湖北2015年高考生物一轮复习：实验《探究水族箱中群落的演替》
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思维激活
该生态缸是否含分解者?能否构成一个完整的生态系统?倘若将该瓶置于黑暗处会怎样?
提示 该生态缸所加入的沙土中应含有分解者，具备了生态系统的四类成分——非生物的物质和能量、生产者、消费者及分解者，故可构成一个完整的生态系统;倘若将生态缸置于暗处，则会因丧失能量持续供应而使生态系统崩溃，其内生物将很快死亡。
[典例透析]
【典例】
(·天津模拟改编)生态系统的成分包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者四部分，其中非生物的物质和能量、生产者和分解者对一个生态系统稳定性的维持具有非常重要的意义，为了验证其重要性和不可缺少性，设计如下实验进行验证。实验过程如图所示。
在同样形状同样体积的锥形瓶中加等量的水(1、2号加清水，3、4号加少许河泥)、同样的金鱼、等量的金鱼藻(2～4号)，用橡胶塞塞紧。1～3号放在阳光下，4号放入黑暗的纸箱中。(均放于室温20 ℃条件下)
(1)1号瓶中的金鱼与4号瓶中的金鱼相比________生活时间长。因为________________________________________________________________________。
(2)上述1～4号瓶中________瓶中金鱼生存时间最长。因为________________________________________________________________________。
(3)1、2、3号锥形瓶比较，相同的非生物因素有________，3、4号锥形瓶相比较，生态系统的成分中不同的是________________________________________________________________________。
(4)4号锥形瓶中的鱼存活时间最短，说明________是生态系统根本的能量来源;3号锥形瓶的鱼最后也死亡，其主要原因是________________________________________________________________________。
(5)2号与3号对照，能否说明分解者是生态系统的必备成分?若不能，如何设置实验才能证明?________________________________________________________________________。
(6)本实验所得结论是________________________________________________________________________。
解析 非生物的物质和能量是生态系统存在的基础，生产者是生态系统中唯一把非生物的物质和能量转变成生物群落的成分，是生态系统的主要成分;分解者是生态系统必不可少的成分，没有它，动植物的尸体就会堆积如山，生态系统就会崩溃。
答案 (1)1号瓶 4号瓶中有金鱼藻，但置于黑暗处，金鱼藻不能进行光合作用，且金鱼藻的细胞呼吸消耗水中溶解的O2，故生存时间更短。 (2)3号 3号瓶置于日光下，有稳定的能量来源，金鱼藻和金鱼的细胞呼吸共同消耗水中的溶解氧，产生CO2，金鱼藻的光合作用向水中提供溶解氧，清水、河泥又为植物提供水和无机盐，河泥中的分解者将金鱼粪便分解为无机物供金鱼藻利用，这种状况能维持较长一段时间，故金鱼生存的时间较长 (3)水温和光照 有无光照 (4)光能 瓶内生物种类少，结构简单，无法长期保持稳定 (5)不能。应再设置一组5号瓶与3号瓶对照，除加入已经烘烤过的杀死其中微生物的河泥外，其他成分和条件与3号相同，观察并记录结果 (6)非生物的物质和能量(水、空气、矿物质和阳光等)、生产者(金鱼藻)、消费者(金鱼)和分解者(腐生微生物)四者共同构成一个生态系统，缺一不可
技能提升
(1)实验设计注意事项
①由于生态缸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被破坏。因此，生态缸只能保持一定时间的活性。
②一些非生物因素极易影响生态缸中的生物。因此要注意生态缸中水温不能过高，以免藻类死亡，影响能量流动和物质循环，导致实验失败。
③观察指标：观察稳定性可以通过观察植物、动物的生活情况、水质变化、基质变化等判断。 (2)实验设计的基本步骤“四步曲”。
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