高中生物 探究土壤微生物的分解作用 必修3
“土壤微生物的分解作用”实验研究
“土壤微生物的分解作用”实验研究
实验目的：研究土壤中微生物对有机物的分解作用。
实验材料：
1. 不同种类的有机物，如果皮、蔬菜残渣、泥炭等。
2. 老鼠食盐酸。
3. 不同种类的土壤样本。
4. 三角瓶、玻璃棒、塞子等实验器材。
实验步骤：
1. 将不同种类的有机物分别取出一定量，如果皮、蔬菜残渣、
泥炭等，放入三角瓶中。
2. 取三个土壤样本，分别命名为A、B、C。
3. 在A土壤样本中加入果皮，B土壤样本中加入蔬菜残渣，C
土壤样本中加入泥炭，每个样本中的有机物量应该相等。
4. 在每个三角瓶中加入适量的老鼠食盐酸，促进微生物的生长。
5. 用玻璃棒轻轻拌匀土壤样本和有机物，然后用塞子封闭三角瓶，防止外界空气和微生物的干扰。
6. 将三个三角瓶放置在室温下，不要直接接触阳光和强风。
7. 每天观察有机物的分解情况，并记录下来。
实验结果：
经过一段时间的观察和记录，可以发现，不同种类的有机物被
微生物的分解速度是不同的，泥炭的分解速度比果皮和蔬菜残渣要
慢一些。
此外，土壤中微生物的多少、气温和湿度等因素也会影响
分解速度。
实验结论：
土壤中的微生物可以通过分解有机物来释放营养物质，并进一
步维护生态系统的平衡。
同时，不同种类的有机物在分解过程中由
于其分子结构的不同，需要各种类型的微生物才能顺利分解。
因此，保护土壤中的微生物生物多样性也是非常重要的。
探究土壤微生物分解作用实验
练习：某兴趣小组以带有落叶的表层土壤为实验 材料,研究土壤微生物的分解作用,进行了如下实验:
实验组合 土壤处理 土壤湿度 控制温度( ℃)
甲
灭菌
湿润
20
乙
不灭菌
湿润
20
丙
不灭菌
湿润
5
丁
不灭菌
较干燥
20
(1)该实验对照组是____乙__组___实验组合。
(2)本实验可得出的结论是:
①_温__度__和__土__壤__湿__度__会__影__响微生物的分解速率;
②_落__叶__是__在__土__壤__微__生__物__的__作用下ห้องสมุดไป่ตู้解的 。
(3)生态系统中微生物的分解作用不能等同于微
生物的细胞呼吸,其理由是:细_胞__呼__吸_是__指__在_细__胞__内_的__氧__化__分解,
_而_微__生__物_的__分__解_作__用__除__了_胞__内__的_氧__化__分__解_,_还__包__括_胞__外__的_分__解__。
对照组和实验组分别是什么？
探究分解者作用的实验的地点应选在哪？ 实验室
探究活动 案例1 探究土壤微生物对落叶的作用.
准备落叶
埋入落叶 一段时间后,检测树叶分解情况
例2 探究土壤微生物分解淀粉的实验
(1)实验用具及药品：烧杯、纱布、玻璃棒、试管、酒精 灯、水、蒸馏水、碘液、斐林试剂、淀粉糊等。
(2)实验原理：土壤微生物通过分泌淀粉酶能将淀粉分解 为还原性糖(麦芽糖) ,通过碘液检测,可以证明淀粉被分 解,通过裴林试剂的检测,可以证明淀粉被分解为还原性糖。
例1 探究土壤微生物分解落叶的实验 (1)材料用具: 土壤、落叶、玻璃容器、标签、塑料 袋、恒温箱、纱布。 (2)实验步骤 ①取两个圆柱形的玻璃容器,一个贴上“甲组”标签,另 一个贴上“乙组”标签。 ②将准备好的土壤分别放入两个玻璃容器中,将 其中乙组放入恒温箱, 60 ℃灭菌1h。 ③取 大小、形态相同 的落叶12片,分成2份,分别用包 好,埋入2个容器中,深度约5cm。 ④将2 个容器放于实验室相同的环境中, 一段时间后, 取纱布包。 ⑤观察比较对照组与实验组落叶的 腐烂 程度。
人教版生物必修3课件：第五章 第3节
A．微生物也能利用农作物通过光合作用储
存的能量
B．多途径利用农作物可提高该系统的能量 利用效率
栏目 导引
第五章
生态系统及其稳定性
C．沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够
循环利用 D．沼气池中的微生物也是该生态系统的分 解者 【正确解答】 选C。生态系统包括生物群
(1)物质：组成生物体的C、H、O、N、P、
元素 S等______________。
元素 生物群落 (2)过程：__________ 无机环境 __________。 元素
全球性 (3)特点：___________。
栏目 导引
第五章Biblioteka 生态系统及其稳定性2．碳循环 CO2 (1)主要形式：___________。
B．A、B分别代表消费者和生产者
C．⑦是温室效应的主要原因 D．疏松土壤可以加快⑤过程
关键点
【思路点拨】 解答本题应突破以下几点： ①正确判断物质循环模式中的各种生态成分. ②明确各成分在碳循环各个环节中的作用。 ③正确分析温室效应形成的原因。
【答案】
D
栏目 导引
第五章
生态系统及其稳定性
互动探究
(1)并非是生态系统必不可少的成分，且能 起到加快物质循环的是图中的哪个字母代 表的成分？ (2)B所代表的成分中都含有叶绿体吗？举
吸作用。(3)图中A中的碳，除碳酸盐外，就
是煤、石油、天然气等化学燃料，通过燃烧 释放热能，产生的CO2又回到大气中。
栏目 导引
第五章
生态系统及其稳定性
(4)生态系统中的能量最终以热能的形式散 失，由于生物体在代谢过程中不能直接利用 热能，因而能量流动是单向流动、逐级递减
土壤微生物的分解作用
“土壤微生物的分解作用”探究活动解读摘要本文通过教学参考的形式，结合探究过程，将人民教育出版社2004年版高中生物新教材中“土壤微生物的分解作用”这一实验预做情况展示出来，以便于有关师生在实际教学、学习中有所帮助。
文中重点叙述了土壤微生物对落叶、淀粉的分解作用等几方面内容。
关键词土壤微生物微生物的分解作用生态系统的物质循环一、活动目标1.分析生态系统中的物质循环。
2.尝试探究土壤微生物的分解作用。
3.认同生物与环境是一个统一的整体。
制定以上教学目标是基于这样的认识：学生通过该实验可以探究土壤中落叶等物质的消失源于土壤微生物的分解作用，更好地理解生态系统的物质循环中从有机物到无机物的过程。
从而巩固生态系统物质循环和生物与环境整体性等相关生态学知识，为今后开展土壤生态学的研究工作打下基础。
二、背景资料“土壤微生物的分解作用”探究实验是土壤生态学中的一个重要实验，该实验的原理是：土壤中的微生物主要有细菌、真菌、放线菌、藻类和原生动物，它们在生态系统成分中主要充当分解者，通过自身产生酶的作用，将落叶、淀粉等较复杂有机物分解成简单有机物或无机物分子，在自然界物质循环中起重要作用。
土壤是微生物的良好生境，土壤中有多种类群的微生物，它们对自然界物质的转化和循环起着极为重要的作用，对农业生产和环境保护有着不可忽视的影响。
根际微生物与植物的关系特别密切，不同的土壤和植物对根际微生物产生显著影响，而不同的根际微生物由于其生理活性和代谢产物的不同，也将对土壤肥力和植物营养产生积极或消极的作用。
土壤微生物不仅对土壤的肥力和土壤营养元素的转化起着重要作用，而且对于进入土壤中的农药及其他有机污染物的自净、有毒金属及其化合物在土壤环境中的迁移转化等都起着极为重要的作用。
这其中对土壤微生物的分解作用的研究是最基础、最深入的，这次通过本探究实验，可以为今后研究土壤理化性质及土壤微生物的其它作用，更多涉足土壤生态学打下坚实基础。
三、操作指南材料用具：1.土壤微生物对落叶的分解作用：土壤、落叶、玻璃容器、标签、塑料袋、恒温箱、纱布2.土壤微生物对淀粉的分解作用：土壤、纱布、烧杯、玻璃棒、淀粉糊、蒸馏水、碘液、斐林试剂、酒精灯操作要点：1.设计实验方案时要注意：自然界存在着许多不可控制的因素，它们可能影响实验者的判断。
探究土壤微生物的分解作用精选文档
实验六：土壤微生物的分解作用
目的要求
1.设计和进行对照实验，尝试探究土壤微生物的分解作用，进一步培养学生的探究能力和创造力。
2.分析土壤微生物分解淀粉的情况。
3.学会检测淀粉和还原糖的方法，并根据现象作出合理判断和解释。
方案设计
一、提出问题
1.土壤中生活着肉眼看不见的?细菌，
1.试简述此实验中需要过滤土壤，而不直接加土壤颗粒的理由。
解析：过滤土壤是为了排除过多的土壤杂质，以得到富含微生物的土壤浸出液，如果直接加土壤颗粒会加大对照组实验的难度，使实验的结果难以分析。
2.实验中需要加入碘液和斐林试剂，操作时应该注意什么？
解析：要用两支滴管分别来吸取碘液和斐林试剂，不要混用；每滴一滴试剂都要震荡试管，斐林试剂加入后需要用酒精灯加热，要注意试管与酒精灯火焰的距离，要让试管受热均匀。
二、方法步骤及结果记录
1．将取自农田、林地或花盆等处的土壤放人里面垫有厚纱布的烧杯中，加水搅拌，然后将纱布连同土壤一起取出。将留在烧杯中的?土壤浸出液?静置一段时间备用。
2．另取两只烧杯，编号为a、b，放人等量?淀粉糊。在a烧杯中加入30ml土壤浸出液，b烧杯中加入30ml蒸馏水。
3．在室温(20℃左右)下放置7天后，分别取a、b烧杯中的溶液20ml，各放人两支试管中，分别编号为a1、a2，b1、b2。
二、自然界存在着许多不可控制的因素，它们可能影响你的判断。因此，有关分解者作用的探究，最好在实验室进行，这样可以更好地控制实验变量。
斐林试剂配制方法
将.5HO溶于200mL水中，用浓硫酸酸化，再用水稀释到500mL待用；取173g酒石酸钾钠，71g NaOH固体溶于400mL水中，再稀释到500mL，使用时取等体积两溶液混合。
人教版高中生物必修3实验题专练-探究土壤微生物的分解作用
2020届高中生物人教版必修3实验专练：（11）探究土壤微生物的分解作用1、某生物兴趣小组以带有落叶的表层土壤(深5cm左右)为实验材料,研究土壤微生物在适宜温度下的分解作用,对土壤处理情况如表所示。
下列有关叙述不正确的是( )A.该实验能探究不同土壤湿度条件下,土壤微生物对落叶的分解作用B.该实验的自变量为土壤是否灭菌,因变量是土壤的湿度C.为了控制实验中的无关变量,作为实验材料的落叶也应进行灭菌处理D.预期结论是1、3组的落叶不被分解,2、4组中的落叶被不同程度分解2、为修复长期使用农药导致有机物污染的农田,向土壤中投放由多种微生物组成的复合菌剂。
下列相关叙述错误的是( )A.加入菌剂可增加土壤中的物种多样性,提高土壤生态系统的稳定性B.该菌剂减少了残留农药进入农作物,一定程度上阻碍了土壤中的物质循环C.土壤有毒物质的减少有利于增加农田动物的种类,降低害虫的优势度D.农药降解菌具有分解农药的特殊代谢途径,体现了基因多样性的应用价值3、某同学完成了“土壤微生物的分解作用”的对照实验,对照组( )A.土壤不做处理,自然状态B.土壤进行处理C.排除土壤微生物的作用D.尽可能避免土壤理化性质的改变4、关于土壤取样的叙述错误的是( )A.土壤取样,应选取肥沃、湿润的土壤B.先铲去表层土3cm左右,再取样C.取样用的小铁铲和信封在使用前不用灭菌D.应在火焰旁称取土壤5、将某地当年收获的小麦秸秆剪成小段,于7月20日开始分别进行露天堆放、水泡和土埋3种方式的处理,3次重复,每隔15天检测一次秸秆腐解残留量,结果如图。
下列分析合理的是( )①秸秆还田后翻耕土埋应是利用秸秆的合理方法②如果将处理开始时间提早30天,则3条曲线的位置将呈现上移趋势③土壤中的空气和水分条件有利于多种微生物对秸秆的分解④从堆放、水泡2条曲线可以推测好氧性微生物分解能力高于厌氧性微生物A.①②B.③④C.①③D.②④6、使用催腐剂(含腐生细菌、真菌)有助于解决由焚烧秸秆、稻草等带来的环境污染、士地肥力下降等问题。
5.3探究实验：土壤中微生物的分解作用 课件 人教版高中生物必修三
土壤微生物的分解作用
1.实验原理 (1)土壤中存在种类、数目繁多的细菌、 真菌等微生物，它们在生态系统中的 成分为 分解者 。 (2)分解者的作用是将环境中的有机物 分解为无机物，其分解速度与环境中 的 温度 、 水分 等生态因子相关。
实验假设 土壤微生物能分解落叶使之腐烂
实验组 对土壤高温处理 对照组 对土壤不做任何处理 自变量 土壤中是否含有微生物 实验现象 在相同时间内实验组落叶腐烂程度
小于对照组 结论分析 微生物对落叶有分解作用
实验假设 实验组 对照组 自变量
实验现象
结论分析
微生物能分解淀粉生成还原糖
A杯中加入30ml土壤浸出液+淀粉糊 B杯中加入30ml蒸馏水+淀粉糊 是否加土壤浸出液 A1 不变蓝 A2 产生砖红色沉淀 B1 变蓝 B2 不产生砖红色沉淀 土壤浸出液中微生物能分解淀粉 生成还原糖
氮 N2、NO2-、NO3-、 固氮作用、硝化作用、反硝化作用
有机物
、分解者分解作用、燃烧
既然氮元素在生物群落和无机环境之间也 是不断循环的，为什么还要往农田中不断 地施加氮肥？
农田土壤中的氮往往不足以使作物高产。农 田中不断有粮食产出，基本元素不断地被输 出，其中的氮元素并不能都归还土壤，所以 要不断地施加氮肥。这与物质循环并不矛盾。
燃
烧
降 水
吸收
燃 烧
生产者 摄入 消费者
吸
动植物遗体碎
收
屑、排出物
土壤或水体中的SO42-
分解者 火山爆发 石油等化石燃料
3.氮循环
物质循环
循环形式
循环过程
水 水蒸气、液态水
蒸腾作用、吸收作用、降水
碳 CO2、有机物
光合作用、呼吸作用、 分解者分解作用、燃烧
2021-2022版老教材生物人教版必修3学案：5.3生态系统的物质循环含答案
第3节生态系统的物质循环课时素养目标1.以碳循环为例，构建生态系统中物质循环模型图。
(生命观念、科学思维)2.运用演绎与推理思维，分析物质循环的特点以及物质循环与能量流动的关系。
(科学思维)3.基于物质循环规律的学习，运用物质循环原理，科学指导实践，有效利用生态系统资源。
(科学思维、社会责任)必备知识·自主学习一、物质循环概念1.概念：组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素，都不断进行着从无机环境到生物群落，又从生物群落到无机环境的循环过程。
2.内容：二、碳循环1.碳的存在形式与循环形式：(1)在生物群落和无机环境之间：主要以CO2的形式循环。
(2)在生物群落内部：以含碳有机物形式传递。
(3)在无机环境中：主要以CO2和碳酸盐形式存在。
2.碳循环的过程图解：图中①②③④表示的过程分别是：①光合作用，②呼吸作用，③呼吸作用，④分解作用。
3.温室效应：结合你对温室效应的理解，判断下列关于温室效应说法正确的是②④⑤⑥。
①太阳能源源不断地辐射到地球上，由此产生了“温室效应”②温室效应主要与化石燃料燃烧和植被破坏有关③温室效应的加剧是大气层中臭氧层受到破坏引起的④发展太阳能、水能以代替煤、石油等燃料，可以防止温室效应的加剧⑤适度的温室效应能保证地球上的气温恒定，适于动植物生存⑥植树造林，可以减缓温室效应生态系统中物质是可以循环利用的，为什么农民还需要向农田中施加肥料？提示：农田由于农产品被移出，矿质元素不再返回农田，营养物质变少。
要实现作物的持续生产，必须要向农田中施加肥料，否则土壤肥力会耗尽，作物产量也会降低。
三、探究“土壤微生物的分解作用”1.材料用具：新鲜土壤、蒸馏水、淀粉糊、碘液、斐林试剂。
2.实验流程及结论：四、物质循环和能量流动的关系判一判：请结合物质循环和能量流动的特点和关系，判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)食物链和食物网是能量流动和物质循环的渠道。
(√)(2)生态系统中先进行物质循环，后发生能量流动。
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探究土壤微生物的分解作用
高考频度：★★★☆☆难易程度：★★★☆☆
典例在线
兴趣小组设计实验来探究土壤微生物对落叶的分解作用，下列操作及分析正确的是
A．可采用加热烘干的方法除去实验组中的土壤微生物
B．将实验组和对照组的土壤放在隔绝空气的条件下进行
C．对照组中落叶的分解速度明显高于实验组的分解速度
D．实验组和对照组可以分别选择不同种类的落叶进行实验
【参考答案】C
数量都属于无关变量，应保持相同，D项错误。
【名师点睛】1．去除实验组微生物的方法要以尽可能避免改变土壤理化性质为宜，加热烘干会改变土壤的理化性质。
2．对照实验的设置一定要遵循单一变量原则。
该实验的自变量是土壤中微生物的有无，其余的为无关变量，例如放入土壤中的落叶的种类和数量等都应保持相同。
3．自然界土壤微生物的分解作用都是在自然条件下而不是在隔绝空气条件下进行的，故本实验也不能在隔绝空气条件下进行。
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1．为探究落叶是否在土壤微生物的作用下腐烂，下列各项构成了一个实验设计，其中不符合实验目的步骤是
A．可选择带有落叶的土壤为实验材料，筛出落叶和土壤
B．将落叶平均分成两份，把土壤也平均分成两份
C．将灭菌的土壤设为实验组，不做处理的土壤设为对照组
D．将落叶分别埋入两组土壤中，观察腐烂情况
2．下图表示a、b、c三地区森林土壤有机物分解状况，则分解者的作用强弱依次是
A．a>b>c
B．c>b>a
C．c=b>a
D．a>c=b
3．关于土壤微生物的叙述，错误的是
A．土壤微生物参与生态系统的物质循环
B．土壤微生物可作为生态系统的分解者
C．秸秆经土壤微生物分解后可被农作物再利用
D．土壤中的硝化细菌是异养生物，不属于生产者
答案
1．【答案】C
考点：本题的知识点是实验设计的对照性原则，土壤中分解落叶的微生物的获取，实验观察的指标，主要考查学生利用微生物培养的知识解决生活中问题的能力和设计实验进行问题探究的能力。
2．【答案】A
【解析】从图中分析，落叶供给量大，土壤有机物的含量少，说明残枝落叶中的有机物被分解者分解的速度快；反之，落叶供给量小，土壤中有机物含量高，说明残枝落叶中的有机物被分解者分解的速度慢。
而b介于二者之间。
图中所示 a、b、c三地区森林土壤中有机质的含量a＜b＜c，所以分解者的作用强弱依次是：a＞b＞c。
3．【答案】D。