%
  • C. 9% và 10%
  • D. 10% và 12%

• Câu 3:

  Trong một hệ sinh thái 

  • A. năng lượng được truyền theo một chiều từ sinh vật sản xuất qua các bậc dinh dưỡng tới môi trường và không được tái sử dụng.
  • B. năng lượng được truyền theo một chiều từ sinh vật sản xuất qua các bậc dinh dưỡng tới môi trường và được sinh vật sản xuất tái sử dụng.
  • C. vật chất và năng lượng được truyền theo một chiều từ sinh vật sản xuất qua các bậc dinh dưỡng tới môi trường và không được tái sử dụng. 
  • D. vật chất và năng lượng được truyền theo một chiều từ sinh vật sản xuất qua các bậc dinh dưỡng tới môi trường và được sinh vật sản xuất tái sử dụng.

Câu 3- Câu 5: Xem thêm phần trắc nghiệm để làm thử Online 

Các em có thể xem thêm phần hướng dẫn Giải bài tập Sinh học 12 Bài 45 để giúp các em nắm vững bài học và các phương pháp giải bài tập.

Bài tập 3 trang 203 SGK Sinh 12

Bài tập 4 trang 203 SGK Sinh 12

Bài tập 5 trang 203 SGK Sinh 12

Bài tập 1 trang 258 SGK Sinh học 12 Nâng cao

Bài tập 4 trang 258 SGK Sinh học 12 Nâng cao

Bài tập 5 trang 258 SGK Sinh học 12 Nâng cao

Bài tập 2 trang 263 SGK Sinh học 12 Nâng cao

Bài tập 3 trang 263 SGK Sinh học 12 Nâng cao

Bài tập 4 trang 263 SGK Sinh học 12 Nâng cao

Bài tập 7 trang 151 SBT Sinh học 12

Bài tập 4 trang 154 SBT Sinh học 12

Bài tập 16 trang 156 SBT Sinh học 12

Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy comment ở mục Hỏi đáp, Cộng đồng Sinh học Chúng tôi sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!

Chúc các em học tập tốt và luôn đạt thành tích cao trong học tập!