生態瓶設計注意事項及相關試題分析

(江蘇省通州市二甲中學226321)

生態瓶，就是“將少量的植物，以這些植物為食的動物和其他非生物物質放人一個密閉的廣口瓶中，形成一個人工模擬的微型生態系統”。中學生所設計的生態瓶通常是模擬池塘生態系統。

通過生態瓶的設計制作以及生態系統穩定性的觀察，有助于學生進一步了解生態系統中各種因素之間的相互作用和影響，從而加深其對自然界的認識和理解。設計生態瓶時，教師必須明確要求和注意事項，方可使學生制作的生態瓶生態系統能維持較長時間。若再通過相關試題分析，這部分內容可得到比較好的理解和鞏固。

1 設計注意事項

①在制作完成的小生態瓶中所形成的生態系統，必須是封閉的。

②小生態瓶中的各種生物之間以及生物與無機環境之間，必須能夠進行物質循環和能量流動。

③小生態瓶必須是透明的，既讓里面的植物見光，又便于學生進行觀察。

④小生態瓶中投放的生物，必須具有很強的生活力。投放的動物數量不宜過多，以免破壞食物鏈。

⑤生態瓶宜小不宜大。如果設計的是微型池塘生態系統，則瓶中的水量應為容器的4／5。

⑥小生態瓶制作完畢后，應該貼上標簽，寫上制作者的姓名與日期，然后將小生態瓶放在有較強散射光的地方。要注意不能將小生態瓶放在陽光能夠直接照射到的地方，否則會導致水溫過高，而使水草死亡，小生態瓶中的生態系統被破壞。另外，在整個實驗過程中，不要隨意移動小生態瓶的位置。

2 相關試題解析

[例1] 為觀察生態系統穩定性，設計4個密閉、透明的生態瓶，各瓶內的組成和條件見表1。經過一段時間的培養和觀測后，發現甲瓶是最穩定的生態系統。

請回答以下問題：

(1)乙瓶中，藻類的種群密度變化趨勢為_________________，原因是______________。

(2)丙瓶比甲瓶有較多的有機物，原因是__________________。

(3)丁瓶與甲瓶相比，氧氣含量________________，原因是__________。

(4)根據觀察結果，得出結論：①__________；②_______________。

解析：據表格分析可知，乙瓶無光照，藻類光合作用無法進行，將死亡，種群密度會下降。

丙瓶與甲瓶相比，少泥沙，分解者很少，無法將瓶中動植物遺體、動物的排泄物等中的有機物分解為無機物。

丁瓶與甲瓶相比多小魚，小魚進行呼吸作用要消耗水中大量的氧氣，因此丁瓶與甲瓶相比，其中氧氣含量低。

總結結論的方法：

①找出該組實驗中的自變量與因變量，歸納出自變量與因變量之間的關系；

②據表格分析甲瓶為對照組，乙瓶、丙瓶、丁瓶都為實驗組，乙瓶與甲瓶相比少光，不久穩定性被破壞，說明光照是維持該生態系統長期穩定的必要條件；

③丙瓶與甲瓶相比少分解者，不久穩定性被破壞，說明分解者是生態系統中不可缺少的重要組成成分；

④丁瓶與甲瓶相比多小魚，消費者過多，也造成穩定性被破壞，說明生態系統中動物不能過多，過多破壞食物鏈，造成生態系統崩潰；

⑤最后整體歸納得出結論。

參考答案：

(1)下降缺乏光照情況下藻類不能進行光合作用，不能生長

(2)缺乏泥沙，分解者數量太少

(3)少消費者較多，消耗較多的氧氣

(4)①生態系統應該具有生產者、消費者和分解者以及非生物的物質和能量(太陽能)②生產者、消費者以及分解者之間應保持適宜比例，以維持生態系統的相對穩定

【例2】 生態系統的成分包括非生物的物質和能量、生產者、消費者和分解者四部分，其中非生物的物質和能量、生產者和分解者在一個生態系統中占有非常重要的地位。為了驗證其重要性和不可缺少性，設計如下實驗進行驗證。實驗過程，如圖1所示。

在等大的錐形瓶中加等量的水(1、2號加清水，3、4號加清水和河泥)、等大的金魚、等量的金魚藻(1號不加)，用橡膠塞塞緊。1～3號放在陽光下，4號放黑暗的紙箱里。記錄如果如表2所示。

(1)1、2、3號錐形瓶相比較，相同的非生物因素有______________，3、4錐形瓶相比較，生態系統的成分中不同的是__________。

(2)3號中的魚比2號中的魚存活時間長的原因是____________。

(3)4號錐形瓶中的魚存活時間最短，說明________________是生態系統根本的能量來源；3號錐形瓶的魚最后也死亡，其主要原因是____________。

解析：生態系統非生物因素通常有陽光、溫度、水等，這三者1、2、3號錐形瓶均滿足且相同，4號錐形瓶與3號相比，惟一不同的是放在黑暗的紙箱里，即缺乏非生物的能量——光照。

3號錐形瓶與2號錐形瓶相比，不同之處是底部鋪了河泥，河泥中既含有植物生長所必需的無機鹽，有利于金魚藻的生長；又含有一定量的微生物，可將金魚的糞便等有機物分解為無機物供植物利用，從而促進物質循環，生態系統的穩定性可維持較長時間，這也正是3號錐形瓶中金魚存活時間較長的主要原因。

4號錐形瓶中的魚存活時間最短，主要原因是缺乏光照，生態系統也就缺乏了根本的能量來源，生態系統穩定性馬上會遭到破壞。

3號錐形瓶與其余3個錐形瓶相比，生態系統穩定性維持較長時間，但也無法長期保持穩定，關鍵在于瓶中生物種類少，營養結構簡單，自動調節能力小，穩定性低，故只能維持一段時間。

注：“本文中所涉及的表格、注解、公式等請以PDF格式閱讀原文。”