中学生物实验设计并制作小生态瓶

1、实习 4 设计并制作小生态瓶，观察生态系统的稳定性【实习目的】初步学会设计并制作小生态瓶初步学会观察生态系统的稳定性进一步理解影响生态系统稳定性的各种因素【实习原理】小生态瓶模型都是完全封闭的，也就是说，在物质上，该模型与环境没有 任何交换，在能量上，除去光线的照射之外，该模型也没有从环境中获得其他 形式的能源。但是，只要控制好生态系统的食物链内的物质与能量的流动以及 各营养级之间的数量关系，它就可以在一个很长的时期内保持平衡。这一点， 生态系统的理论为此提供依据。【注意事项】 制造生态系统模型，模拟生态系统的方法，大致有以下步骤： 确定模 拟生态系统的种类 调查该种生态系统的主要生物群落及其

2、无机环境，了解它们的基本情 况。 从各成分中选典型的种群，确定它们的数量关系，务使它们互相连接成 为一条或数条食物链。 设计生态系统模型的方案。 按照方案制作生态系统模型。 在适当的时候，可以对其中的某些生物进行补充。 等到移植到生态系统模型中的生物都成活，对生态系统进行封闭。 封 闭以后，生态系统内的生物数量会发生变化，最后趋于稳定。此时生态系统即 达到平衡状态，该生态系统的模拟可以算作成功。1/ 8 如果生态系统中执行政策的（特别是生产者）迅速死亡，生态系统崩 溃，我们应当检查总结失败原因，进行第二次设计与制作。设计一个人工模拟的微型生态系统（小生态瓶），可以模拟池塘生态系 统，也可以模拟

3、陆地生态系统。但作为湖泊生态系统是一种常见的生态系统， 特别是它容易成功，所以，本次活动确定为模拟湖泊生态系统。制作的小生态瓶必须是透明且密封的。瓶内的各种生物之间及其无机环 境之间，必须能够进行物质循环和能量流动。 由于该生态系统极为简单，自动调节能力极小，其生态平衡极易破坏， 因此要注意温度光照等因素的影响。在春夏秋三季切勿受阳光趋向，以免瓶中 温度过高导致生物死亡。应选择有较强生命力的生物，并计算好生物的不同物种之间量的关系， 以免破坏食物链。 生态瓶不宜小不宜大，若模拟池塘生态系统不能将水装满。制作好的小生态瓶，应贴上标签，写上制作者的姓名、日期、模拟生态 类型，放在散射光下，不要随意

4、移动位置。 本实验可设计多种对照。如水质、植物量、动物量、非生物物质成分、 见光与否等。【要点点拨】设计并制作小生态瓶，观察生态系统的稳定性小生态瓶中虽然成分齐全，生产者、消费者和分解者之间可以进行能量 流动和物质循环。但是由于生态瓶中的生态系统极为简单，自动调节能力极 小，所以抵抗力稳定性极小，生态系统的稳定性极易破坏。因此，生态瓶只能 保持一定时间的活性。外界的非生物因素极易影响生态瓶中的生物。因此要 注意生态瓶中水温不能过高，以免藻类死亡，影响能量流动和物质循环，导致 实验失败。【反馈训练】一选择题1设计制作好的小生态瓶应放在（）2/ 8A.水中B.阳光下C.室内D.有较强光的地方答案：

5、 D2. 观察自我制作的小生态瓶包括（）A.观察植物的生存状况B.观察水质的变化情况C.观察动物的生存状况 D.观察分解者的生存状况答案： D3. 假定在一个能维持平衡的密闭生态瓶中，有一条鱼，一株草和一只田 螺，如果把鱼去掉，下列情况最先发生的是（）A.光合作用加快B.水的酸性增加C.植物会死掉D.水中的氧气浓度增 加答案： D二.非选择题.4.回答下列问题制作的小生态瓶中应有 、四种成分。制作好的小生态瓶口一定要密封是为了 。在实验过程中应将小生态瓶放在 地方，才能使其稳定性增高。制作小生态瓶时，采用无色透明的玻璃瓶的原因是 ；。如果设计制作的小生态瓶是模拟淡水生态系统，小生态瓶中要留出一

6、定 的空间，其原因是3/ 8o答案： 植物以植物为食的动物细菌或真菌非生物物质 保证所观察的生 态系统不受其他因素的影响明亮的（或阳光可照到的），温度在 15C 25C。 减少一些波长光的损失 便于观察 确保生态系统对非生物的物 质一一二氧化碳和氧气的需要，以保证小生态瓶中生态系统的稳定性。5某同学制作小生态缸时。首先在养鱼缸内加入了河泥充满了水，放养了 一些水生植物与小鱼、蜗牛等动物。然后密封，放在有阳光的窗台上。经过一 段时间鱼缸成了一个相对稳定的生态系统。请回答：维持这个生态系统所需要的能量来源于 。缸内的氧气含量由 供给。 养鱼缸中含有能量最多的生物是 。养鱼缸能成为一个相对稳定的生态

7、系统的原因是答案： 太阳光水生植物光合作用 水生植物它具有稳定的能量来源（太阳光），在阳光下，各种生物呼吸产生的二氧化碳被绿色植物用来进行光 合作用，光合作用产生的有机物和氧气可供给动物利用，动物的排出物又可被 水中和泥中的微生物分解，重新被植物利用，因此生物与环境间保持了物质循 环的连续性。 .6制作小生态瓶时，依据的生态学原理是，任何一个生态系统都必须具备 一定的结构和功能，其结构包括两方面，一方面是 ；另一方面是 ，其功能主要是进行 和4/ 8答案：生态系统的成分食物链和食物网能量流动物质循环7图示是一个密封的养鱼缸，它是一个自我平衡的生态系统。请分析养鱼 缸在一定时间内能够保持生态系统

8、稳定性的原因。 该生态系统有稳定的 来源。各类生物数量 。_ 图王月玲 146 页植物的光合作用能为动物生活提供 。 动物生命活动过程中产生的 ，能为植物提供。 微生物能利用和转化 ，为植物生活提供。答案： 能量相对稳定物质和能量 二氧化碳光合作用的碳元素来源动植物的残体和遗体可利用的营养物质。8请利用下列材料用具设计一个小生态瓶并回答有关问题。 材料用具：茨藻，绿藻，锥实螺，河水，沙子，玻璃瓶，凡士林。方法步骤： 回答有关问题： 小生态瓶放置一段时间后，绿藻繁殖，瓶壁可见绿色。仔细观察时可以 发现绿色部分时有减少，而瓶内茨藻叶有增无减。这一现象说明了： 这个小生态瓶是一个完整的生态系统，因为

9、它既有 ，_ 又有 这个小生态瓶又是一个简单的生态系统，这是因为它的、o 瓶中放入茨藻的主要目的是，让它进行 ，提供。 将小生态瓶中的锥实螺去掉，下列情况最先发生的是（）水中的氧的浓度增加B.水中的酸性增加C.光合作用速度加快D.植物死亡 半年以后观察发现，瓶中的植物、水质变黑，水混浊，锥实螺的螺壳发 白。说明此时 。_答案： 方法步骤： 将玻璃瓶洗净，用开水烫一下瓶子和瓶盖； 往玻 璃瓶中放入 1cm 厚的沙子，再注入河水（占瓶子容积的）； 将一根新鲜茨 藻、一点绿藻、一个小型锥实螺放入玻璃并中； 在瓶盖周围涂上凡士林，盖 紧瓶盖，再在瓶口周围涂上一层凡士林； 在制作好的小生态瓶上贴上标签，

10、 然后放在阳面窗台上 茨藻和绿藻间存在种间竞争，绿藻处于劣势 非生物 的物质和能量生产者、消费者和分解者 生物种类少自动调节能力小 光合作 用氧气和有机物 A® 生态系统的稳定性已被破坏9.如图是在茫茫宇宙中作 长期飞行的宇宙飞船生态系统模式图，请根据图示回答下列问题： 图中箭头 表示宇航员与密封舱之间的物质和能量交换。请回答：A 表示 _，它是通过 产生的。B 表示 _，它是通过 产生的。C 表示 _，它是通过 产生的。王月玲第 147页图D向藻类植物提供，它是通过 _产生的。 宇宙飞船是密封船，必须从外界获取 _，同时将 _释放出去。为使宇宙飞船内的生态系统能够保持稳定性，作宇航

11、员外，飞船内还必 须有和两类生物。6/ 8答案：二氧化碳宇航员呼吸作用氧气藻类光合作用水生物（藻类和分解 者）呼吸作用 无机盐和二氧化碳分解者分解宇航员的排泄物 光能热能【补充资料】1本课题是用人工制造的小型生态系统模型，来模拟自然生态系统。这一 点在理论上具有重大意义。为了更一般性地、更深入地了解和探索生态系统的 本质，结构和功能，了解和探索生态系统的运动规律，通常采用对边界条件作 严格控制的实验的方法来进行研究。但是，生态系统在空间上往往是一个非常 庞大的体系，边界条件不容易控制。于是人们想到，制造一个小型的生态系统 模型，用以模拟生态系统的运动。 构造模型这是人们进行科学研究的常用的一种

12、方法。其本质是对研究对 象进行模拟。模型通常都比实物更加简单，更便于理解和掌握。有时，模型便是研究的 结论。根据研究目的的不同，模型通常分为： 构造模型为了解释和说明研究对象的结构而设计或构造的模型。最常见 的莫过于我们课本上的生物结构图了。在其他学科中，这也是常见的。例如， 要了解一个机构的组织结构，所依照的结构框图就是结构模型，它的作用让我 们清楚地了解机构的组织结构。 功能模型为了解释和说明研究对象的功能特点而设计制造的模型。在初 中的生理卫生教学中，人的眼睛有根据进光的多少和强弱，调节瞳孔大小的功 能。为了更好地了解和更深入地理解这一现象，制造出一种模拟眼睛这一功能 的模型。在高中生物

13、学中，为了更好地理解细胞渗透吸水的过程和原理，可以制造一个以分液漏斗、半透膜和高渗溶液构成的渗透系统模型，用以模拟 细胞的渗透吸水现象。 数学模型为更好地理解和反映研究对象的各种变量之间的数量关系和空 间位置关系，有时还要构造数学模型。在生物学上，有名的数学模型有：纯生7/ 8 过程的种群数量模型（又名 “马尔萨斯模型 ”），种群在有限环境中的增长模型 （又名“逻辑斯谛模型 ”）。 实体模型这是与研究对象最接近的一种模型。本质上它是研究对象的小 样本。通常它还必须具有简单、小型、易控制边界条件、易操作等特点。我们 模拟渗透系统的模型，就是一种实体模型。2在实践上，目前已有用人造的各种小型生态系统来作为美化人们的居室 的装饰。例如，热带珊瑚礁生态系统模型，儿童玩具生态球等，已投放市场， 以满足人们回归自然的