设计与制作生态瓶人教精实用教案

1、 1993年月，八名科学家住进一个由玻璃和钢架建成 的人造小世界里，从事生态实验。里面除了有一部电传机 和电能供给外,与外界完全隔离。这项实验被称为”生物圈 二号”。它占地12 000m2,容积141 600m3,内有微型的森林(snln)、 沙漠、草地、农田、沼泽、湖泊、海洋和溪流;有3 800种动植物，以及猪、牛、羊、鸡、鸭等畜禽类；还有供人居住的房子和可制造人工风雨的装置。科学家们利用计算机控制射入的阳光，调节各区所需的温度;一边从事科学研究,一边亲自饲养畜禽,耕种收获,过着完全自给自足的生活。科学家们试图使这个生态系统维持在相对稳定的状态，以利于人和其他生物生存。 遗憾的是，一年多以后

2、，“生物圈号”中的O2含量大幅度下降(从21迅速下降到14)，CO2和NO2含量大量增加；粮食严重减产;大气和海水变酸，很多物种死去。而用来吸收CO2的牵牛花却疯长。大部分脊椎动物死亡,所有的传粉昆虫的死亡,造成靠花粉传播繁殖的植物也全部死去。由于降雨失控，人造沙漠变成了丛林和草地实验虽然失败了，但是它用事实告诉人们 “地球仍是人类和其他生物的唯一家园，我们应该珍惜和爱护地球”。 第1页/共15页第一页，共15页。第2页/共15页第二页，共15页。第3页/共15页第三页，共15页。概念(ginin) 生态球（Ecosphere，Biosphere，Ecosystem Ball）是一个封闭的微型

3、世界(shji)；是一个简化的地球生态循环系统。其环境可支持球内动植物的生存，因此也称瓶中生物圈。 虽然物质因封闭而进出受限，但热能开放，仍允许光与热的出入。理论上讲，生态球应能自给自足。不论是碳、氮、氧或其他物质的循环，一旦密封后，动、植物便可无限期地存活在其中。第4页/共15页第四页，共15页。第5页/共15页第五页，共15页。目的意义及要求(yoqi) 1 1 设计一个生态设计一个生态(shngti)(shngti)球球/ /瓶瓶/ /缸，建立缸，建立一个长久稳定的微型生态一个长久稳定的微型生态(shngti)(shngti)系统，系统，观察和记录其中各种生物的生存状况，初步学观察和记录

4、其中各种生物的生存状况，初步学会观察生态会观察生态(shngti)(shngti)系统的稳定性的方法，系统的稳定性的方法，理解影响生态理解影响生态(shngti)(shngti)系统稳定性的各种系统稳定性的各种因素。因素。 2 2 建立及观察生态建立及观察生态(shngti)(shngti)球球/ /瓶瓶/ /缸，理缸，理解物种之间、生物与环境之间密不可分的牵连解物种之间、生物与环境之间密不可分的牵连关系关系破坏一种生物，其他生物就会灭绝破坏一种生物，其他生物就会灭绝这一基本事实。进一步理解这一基本事实。进一步理解地球实际上就是地球实际上就是一个大的生态一个大的生态(shngti)(shngt

5、i)球，破坏其中的一球，破坏其中的一种生物，就会给其他生物及人类自己带来灾难种生物，就会给其他生物及人类自己带来灾难甚至死亡甚至死亡这一基本道理。这一基本道理。 3 3 在建立起这个稳定生态在建立起这个稳定生态(shngti)(shngti)系统的系统的基础上，可进一步开展科学研究。基础上，可进一步开展科学研究。第6页/共15页第六页，共15页。第7页/共15页第七页，共15页。设计(shj)原理 1 1 生态球生态球/ /瓶瓶/ /缸是一个有限的空间，应根据生缸是一个有限的空间，应根据生态系统的原理，将生态系统具有的基本成分进态系统的原理，将生态系统具有的基本成分进行组织，其内应同时包括生产

6、者行组织，其内应同时包括生产者(producer)(producer)、消费者消费者(consumer)(consumer)和分解者和分解者(decomposer)(decomposer)，在这样构建适宜的生物群落与非生物环境之间，在这样构建适宜的生物群落与非生物环境之间，形成了合理的物质循环和能量流动。因此，该形成了合理的物质循环和能量流动。因此，该生态系统能够保持较长时间的相对稳定，并具生态系统能够保持较长时间的相对稳定，并具有一定的自动调节能力。小型有一定的自动调节能力。小型(xioxng)(xioxng)生生态球态球/ /瓶应能维持瓶应能维持1-3Y1-3Y。 2 2 生态球生态球/

7、/瓶必须是密封的，不能添加食物和瓶必须是密封的，不能添加食物和气体，唯一可进入系统的只有光线，整个系统气体，唯一可进入系统的只有光线，整个系统也是靠光线作能量推动的。在这个生态系统中，也是靠光线作能量推动的。在这个生态系统中，除了可见的动物、植物外，水中还有浮游动物、除了可见的动物、植物外，水中还有浮游动物、浮游植物和微生物，而且还溶解有各类矿质元浮游植物和微生物，而且还溶解有各类矿质元素。素。( (生态缸可以是开放的生态缸可以是开放的) )第8页/共15页第八页，共15页。太阳(tiyng)动物(dngw)（消费者）植物(zhw)（生产者）微生物（分解者）光能光合作用产物O2有机物呼吸提供

8、动物生长CO2光合 作用原料水排遗及排泄物、尸体CO2等无机物提供植物 生长热量第9页/共15页第九页，共15页。设计(shj)要求说明 1 1 生态球生态球/ /瓶瓶/ /缸必须是无色透明的，既有利于植物缸必须是无色透明的，既有利于植物采光，又便于学生进行观察。采光，又便于学生进行观察。 2 2 生态球生态球/ /瓶瓶/ /缸中的生物应具有较强的生活力。缸中的生物应具有较强的生活力。 3 3 要特别注意各营养级生物的合适比例，以能够形要特别注意各营养级生物的合适比例，以能够形成食物链为原则。投放的动物数量宜小而少，要考成食物链为原则。投放的动物数量宜小而少，要考虑生产者的能力，以免破坏食物链

9、。虑生产者的能力，以免破坏食物链。 4 4 要设计实验对照组。在水质、植物数量、动物数要设计实验对照组。在水质、植物数量、动物数量、基质类型、见光与否等项目上设计多种对照实量、基质类型、见光与否等项目上设计多种对照实验。最终验。最终(zu zhn(zu zhn) )找出较好的设计方案。找出较好的设计方案。 5 5 人工生态系统的稳定性是有条件的，也可能是短人工生态系统的稳定性是有条件的，也可能是短暂的。暂的。第10页/共15页第十页，共15页。实验(shyn)方法 1 1 实验材料实验材料 1.1 1.1 容器：容积最好大于容器：容积最好大于500ml500ml、直径最好大于、直径最好大于10

10、cm10cm的无色透明塑料瓶（或玻的无色透明塑料瓶（或玻璃瓶）。璃瓶）。 1.2 1.2 植物：水草（茨藻、金鱼草、黑藻、轮藻、浮萍植物：水草（茨藻、金鱼草、黑藻、轮藻、浮萍(f pn(f pn)） 1.3 1.3 动物：鱼类（孔雀鱼、斑马鱼、太阳鱼、红十字鱼等）、虾类（米虾）、动物：鱼类（孔雀鱼、斑马鱼、太阳鱼、红十字鱼等）、虾类（米虾）、贝类（椎实螺、田螺等）。贝类（椎实螺、田螺等）。 1.4 1.4 浮游生物及微生物浮游生物及微生物 1.5 1.5 水源水源: :海水海水/ /淡水淡水( (河水、井水、矿泉水、自来水均可河水、井水、矿泉水、自来水均可) )。水量。水量: :放入容器容积放

11、入容器容积2/3-4/52/3-4/5的水量。的水量。 1.6 1.6 其它：水草砂（铺垫其它：水草砂（铺垫1cm1cm厚）、珊瑚、电光源、温度计、厚）、珊瑚、电光源、温度计、PHPH计、凡士林、标计、凡士林、标签纸等。签纸等。第11页/共15页第十一页，共15页。2 2 日常管理日常管理2.1 2.1 容器：保持外面清洁容器：保持外面清洁2.2 2.2 放置：阳光虽然对水草生长有帮放置：阳光虽然对水草生长有帮助，但也极易造成藻类的蔓延；同时助，但也极易造成藻类的蔓延；同时虾类也怕热。在春夏秋季，每日斜射虾类也怕热。在春夏秋季，每日斜射（散射）（散射）4-6h4-6h为宜，冬季可延长至为宜，冬季可延长至12h12h。在整个实验。在整个实验(shyn)(shyn)过程中，过程中，不要随意变动生态球不要随意变动生态球/ /瓶的摆放位置。瓶的摆放位置。2.3 2.3 温度：温度：14-2814-28范围内均可，能范围内均可，能稳定在稳定在20-2520-25范围内则更好。要避范围内则更好。要避免温度突变。免温度突变。第12页/共15页第十二页，共15页。几个需要(xyo)注意的问题1 1 动物的大小动物的大小(dxio)(dxio)及数量及数量2 2 动物的生长及繁殖动物的生长及繁殖3 3 动物蜕皮动物蜕皮4 4 个别动物的死亡个别动物的死