Tổng ôn kiến thức Năng lượng và hiệu suất trong hệ sinh thái Sinh học 12

NĂNG LƯỢNG TRONG HỆ SINH THÁI VÀ HIỆU SUẤT SINH THÁI

I. DÒNG NĂNG LƯỢNG TRONG HỆ SINH THÁI

1. 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 và tổng hợp chất hữu cơ) .

 2. 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.

 

                                            

II. HIỆU SUẤT SINH THÁI

- Là tỉ lệ % chuyển hóa năng lượng giữa các bậc dinh dưỡng trong hệ sinh thái. Phần lớn năng lượng truyền trong hệ sinh thái bị tiêu hao qua quá trình hô hấp, tạo nhiệt …chỉ có khoảng 10 % năng lượng truyền lên bậc dinh dưỡng cao nhất.

 

                                           

Câu 1: Ánh sáng mặt trời có vai trò như thế nào đối với hệ sinh thái? Cho ví dụ về việc điều chỉnh các kĩ thuật nuôi trồng phù hợp với điều kiện ánh sáng để nâng cao năng suất vật nuôi và cây trồng.

Hướng dẫn giải

Vai trò của ánh sáng đối với hệ sinh thái:

Tất cả sinh vật trên Trái Đất đều sống nhờ vào năng lượng từ ánh sáng mặt trời. Thực vật thu nhận năng lượng ánh sáng mặt trời một cách trực tiếp qua quang hợp. Một phần năng lượng tích tụ trong sinh vật sản xuất được động vật ăn thực vật sử dụng và theo trình tự năng lượng được chuyển lên các bậc dinh dưỡng tiếp theo. Như vậy, năng lượng trong hệ sinh thái được khởi đầu từ năng lượng mặt trời thông qua quang hợp của cây xanh.

Ví dụ, trong chăn nuôi người ta cung cấp thêm ánh sáng để thay đổi chu kì sinh học ép gà ăn nhiều, tăng khối lượng hay thắp sáng kích thích thời gian nở hoa thanh long sớm hơn…

Câu 2: Những nguyên nhân chính nào gây ra thất thoát năng lượng trong hệ sinh thái?

Hướng dẫn giải

 Những nguyên nhân chính gây ra thất thoát năng lượng trong hệ sinh thái:

* Năng lượng tiêu hao qua hô hấp, tạo nhiệt ở mỗi bậc dinh dưỡng.

* Năng lượng mất qua chất thải (thải qua bài tiết, phân, thức ăn thừa…hoặc năng lượng mất qua rơi rụng như rụng lá ở thực vật, rụng lông, lột xác của động vật,… ) ở mỗi bậc dinh dưỡng.

Câu 3: Hãy giải thích vì sao chuỗi thức ăn trong hệ sinh thái không thể kéo dài, quá 6 mắt xích.

Hướng dẫn giải

Chuỗi thức ăn trong hệ sinh thái không thể kéo dài quá 6 mắt xích do:

Năng lượng bị thất thoát dần qua nhiều cách ở mỗi bậc dinh dưỡng:

- Năng lượng mất qua hô hấp, tạo nhiệt ở mỗi bậc dinh dưỡng.

- Năng lượng mất qua chất thải (thải qua bài tiết, phân, thức ăn thừa… hoặc năng lượng mất qua rơi rụng lá ở thực vật, rụng lông, lột xác của động vật,..) ở mỗi bậc dinh dưỡng.

- Năng lượng truyền lên bậc cao hơn chỉ khoảng 10% không còn đủ duy trì một mắt xích.

Câu 4: Hãy mô tả lại dòng năng lượng trong hệ sinh thái?

Hướng dẫn giải

Dòng năng lượng trong hệ sinh thái, minh họa trong hình 45.4 SGK

- Sinh vật quang hợp (phần lớn năng lượng tiêu hao qua hô hấp, rụng lá cây).

- Động vật ăn thực vật (phần lớn năng lượng tiêu hao qua hô hấp của động vật, bài tiết, thải qua phân,…).

- Sinh vật tiêu thụ bậc 2 (một phần năng lượng tiêu hoa qua hô hấp của động vật, bài tiết, thải qua phân…).

- Sinh vật tiêu thụ bậc 3 (một phần năng lượng tiêu hao qua hô hấp của động vật, bài biết, thải qua phân…).

Câu 5: Hãy chọn phương án trả lời đúng: Quan hệ dinh dưỡng giữa các loài trong quần xã cho chúng ta biết:

a) Sự phụ thuộc về thức ăn của động vật và thực vật.

b) Sinh khối của mỗi bậc dinh dưỡng và của quần xã.

c) Mức độ gần gũi giữa các loài trong quần xã.

d) Dòng năng lượng trong quần xã.

Hướng dẫn giải

Đáp án: d.

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: Nhìn chung, trong các hệ sinh thái, khi chuyể từ bậc dinh dưỡng thấp lên bậc dinh dưỡng cao liền kề thì hiệu suất sử dụng năng lượng của bậc dinh dưỡng sau chỉ được khoảng

A. 15%               B. 20%

C. 10%               D. 30%

Câu 4: 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 5: 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

Câu 6: Giải thích nào dưới đây là không đúng khi cho rằng, năng lượng chuyển từ bậc dinh dưỡng thấp, lên bậc dinh dưỡng cao liền kề của chuỗi thức ăn trong hệ sinh thái bị mất đi trung bình tới 90% do

A. một phần không được sinh vật sử dụng

B. một phần do sinh vật thải ra dưới dạng trao đổi chất, bài tiết

C. một phần bị tiêu hao dưới dạng hô hấp của sinh vật

D. phần lớn năng lượng bức xạ khi vào hệ sinh thái bị phản xạ trở lại môi trường

Câu 7: Yếu tố quan trọng nhất quyết định tới năng suất sơ cấp trong đại dương là

A. nhiệt độ

B. oxi hòa tan

C. các chất dinh dưỡng

D. bức xạ mặt trời

Câu 8: Đặc điểm nào sau đây là đúng khi nói về dòng năng lượng trong hệ sinh thái?

A. Sinh vật đóng vai trò quan trọng nhất trong việc truyền năng lượng từ môi trường vô sinh vào chu trình dinh dưỡng là các sinh vật phân giải như vi khuẩn, nấm.

B. Năng lượng đực truyền trong hệ sinh thái theo chu trình tuần hoàn và được sử dụng trở lại.

C. Ở mỗi bậc dinh dưỡng, chỉ có khoảng 10% năng lượng truyền lên bậc dinh dưỡng cao hơn

D. Trong hệ sinh thái, năng lượng được truyền 1 chiều từ vi sinh vật qua các bậc dinh dưỡng tới sinh vật sản xuất rồi trở lại môi trường.

Câu 9: Phát biểu nào sau đây là không đúng đối với một hệ sinh thái?

A. Trong hệ sinh thái, sự biến đổi vật chất diễn ra theo chu trình

B. Trong hệ sinh thái, sự thất thoát năng lượng qua mỗi bậc dinh dưỡng là rất lớn

C. Trong hệ sinh thái, sự biến đổi năng lượng có tính tuần hoàn

D. Trong hệ sinh thái, càng lên bậc dinh dưỡng cao năng lượng càng giảm dần

Câu 10: Một quần xã có các sinh vật sau:

(1) Tảo lục đơn bào.

(2) Cá rô.

(3) Bèo hoa dâu.

(4) Tôm.

(5) Bèo Nhật Bản.

(6) Cá mè trắng.

(7) Rau muống.

(8) Cá trắm cỏ.

Trong các sinh vật trên, những sinh vật thuộc bậc dinh dưỡng cấp 1 là:

A. (3), (4), (7) và (8)

B. (1), (2), (6) và (8)

C. (2), (4), (5) và (6)

D. (1), (3), (5) và (7)

Câu 11: Có bao nhiêu phát biểu không đúng trong các phát biểu sau?

(1) Lưới thức ăn càng phức tạp thì hệ sinh thái càng ổn định.

(2) Luới thức ăn là 1 dãy các loài sinh vật có quan hệ dinh dưỡng với nhau.

(3) Vai trò của chuỗi và lưới thức ăn là đảm bảo tính khéo kín trong hệ sinh thái.

(4) Hiệu suất sinh thái của dòng năng lượng trong các điểm khác nhau của chuỗi thức ăn là rất nhỏ.

A. 1               B. 2

C. 3               D. 4

Câu 12: Giả sử năng lượng đồng hóa của các sinh vật dị dưỡng trong 1 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 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 13: Khi nghiên cứu 4 loài sinh vật thuộc 1 chuỗi thức ăn trong 1 quần xã sinh vật, người ta thu được số liệu dưới đây:

Loài	Số cá thể	Khối lượng trung bình mỗi cá thể	Bình quân năng lượng trên một đơn vị khối lượng
1	10 000	0,1	1
2	5	10	2
3	500	0,002	1,8
4	5	300 000	0,5

Dòng năng lượng đi qua chuỗi này có nhiều khả năng sẽ là:

A. 2 → 3 → 1 → 4

B. 1 → 3 → 2 → 4

C. 4 → 2 → 1 → 3

D. 4 → 1 → 2 → 3

Câu 14: Ở một vùng biển, năng lượng bức xạ chiếu xuống mặt nước đạt đến 3 triệu kcal/m²/ngày. Tảo silic chỉ đồng hóa được 3% tổng năng lượng đó. Giáp xác trong hồ khai thác được 40% năng lượng tích lũy trong tảo; cá ăn giáp xác khai thác được 0,15% năng lượng cua giáp xác. Hiệu suất sử dụng năng lượng của bậc dinh dưỡng cuối cùng so với tổng năng lượng ban đầu là

A. 0,00018%              B. 0,18%

C. 0,0018%               D. 0,018%

ĐÁP ÁN

1 - D	2 - C	3 - C	4 - C	5 - B	6 - D	7 - D	8 - C
9 - C	10 - D	11 - A	12 - B	13 - D	14 – C

Câu 13:

Tổng năng lượng ở mỗi bậc dinh dưỡng:

Loài 1 = 10000 x 0,1 x 1 = 1000;

Loài 2 = 5 x 10 x 2 = 100;

Loài 3 = 500 x 0,002 x 1,8 = 1,8;

Loài 4 = 5 x 300 000 x 0,5 = 750 000 → trong chuỗi thức ăn thì năng lượng bị giáng cấp qua mỗi bậc sinh dưỡng → Đáp án D.

Câu 14:

– Năng lượng tảo silic đồng hóa được = 3% x 3 x 10⁶ kcal = 9 x 10⁴ kcal.

- Năng lượng giáp xác khai thác được = 40% x 9 x 10⁴ kcal = 36 x 10³ kcal.

- Năng lượng cá ăn giáp xác khai thác được = 0,15% x 36 x 10³ kcal = 54 kcal.

- Hiệu suất sử dụng năng lượng của bậc dinh dưỡng cuối cùng so với tổng năng lượng ban đầu = 54/3 x10⁶ = 0,000018 = 0,0018% → Đáp án C.