100 bài tập Tổng nhiệt hữu hiệu của một chu kì phát triển (có đáp án 2024) và cách giải

100 bài tập Tổng nhiệt hữu hiệu của một chu kì phát triển và cách giải

I. Lý thuyết

1. Khái niệm

- Tổng nhiệt hữu hiệu là hằng số nhiệt cần cho 1 chu kì (hay một giai đoạn) phát triển của một động vật biến nhiệt

- Ngưỡng nhiệt phát triển: Giá trị nhiệt độ mà ở đó cơ thể sinh vật bắt đầu có sự phát triển là “ngưỡng nhiệt phát triển” hay “nhiệt độ thềm”. Mỗi loài động vật, thực vật có một ngưỡng phát triển nhất định. Ví dụ, ngưỡng nhiệt độ bắt đầu phát triển của sâu khoang cổ (Prodenia litura) phá hại rau cải, su hào, lạc … là 10⁰ C ; của cóc (Bufolentiginosus) là 6⁰C .

2. Công thức tính tổng nhiệt hữu hiệu

S = (T-C)xD

Trong đó:

S: tổng nhiệt hữu hiệu (độ .ngày) T: nhiệt độ môi trường ( ⁰ C )

C: ngưỡng nhiệt phát triển (không đổi trong cùng một loài hay cùng một giai đoạn) ( ⁰ C )

D: thời gian phát triển (ngày)

Vì tổng nhiệt là một hằng số không đổi tương ứng với mỗi chu kì (giai đoạn ) phát triển của cơ thể nên ta có:

S₁ = S₂ = S₃...$\iff$(T₁ - C) x D₁ = (T₂ - C) x D₂ = (T₃ - C) x D₃...

3. Tính số thế hệ trung bình trong một năm

Số thế hệ trung bình (n) = $\frac{Thời gian \left(ngày\right)}{D}$

Trong đó D: thời gian phát triển của một thế hệ, đơn vị là ngày.

4. Tính tổng nhiệt thời kì thành thục

Tổng nhiệt thời kì thành thục = Tổng nhiệt thời kì sinh trưởng x Tuổi thành thục

Tổng nhiệt thời kì sinh trưởng = T x D

Trong đó: T là nhiệt độ môi trường ( ⁰ C ) ; D là thời gian sinh trưởng (ngày )

II. Bài tập vận dụng

Bài 1: Một loài ruồi ở đồng bằng sông Hồng có tổng nhiệt hữu hiệu của một chu kì sống là 170⁰C, thời gian sống trung bình là 10 ngày đêm.

a. Hãy tính ngưỡng nhiệt của loài ruồi đó, biết rằng nhiệt độ trung bình ngày trong năm ở vùng này là 25⁰C.

b. Thời gian sống trung bình của loài ruồi đó ở đồng bằng sông Cửu Long là bao nhiêu? Biết nhiệt độ trung bình ngày trong năm của đồng bằng sông Cửu Long là 27⁰C.

Hướng dẫn trả lời

a. Ở động vật biến nhiệt, tổng nhiệt hữu hiệu cho một chu kì phát triển được tính theo công thức: Q = (T - C).D

Trong đó: Q là tổng nhiệt hữu hiệu, T là nhiệt độ môi trường, C là ngưỡng nhiệt phát triển, D là số ngày của một chu kì phát triển (một vòng đời).

- Áp dụng công thức trên ta có: 170 = (25 - C).10

Vậy ngưỡng nhiệt phát triển của loài ruồi là 8⁰C.

b. Thời gian sống ở đồng bằng sông Cửu Long: 170 = (27 - 8).D ngày = 9 ngày.

Bài 2: Khi nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ lên các giai đoạn phát triển khác nhau của sâu đục thân lúa (bướm 2 chấm), thu được bảng số liệu sau:

Giai đoạn sâu non thường có 5 tuổi với thời gian phát triển như nhau. Bướm trưởng thành lập tức đẻ trứng vào ngày thứ 2 hoặc thứ 3 (sau khi giao phối). Ngày 20/3/2007 qua điều tra phát hiện sâu đục thân lúa ở cuối tuổi 2. Nhiệt độ trung bình là 24,6⁰C.

a. Xác định ngưỡng nhiệt phát triển ở mỗi giai đoạn.

b. Xác định vào khoảng ngày, tháng nào sâu non 1 tuổi xuất hiện ở vùng nói trên?

c. Xác định vào khoảng ngày, tháng nào xuất hiện bướm ở vùng nói trên?

Lời giải

a. Theo công thức tính: S = (T - C) x D nên C = T - S / D.

Thay số vào ta được:

Từ đó suy ra:

b. Biết thời gian phát triển của sâu non là 37,8 ngày. Sâu có 5 ngày tuổi nên thời gian phát triển 1 tuổi là 37,8 : 5 = 7,56 ngày.

Theo bài ra, ngày 20/3/2007 phát hiện sâu non ở cuối tuổi thứ 2. Vậy thời gian xuất hiện sâu non 1 tuổi là trước đó 2 x 7,56 = 15,12 (ngày), tức là vào khoảng ngày 5/3/2007.

c. Biết sâu có 5 ngày tuổi mà thời gian phát hiện sâu non ở cuối tuổi thứ hai.

Để phát triển hết giai đoạn, sâu non còn 3 ngày tuồi, tương ứng với thời gian là: 3 x 7,56 = 22,68 (ngày).

Thời gian phát triển nhộng là 9,4 ngày.

Vì vậy để bắt đầu giai đoạn bướm cần: 22,68 + 9,4 = 32,08 (ngày).

Phát hiện sâu non ở cuối tuổi 2 vào ngày 20/3/2007 nên bướm xuất hiện vào khoảng ngày 21 – 22/4/2007.

Bài 3: Cá mè nuôi ở miền Bắc có tổng nhiệt thời kỳ sinh trưởng là 8,250 (độ/ngày) và thời kỳ thành thục là 24,754 (độ/ngày).

a. Nhiệt độ trung bình nước ao hồ miền Bắc là 25⁰C. Hãy tính thời gian sinh trưởng và tuổi thành thục của cá mè nuôi ở miền Bắc.

b. Cá mè nuôi ở miền Nam có thời gian sinh trưởng là 12 tháng, thành thục vào 2 tuổi, Hãy tính tổng nhiệt hữu hiệu của thời kỳ sinh trưởng và thời kỳ thành thục (biết nhiệt độ là 27,2⁰C).

Lời giải

a. Theo công thức: S = S1 x a (1)

S1 = T x D (2)

Từ công thức (1) suy ra a = S : S1 = 24750 : 8250 = 3 (năm).

Từ công thức (2) suy ra D = S1 : T = 8250 : 25 = 330 (ngày) = 11 (tháng).

Vậy cá mè nuôi ở miền Bắc có thời gian sinh trưởng là 11 tháng và tuổi thành thục là 3 tuổi.

b. Thay các giá trị vào công thức (2) ta có: S1 = 27,2 x 12 x 30 = 9792 (độ/ngày).

Thay các giá trị vào công thức (1) ta có: S = 9792 x 2 = 19584 (độ/ngày).

Bài 4: Ở cao nguyên nhiệt độ trung bình ngày là 20⁰C, một loài sâu hại quả cần 90 ngày để hoàn thành cả chu kì sống của mình, nhưng ở vùng đồng bằng nhiệt độ trung bình ngày cao hơn ở vùng trên 3⁰C thì thời gian cần để hoàn thành chu trình sống của sâu là 72 ngày.

a. Hãy tính nhiệt độ ngưỡng phát triển của sâu.

b. Nếu nhiệt độ môi trường giảm xuống 18⁰C thì sâu cần bao nhiêu ngày để hoàn thành chu kì sống của mình?

Lời giải

a. 90.(20 - k) = 72.(23 - k)

Ta có nhiệt độ ngưỡng phát triển k = 8^oC

Tổng nhiệt cần cho sự phát triển của sâu: T = 90.(20 - 8) = 1080

b. Số ngày cần cho sự phát triển của sâu ở điều kiện nhiệt độ trung bình 18^oC là: (ngày)

Bài 5: Trong những tháng xuân hè, một loài sâu hại quả hoàn thành được mấy thế hệ? Giả sử ngưỡng nhiệt phát triển của nó là 10⁰C, còn tổng nhiệt cần cho một chu kì phát triển là 637,5⁰C/ngày và nhiệt độ trung bình ngày trong các tháng được ghi ở bảng dưới đây

Lời giải

- Tổng nhiệt trong tháng xuân hè là:

30[(17 - 10) + (20 -10) + (23,5 -10) + (27 -10) + (28,7 -10) + (28,8 - 10)] = 2550^oC

- Số thế hệ sâu xuất hiện trong 6 tháng là:

2550 : 637,5 = 4 (thế hệ)

Bài 6: Tổng nhiệt hữu hiệu cho các giai đoạn sống của sâu khoang như sau: Trứng 56⁰/ngày; sâu 311⁰/ngày; nhộng 188⁰/ngày; bướm 28,3⁰/gày. Biết nhiệt độ trung bình ở nơi sâu khoang sống là 23,6⁰C. Ngưỡng nhiệt phát triển của sâu khoang là 10⁰C.

a. Xác định thời gian phát triển ở từng giai đoạn.

b. Xác định số thế hệ trung bình của sâu khoang trong một năm.

Lời giải

a. Áp dụng công thức:

- Giai đoạn trứng:

- Giai đoạn sâu:

- Giai đoạn nhộng:

- Giai đoạn bướm:

b. Số thế hệ sâu khoang cổ trong một năm:

- Tổng nhiệt hữu hiệu của một thế hệ: 56 + 311 + 188 + 23,6 = 578 (độ/ngày)

- Tổng nhiệt hữu hiệu trung bình trong một năm đối với sự phát triển của các thế hệ sâu khoang cổ là:

(23,6 - 10) x 365 ngày = 4964 (độ/ngày).

- Số thế hệ/năm của sâu khoang cổ là: