资源简介

(共19张PPT)
第一章
生态系统
综合实践项目 设计并制作生态瓶
R·八年级上册
背景资料
“月宫一号”实验表明，建造一个可让人类长期生存的人工封闭生态系统绝非易事，但这样的探索是很有价值的。你想进行这方面的探究吗？从设计制作一个小小的生态瓶做起吧！
这里所说的生态瓶就是将一些个体较小的、不同类型的生物以及无机物，放在一个透明、密闭的瓶子里所形成的微型生态系统。如果瓶中不同类型生物的数量、比例合适，光照、温度等条件适宜，这个微型生态系统的物质循环就会不断进行下去，其中的生物就能正常生长和繁殖，该系统也就可以在较长时间内维持相对稳定。
确定任务
小组讨论确定项目的目标和任务，包括确定所模拟的微型生态系统的类型，预测该生态系统维持平衡的时间，分析它的观赏价值等。
制订方案
提示：
1. 为便于观察瓶中小动物的生活状况，建议模拟水生生态系统。
2. 瓶中生物种类的选择及其数量的确定是关键。要选择当地常见的生物种类，个体要小，生存能力要强，瓶中植物和动物之间要能形成食物链。
3. 微生物不用专门接种，取自池塘、湖泊、河流的水中，以及塘泥中都有微生物。
制订方案
提示：
4. 供选择的材料用具：茨藻、金鱼藻、黑藻等水生植物，水蚤、水螅、椎实螺、环棱螺、泥鳅等水生动物，塘泥或河流泥沙，水，凡士林，有盖子的透明玻璃瓶或塑料瓶，镊子，温度传感(报警)器等。
参考案例
1. 查阅资料，构建模型。
查阅有关生态瓶的资料，选择拟放入瓶中的生物的种类，以图解形式构建模拟生态系统的结构模型。可以先试做一个简单的生态瓶，如果这个生态瓶制作成功了，再制作复杂的生态瓶。
参考案例
2. 根据容器大小、生物个体大小、动物取食量等，讨论确定瓶中各种生物的数量和比例。
3. 确定适宜的场所采集实验材料。
4. 将塘泥、水、植物、动物依次放入瓶中，加盖密封。
5. 将瓶子放在室内能够照到阳光的地方。可以安装温度传感(报警)器，以便监控温度。
去池瑭等室外场所获取实验材料时，一定要注意安全，在确认安全的前提下行动。
实施方案
将本小组制订的方案付诸实施。实施过程中要分工合作，注意观察，做好记录。发现瓶中植物或动物出现异常情况，要及时分析原因，通过查阅资料或咨询有经验的人，及时采取补救措施。如果制作的生态瓶不久就出现了植物或动物较多死亡的现象，要反思设计方案的不足，及时完善，形成并实施优化的方案。
1. 你准备在生态瓶中放入哪些植物？它们的生活需要什么条件？
如：金鱼藻、黑藻等
充足的光照：用于光合作用，制造有机物和氧气。
适宜的温度：15~28℃，低温会影响生长，高温容易腐烂。
水体稳定：水质不过于浑浊，氧气和二氧化碳可循环。
适量无机盐：从塘泥和水中自然获得。
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教材P77
2. 你设计生态瓶时，如何控制光照、温度、水等非生物因素？
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教材P79
光照：将生态瓶放置在阳光充足的窗台或室内散射光处，避免强烈直射。光照时间建议每天4~6小时，可自然调节或使用小型植物灯补光。
温度：安装温度传感报警器，保持温度适宜。夏天避免阳光直射，冬天可移至室内温暖处。
水：封闭后不再添加水，依靠生态瓶内水循环（蒸发、冷凝等）维持稳定。
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教材P79
3. 你打算放入生态瓶中的生物之间是否存在捕食关系或竞争关系？你将如何设计它们的数量和比例？
生物关系：水蚤吃水中的微小藻类和浮游生物。椎实螺、环棱螺主要吃腐殖质和植物残体。水蚤之间会有适度竞争，螺类之间也会有资源竞争，但总体平衡。
数量设计：水蚤约10~15只（繁殖快），椎实螺2只，环棱螺2只，水生植物占瓶底面积的1/4~1/3。
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教材P88
4. 在你设计的生态瓶中，生产者和消费者能构成食物链或食物网吗？
分解者来自何处？
如：金鱼藻→水蚤
塘泥和水体中自然存在的微生物（细菌、真菌等），不需要特别引入，取水和泥时已包含。
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教材P88
5. 将生态瓶密封后，瓶中物质循环能否持续进行？
这是否与瓶中生物的个体大小、数量和比例有关？
能持续进行，前提是：①植物光合作用、动物呼吸、微生物分解三者平衡；②水分通过蒸发、冷凝形成小循环；③二氧化碳和氧气在瓶内可持续转换。
如果动物数量过多，氧气不足，系统会崩溃。
如果植物过多，水体可能富营养化。
因此必须合理控制生物比例、个体大小和初始密度。
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教材P95
6. 森林、河流、草原、农田等生态系统，都有物质的输入和输出，这些物质包括二氧化碳、氧气、水等，这些生态系统可以说是开放的系统；而生物圈除有太阳能的输入外，几乎没有物质的输入和输出，因此从物质上看它是封闭的系统，物质可以被生物循环利用。从系统的开放性来看，你制作的生态瓶是否相当于生物圈？这对你设计生态瓶有什么启示？
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教材P95
6. 从系统的开放性来看，你制作的生态瓶是否相当于生物圈？这对你设计生态瓶有什么启示？
生态瓶是一个物质封闭、能量开放的小系统，与生物圈的物质循环模式相同，但规模更小。
启示：①必须有完整的能量流动链条(生产者→消费者→分解者)。
②必须控制系统内生物数量、种类、比例，确保物质循环持续。
③必须提供持续的能量输入(阳光)来驱动生态瓶运转。
展示交流
一个月以后，在课堂上展示本小组制作的生态瓶，报告一个月以来的观察结果，参考下表对成功和不足之处作出评价，交流制作和观察体会，听取其他小组和老师的评价。
评价维度 评价要点
方案设计 瓶中生态系统的成分是否完整，生物的种类、数量、比例是否合适，光照、温度等条件是否适宜，方案是否经过优化等。
项目实施 是否实施完整的方案，瓶口是否一直保持密封，是否持续观察和监测，观察记录是否完整、准确等。
项目成果 瓶中生态系统是否能较长时间维持稳定，生态瓶的观赏性如何等。
点击观看：密封了12年的生态瓶
课后作业
完成练习册本课时的习题。

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