Giáo án Bài 28. Hệ sinh thái

Huy động kiến thức nền về quần xã và môi trường, tạo tình huống để HS nhận ra cần xét cả thành phần vô sinh lẫn tương tác khi nói về hệ sinh thái.

GV nêu câu hỏi: Khi nói đến một cái ao, em kể ra những thành phần nào? Nếu chỉ kể các loài cá, tảo, vi khuẩn thì đã đủ để gọi là hệ sinh thái chưa? Thiếu thành phần nào và các thành phần đó quan hệ với nhau ra sao?

HS nêu được ít nhất hai nhóm thành phần: sinh vật (cá, tảo, vi khuẩn) và môi trường vô sinh (nước, khoáng, ánh sáng). HS nhận ra chỉ liệt kê sinh vật là chưa đủ; cần thêm môi trường vô sinh và các tương tác giữa chúng. Đây là câu hỏi dẫn vào khái niệm hệ sinh thái.

Nêu được khái niệm hệ sinh thái; nêu được khái niệm và vai trò của sinh vật sản xuất, sinh vật phân giải trong hệ sinh thái.

HS làm việc theo nhóm 4 người, đọc mục Bản chất và cơ chế trong sách và hoàn thành Phiếu học tập số 1. Nhiệm vụ: (1) Điền định nghĩa hệ sinh thái; (2) Điền định nghĩa sinh vật sản xuất và cho một ví dụ trong ao; (3) Điền định nghĩa sinh vật phân giải và cho một ví dụ trong ao; (4) Nêu vì sao nếu thiếu sinh vật phân giải thì vật chất không được hoàn trả cho môi trường.

Phiếu học tập số 1 hoàn chỉnh: Hệ sinh thái là quần xã cùng môi trường vô sinh và tương tác. Sinh vật sản xuất tạo chất hữu cơ từ nguồn carbon vô cơ nhờ năng lượng phù hợp (ví dụ: tảo). Sinh vật phân giải chuyển hóa chất hữu cơ chết hoặc chất thải, hoàn trả vật chất cho môi trường (ví dụ: vi khuẩn). Nếu thiếu sinh vật phân giải, xác chết và chất thải tích tụ, vật chất không quay trở lại môi trường để sinh vật sản xuất sử dụng.

Giải thích được thành phần hữu sinh và vô sinh phối hợp qua dòng năng lượng và chu trình vật chất; giải thích được hệ mở và vì sao bình cây kín không phải hệ cô lập.

GV tổ chức hoạt động cặp đôi. Cặp đôi thảo luận 3 câu hỏi: (1) Năng lượng đi vào hệ sinh thái từ đâu và đi ra theo dạng nào? (2) Vật chất trong hệ sinh thái có được tái sử dụng không, nhờ thành phần nào? (3) Vì sao một bình cây kín vẫn được coi là hệ mở?

Kết luận của cặp đôi: Năng lượng đi vào hệ từ ánh sáng và thoát ra dưới dạng nhiệt; vật chất được tuần hoàn nhờ chu trình vật chất, trong đó sinh vật phân giải hoàn trả vật chất cho môi trường. Bình cây kín là hệ mở vì vẫn nhận ánh sáng và trao đổi năng lượng (nhận sáng, tỏa nhiệt), dù trao đổi vật chất nhỏ.

Vận dụng khái niệm hệ sinh thái, sinh vật sản xuất, sinh vật phân giải và hệ mở để trả lời câu hỏi và nhận định đúng, sai.

HS làm bài tập 1, 2, 3, 4, 5 và 8 theo hình thức cá nhân rồi kiểm tra nhanh trên học liệu NeoEdu (bài tập tương tác). Cụ thể: (1) Hệ sinh thái được hiểu đúng như thế nào? A. quần thể một loài không xét môi trường; B. quần xã cùng môi trường vô sinh và tương tác; C. chỉ quần xã, bỏ các thành phần vô sinh. (2) Sinh vật sản xuất được hiểu đúng như thế nào? A. chỉ dùng chất hữu cơ do sinh vật khác tạo; B. chỉ khoáng hóa chất hữu cơ từ xác chết; C. tạo chất hữu cơ từ nguồn carbon vô cơ nhờ năng lượng phù hợp. (3) Ghép thuật ngữ với nội dung: Hệ sinh thái; Sinh vật sản xuất; Sinh vật phân giải. (4) Hệ sinh thái bao gồm cả sinh vật và môi trường vô sinh tương tác: Đúng hay Sai? (5) Bình cây kín, vật chất nhưng nhận ánh sáng và tỏa nhiệt là: A. Không có trao đổi năng lượng; B. Không cô lập về năng lượng; C. Hệ cô lập hoàn toàn. (6) Hệ mô hình có 4 loài cây, 3 loài động vật, 2 loài phân giải không trùng nhau. Có bao nhiêu loài?

Đáp án: (1) B; (2) C; (3) Hệ sinh thái – quần xã cùng môi trường vô sinh và tương tác; Sinh vật sản xuất – tạo chất hữu cơ từ nguồn carbon vô cơ nhờ năng lượng phù hợp; Sinh vật phân giải – chuyển hóa chất hữu cơ chết/chất thải, hoàn trả vật chất; (4) Đúng (đất, nước, khí, ánh sáng và quần xã được xét cùng các dòng vật chất, năng lượng); (5) B (nhận sáng và tỏa nhiệt là trao đổi năng lượng dù trao đổi vật chất nhỏ); (6) 9 loài (4 + 3 + 2 = 9; chưa biểu thị độ đồng đều).

Vận dụng kiến thức về hệ sinh thái nhân tạo để nêu điều kiện, giải thích vì sao bể cá cần quản lí dù có cây và đề xuất nguyên tắc thiết kế an toàn.

GV nêu tình huống: Một nhóm HS muốn làm bể cá nhân tạo có cây thủy sinh và cá để minh họa hệ sinh thái trong lớp. Hãy trả lời: (1) Vì sao bể cá nhân tạo vẫn cần quản lí dù có cây? (2) Có nên nhốt động vật trong bình kín để chứng minh cân bằng sinh thái không? Vì sao? (3) Nêu hai biện pháp để bể cá ổn định và bảo đảm phúc lợi cho cá.

Kết luận: (1) Cây không bảo đảm đủ O₂ vào mọi thời điểm; tải hữu cơ, thức ăn và số lượng cá có thể vượt khả năng của hệ, nên cần quản lí chất lượng nước, ánh sáng, không nuôi quá mật độ và chăm sóc phúc lợi; không tự thêm hóa chất. (2) Không nên, vì thiết kế hệ nhân tạo phải chú ý phúc lợi động vật, khả năng ổn định và xử lí sau dự án. (3) Biện pháp mẫu: kiểm soát mật độ cá và lượng thức ăn; thay nước định kì và xử lí sản phẩm sau dự án đúng quy định.