生态瓶

生态瓶,就是“将少量的植物,以这些植物为食的动物和其他非生物物质放入一个密闭的光口瓶中,形成的一个人工模拟的微型生态系统”。在科学教学活动中,生态瓶是一种有趣、充满活力且十分有用的工具。因为大多数的孩子都喜欢饲养、观赏生态瓶中的鱼和其他各种水生生物,这种饲养和观赏可以增长知识,促进探究,增进理解,并带来美的享受。《做一个生态瓶》是中国小学五年级科学(新版)的一个实验设计。

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生态瓶生态瓶
生态瓶,就是“将少量的植物,以这些植物为食的动物和其他非生物物质放入一个密闭的光口瓶中,形成的一个人工模拟的微型生态系统”。在科学教学活动中,生态瓶是一种有趣、充满活力且十分有用的工具。因为大多数的孩子都喜欢饲养、观赏生态瓶中的鱼和其他各种水生生物,这种饲养和观赏可以增长知识,促进探究,增进理解,并带来美的享受。《做一个生态瓶》是中国小学五年级科学(新版)的一个实验设计。

生态瓶 - 主题介绍

生态瓶五年级学生做"生态瓶"
“生态瓶”主题来源于美国太空总署火箭推进实验室进阶生命支持计划。衡量《做一个生态瓶》一课在“生态与环境”中的位置和地位,本课的学习重点是“通过本主题的学习,可以让学生在构建和观察‘微型生态系统’的过程中加深对生态系统生物圈的理解,明确非生物、植物、动物之间的依赖关系”。简单地说,怎么做并不难,重要的是要让学生明白为什么这么做。就是换一个角度来看,倘若在制作的过程中由于学生操作的问题,导致了一些小组的水生动物的死亡,其本质原因还是因为学生对生命特质了解不够而引起的。从学生的角度来衡量,本课有吸引学生投入大量热情参与的条件,虽然制作的过程比较简单,但确保实验获得高成功率的隐性因素反而很复杂。因此,帮助学生将“对生命及生态系统的理解”转变为有效操作的行为是本课的难点。

生态瓶 - 科学原理

生态瓶生态瓶 能量金字塔 食物链
美国太空总署火箭推进实验室里进阶生命支持计划的科学家汉生,发现细小的盐水虾、藻及蜗牛可以在一封闭之系统内生存一段很长的时间。

水草光合作用下增长藻类;小虾吃藻类得以维生;消化菌将虾子的排泄物分解成为水草的养分。这三种生物体在这封闭的系统内形成一共生自足的“微型世界”。

生态瓶是一个密封的生态系统,就像地球一样。

生态瓶由透明的玻璃球体组成,内有小虾、藻类、细菌、经过滤的海水、Gorgonia、小石及空气 (Gorgonia 是无生命的树枝状物质)。 

生态瓶中的小石代表地球的土地,有约三分二的水及三分一的空气,能量来源同样是阳光,当然还有生命:虾、藻及细菌。

生态瓶内进行的生态循环代表着简化了的地球生态循环。

光线及水中的二氧化碳让藻类可以进行光合作用,产生氧气,它们会使用水中的无机营养物,藻类因此是系统中之生产者;小虾呼吸用去氧气,放出二氧化碳,并以藻类及细菌为食物,排出废物,故此小虾是消费者;细菌则把小虾之排泄物分解成无机营养物,供藻类使用,所以细菌成为分解者。

Gorgonia 及小石为微生物提供藏身处,免被小虾所吃,也为细菌提供生长地方,让其能作分解者分解生态系统中之废物。

因此,生态瓶内的食物及气体皆可以不断的循环使用。

生态瓶是密封的,因此不能加入任何食物或气体,唯一可进入系统的是光线,整个系统也是靠光线作能量推动的。

生态瓶 - 制作方法

生态瓶生态瓶
步骤一:“准备一只透明的塑料瓶,剪去上面的部分。”

瓶子来源一般有两种:一是取自垃圾场、垃圾桶,二是自己喝了饮料留下的。不管那种情况,第一次使用时,都要先把它清洗一下。但不能用肥皂去污剂来洗涤(孩子往往容易用这些东西来洗)。因为用这些化学物品洗涤后,塑料瓶上会有肥皂等残留物,它们将对水生生物的生存会带来危害。建议用热水洗涤,必要时可加一些小苏打

有条件的还可以在瓶子底部放置一个过滤器。当然:也可以不用过滤器,但如果不用过滤器的话,瓶子中的水会因为细菌的繁殖而很快变浑浊,这样,就不得不频繁地更换瓶子中的水。

步骤二:“在瓶底装入一层水底的淤泥,并灌入大半瓶自然水域的水”

对于城市的孩子来讲,“水底的淤泥”和“大半瓶自然水域的水”都是无法获取的,即使是在农村地区,让孩子课外去找“水底的淤泥”和“自然水域的水”也是一种比较危险的行为。而且根据实验结果,淤泥对生态瓶水质的影响是很大的,很容易使整个生态瓶变得十分脏乱,而脏乱的生态瓶很多水生动植物是无法生存的。

建议取一些粗沙或细石,放在一个大滤网上,然后用自来水冲洗,除去其中的尘土和脏物质,然后铺在瓶子底部替代淤泥,作用是为那些靠吃死烂植物和动物排泄物为生的细菌提供一个寄宿的场所。

无法获取自然水域水的,可以用隔夜水来替代。制作隔夜水,至少要将自来水事先静置24小时,以保证有足够的时间使其中的含氯化学物质分解除去。大多数水生物都对含氯的物质很敏感,接触到这些物质后容易死亡。

在生态瓶里灌好水后,最后用胶带在生态瓶外面标出水面的精确位置。因为当瓶中的水不断蒸发后,水中矿物质的浓度会变得越来越高,为了维持一个平衡的环境,就需要补充水分以维持瓶中的水量。当然,再补充的水也只能是隔夜水。

生态瓶生态瓶
步骤三:“在瓶子里'种'上几棵水草,在水面放一些浮萍”

这里需要注意的是加入生态瓶中的植物一般为藻类,它们没有根,基本都是靠沙子固定。所以应该先将水加到位,然后再放植物,从而避免加水时把植物冲起来。

加满水、种上水草的生态瓶一般要等待一天两天的时间,让水中的一些浑浊物沉淀下来,再开始放进水生动物。

步骤四:“把田螺、小鱼、小虾、小泥鳅等放进去。”

很多学生会发现鱼刚刚放进生态瓶的第一天是很容易死去的,第一天生态瓶的水质很好,鱼为什么这么容易死去呢?

其实是鱼不能适应新的环境造成的,大多数鱼都对水温的突然变化十分敏感,鱼被突然换到不同水温的水中后,自然容易死去。因此,将鱼放进生态瓶也是有讲究的。可以在原来鱼所在的水缸中放进一个塑料袋,将鱼转移到这个塑料袋中,然后连水连鱼一起转移到生态瓶中,约1.5小时后,你就可以放心地把鱼放到它的新家中去了。

很多学生会问老师,一个生态瓶中到底放几条鱼好呢?生态瓶中放养的鱼的数量和生态瓶中水的体积及鱼在水中可获取的氧气量直接相关。如果养的是金鱼,则每4升水放两到三条成年金鱼就可以了。还有一个判别生态瓶中鱼是否太多的方法就是注意是否有鱼浮在水面不断“喘气”,如果有这个现象发生,则表明水中没有足够的溶解氧,要么是水质出问题了,要么就是放入的鱼太多了。

田螺、小鱼、小虾,对于城市的孩子来说,很难获得,可以用水蜗牛来替代。一般一个20升的瓶子中放一两只水蜗牛就可以了。水蜗牛的繁殖速度也很快,不久就会发现瓶壁上或水面上有胶质状的卵,两周内就会观察到卵开始孵化成小蜗牛。水蜗牛主要以绿藻为食,绿藻就是生长在瓶壁上的那层绿色的薄膜状物质。注意,生态瓶受到阳光的照射量和绿藻的生长速度有着直接的关系。在一个平衡的生态瓶中,每天绿藻增加的量应该与水蜗牛能吃掉的差不多。

有了这个生态瓶后,可以每周一次,组织学生根据他们的观察记录进行讨论,让他们对所观察到的变化的原因进行猜测,或预测一下这个水生生态系统可能会发生哪些变化。整个活动的持续时间至少在两周以上。

生态瓶 - 改变观察

生态瓶学生设计制作生态瓶
生态瓶中减少水和添加动物、植物会引起生态群落的变化。减少水量、增加动物的数量会使鱼儿浮出水面呼吸的次数增加。

在类似“生态瓶”的生态系统中,生存竞争是指同种或异种生物个体相互竞争,来维持个体生存和种族繁衍的自然现象。它包括种内竞争(同种个体间的竞争)、种间竞争(异种个体间的竞争)和生物个体与生态环境的斗争。生物的高度繁殖力是生存竞争的重要原因。一切生物都有高速率繁殖的倾向,而地球上的事物和生存空间有限,所以必然导致竞争。由于同种个体对事物和空间的需求最相似,所以种内竞争往往比种间竞争强烈。生存竞争的结果是适者生存,弱者淘汰。适应环境的生物不仅能获得生存机会,而且更加重要的是能更好地繁殖后代。生存竞争学说是以自然选择学说为核心的达尔文进化论的主要组成部分。

自然界的各种生物及其生活空间里的各种事物,构成了相生共存的生态系统。这个生态系统是一个和谐的整体,需要很长时间才能形成,其中任何一个环节受到了破坏,生态瓶中的生态系统都可能会失去平衡。

生态瓶 - 相关词条

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