MasterSchool

Sinh học lớp 12 · KNTT · Chương 6

Lý thuyết Sinh học 12 Bài 25: Thực hành: Tìm hiểu một số đặc trưng cơ bản của quần thể sinh vật

Chương 6: Môi trường và sinh thái học quần thể · Kết nối tri thức với cuộc sống

Tóm tắt lý thuyết Sinh học 12 Bài 25: Thực hành: Tìm hiểu một số đặc trưng cơ bản của quần thể sinh vật theo chương trình SGK Kết nối tri thức với cuộc sống. Hệ thống hoá toàn bộ kiến thức trọng tâm, sơ đồ cơ chế di truyền phân tử, tiến hóa và sinh thái học chuẩn xác, bảng biểu so sánh trực quan và câu hỏi củng cố có lời giải chi tiết.

Lớp

I. YÊU CẦU CẦN ĐẠT

- Thực hành ước tính kích thước quần thể, ước tính mật độ cá thể của quần thể ở loài thực vật hoặc động vật ít di chuyển.

II. CHUẨN BỊ

1. Dụng cụ

- Dụng cụ quan sát và tìm kiếm như ống nhòm, cuốc xẻng,... (tuỳ vào đối tượng cần xác định khu vực phân bố).

- Bản đồ (bản đồ bằng giấy hoặc bản đồ điện tử), thước dây, bút, sổ ghi chép.

- Dụng cụ tạo ô vuông (dây thép hoặc khung bằng gỗ hoặc dùng các cọc tre (gỗ) để chăng dây). Mỗi loại ô vuông có kích thước tương thích với đối tượng cần ước tính (10 m×10 m với cây gỗ lớn, 1 m×1 m với cây thân thảo, 10 cm×10 cm với địa y).

2. Xác định đối tượng nghiên cứu

- Quần thể các loài thực vật hoặc các loài động vật ít di chuyển như giun đất, ốc, cua, sò,....

III. CÁCH TIẾN HÀNH

1. Nguyên lí

- Mỗi quần thể được phân bố trong một khoảng không gian xác định. Tập hợp cá thể cùng loài được tính là cùng quần thể phải có các mối quan hệ sinh thái và sinh sản với nhau.

- Bố trí mẫu và thu thập số liệu về các đặc trưng của quần thể được thực hiện bên trong khu vực phân bố của quần thể.

- Để xác định chính xác nhất các đặc trưng của quần thể, cần dựa trên cơ sở toán học (xác suất, thống kê) để bố trí thí nghiệm, xử lí số liệu và rút ra kết luận. Phương pháp này thường được áp dụng trong điều tra chuyên sâu. Trong trường hợp khảo sát nhanh quần thể, từ các số liệu thu thập sơ bộ và phân tích các đặc điểm của quần thể ở thực địa có thể giúp học sinh ước tính được một số đặc trưng của quần thể.

2. Cách tiến hành

- Phương pháp ô vuông (quadrat) là phương pháp lấy mẫu bằng cách đặt ô vuông vào một số vị trí ngẫu nhiên trong khu vực phân bố của quần thể. Đếm số lượng cá thể trong các ô vuông, từ đó ước tính kích thước của quần thể. Đối tượng áp dụng là các quần thể thực vật, nấm, các loài động vật nhỏ và ít di chuyển như giun đất, ốc, cua, sò,... và vi sinh vật.

- Quy trình thực hành được thực hiện theo các bước sau:

+ Bước 1: Xác định khu vực phân bố của quần thể. Lập bản đồ chia các ô và đánh số. Sử dụng phương pháp ngẫu nhiên để chọn một số vị trí lấy mẫu (số lượng mẫu càng lớn thì độ tin cậy số liệu càng cao).

Hình ảnh minh họa SGK Sinh học 12

Ví dụ về chia ô khu vực phân bố của quần thể

+ Bước 2: Đặt ô vuông vào vị trí đã chọn, đếm số lượng cá thể và ghi số liệu.

+ Bước 3: Xử lí số liệu, sau đó ước tính kích thước của quần thể theo công thức sau:

N=Aa×nN = \frac{A}{a} \times n

Trong đó: N: số lượng cá thể của quần thể (ước tính); n: số lượng cá thể trung bình ở tất cả các ô vuông; A: tổng diện tích khu vực khảo sát; a: diện tích một ô vuông.

+ Bước 4: Dựa vào số liệu kích thước của quần thể ở bước 3 và diện tích khu vực phân bố của quần thể để ước tính mật độ của quần thể.

IV. THU HOẠCH

Học sinh viết báo cáo thực hành theo các nội dung sau:

BÁO CÁO THỰC HÀNH

1. Mục đích

2. Kết quả và giải thích

3. Trả lời câu hỏi

Tại sao cần xác định khu vực phân bố của quần thể trước khi ước tính các đặc trưng của quần thể?

🌟 Em đã học (Ghi nhớ kiến thức trọng tâm)

  • Thực hành áp dụng phương pháp đánh bắt - thả lại (phương pháp Lincoln - Petersen) để ước tính kích thước quần thể động vật di chuyển tích cực trong tự nhiên.
  • Công thức tính ước lượng kích thước quần thể: N=M×CRN = \frac{M \times C}{R}, trong đó MM là số cá thể đánh dấu lần 1 thả lại vào quần thể, CC là tổng số cá thể bắt được ở lần 2, RR là số cá thể có mang dấu vết đánh dấu bắt lại ở lần 2.
  • Thực hành phương pháp dùng khung ô tiêu chuẩn (diện tích 1m21m^2 hoặc 0.25m20.25m^2) ném ngẫu nhiên nhiều lần để xác định mật độ cá thể và tần suất xuất hiện của các loài thực vật thân thảo trong một khu vực đồng cỏ.
  • Phân tích các yếu tố sai số thực nghiệm: điều kiện dấu đánh dấu không bị rơi rụng, cá thể đánh dấu hòa nhập ngẫu nhiên và không bị chọn lọc tự nhiên đào thải ưu tiên.

Câu hỏi ôn tập & củng cố bài học

Nguyên lí toán học và công thức tính kích thước quần thể bằng phương pháp đánh bắt - thả lại (Lincoln - Petersen)?
Nguyên lí: Giả định tỉ lệ cá thể được đánh dấu trong mẫu bắt lần 2 bằng với tỉ lệ cá thể được đánh dấu trên toàn bộ kích thước thực tế của quần thể. Công thức: N=M×CRN = \frac{M \times C}{R}, trong đó NN là kích thước quần thể cần ước lượng, MM là số cá thể bắt được và đánh dấu ở lần 1 rồi thả lại vào tự nhiên, CC là tổng số cá thể bắt được ở lần 2, và RR là số cá thể có mang dấu vết đánh dấu bắt lại ở lần 2.
Những giả định khoa học bắt buộc phải thỏa mãn để phương pháp Lincoln - Petersen cho kết quả ước lượng chính xác?
(1) Dấu đánh dấu phải bền vững, không bị rơi rụng và tuyệt đối không gây tổn thương hay làm thay đổi hành vi của con vật; (2) Dấu đánh dấu không làm con vật bị kẻ săn mồi dễ phát hiện hơn so với cá thể bình thường; (3) Các cá thể đánh dấu phải có đủ thời gian để phân bố hòa nhập hoàn toàn ngẫu nhiên vào quần thể trước khi tiến hành lần bắt thứ 2; (4) Trong khoảng thời gian giữa 2 lần bắt, quần thể phải đóng kín (không có biến động lớn về sinh sản, tử vong hay di - nhập cư).
Phương pháp ô tiêu chuẩn ngẫu nhiên được sử dụng như thế nào để xác định mật độ thực vật trên một cánh đồng?
Người ta sử dụng các khung hình vuông bằng kim loại hoặc gỗ có diện tích chuẩn xác (1m21m^2 hoặc 0.25m20.25m^2). Quăng ngẫu nhiên khung ô tiêu chuẩn vào các vị trí khác nhau trên cánh đồng (ít nhất 10 - 20 ô rải rác khắp diện tích). Đếm chính xác số cá thể của loài cần nghiên cứu trong từng ô tiêu chuẩn. Sau đó, lấy trung bình cộng số cá thể trong các ô tiêu chuẩn rồi chia cho diện tích của ô để suy ra mật độ trung bình của loài trên một mét vuông cánh đồng.
Tại sao khi lấy mẫu điều tra mật độ sinh vật trong tự nhiên, kích thước mẫu điều tra phải đủ lớn?
Vì trong tự nhiên, sự phân bố cá thể thường mang tính ngẫu nhiên hoặc phân bố theo nhóm không đồng đều. Nếu kích thước mẫu quá nhỏ (chỉ đo 1-2 ô tiêu chuẩn), sai số ngẫu nhiên do vô tình lấy trúng cụm đông đúc hoặc khu đất trống sẽ làm lệch lạc hoàn toàn kết quả thực tế. Kích thước mẫu đủ lớn giúp triệt tiêu các sai số ngẫu nhiên cực đoan, đảm bảo giá trị đo đạc trung bình phản ánh trung thực mật độ thực tế của quần thể.

Đề luyện tập theo bài