系列实验35_探究土壤微生物的分解作用
“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。
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。
“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一、实验背景土壤是由无机和有机物质组成的，其中有机物质主要是由植物和动物遗骸的死亡和腐烂所形成。
然而，这些有机物质不会一直存在于土壤中，因为有许多微生物，如细菌和真菌等，能够通过分解有机物质来获取能量和营养素。
这个过程称为土壤微生物的分解作用。
通过研究土壤微生物的分解作用，可以更好地了解土壤中的有机物质循环、生态系统的稳定性和生态环境的保护等问题。
因此，本实验旨在探究土壤中微生物分解有机物质的过程。
二、实验材料和方法2.1 实验材料•双歧杆菌菌粉•番茄叶片•磨砂纸•滴定管•烧杯•氢氧化钠（NaOH）•盐酸（HCl）•色谱管2.2 实验方法1.采集土壤样本，并将土壤放入培养皿内。
2.在土壤中添加5g的双歧杆菌菌粉，并与土壤充分混合。
3.取番茄叶片，用磨砂纸磨碎成小颗粒。
4.将磨碎的番茄叶片加入培养皿内，并充分混合。
5.在烧杯中添加10ml的NaOH溶液，并将滴定管插入NaOH溶液中。
6.在培养皿中加入适量的水，使土壤湿润。
7.将培养皿密封好，并放置在恒温培养箱中，温度设置为25℃，保存30天。
8.每天观察培养皿内的情况，记录并拍照。
9.将培养皿中的样品取出，挥发水分，然后进行质量分析。
10.对样品进行分析时，可以使用气相色谱（GC）和质谱（MS）等设备进行分析，以确定分解产物的类型和含量。
三、实验结果经过30天的培养，观察发现土壤中的番茄叶片明显减少，形态也发生了变化。
在实验的早期阶段，番茄叶片被微生物附着和固定在土壤表面，但在后期，叶片被完全分解并转变为土壤中的有机物质。
根据样品检测结果，可以发现产生了大量的有机酸（如苹果酸和柠檬酸）和糖类物质。
这些物质不仅可以为微生物提供能量和营养，还可以为土壤提供养分和改善土壤质量。
四、实验结论通过本实验的研究，可以得出以下结论：1.土壤中微生物参与了有机物质的分解过程，将有机物质分解成简单的有机酸和糖类物质。
2.分解产物可以为微生物和土壤提供能量和养分，有助于保持生态系统的稳定性和提高土壤的质量。
【课件】探究土壤微生物的分解作用
取样，分别滴加 碘液和斐林试剂 检测，观察记录
问题2：土壤微生物能分解淀粉吗？
可能观察到的实验现象
加碘液：
加斐林试剂：
高中生物学
图片资料选自人民教育音像出版社光盘
高中生物学
1.淀粉酶的 土壤中存在 地点；
2.淀粉酶在 高温下变性 失活后，还 能复性吗？
高中生物学
参考案例2 土壤微生物能分解淀粉吗？ 1.制备土壤浸出液 2.制备淀粉糊
对照组
分出一 半灭菌
实验组 土壤浸出液
质量分数4%的淀 粉糊（需灭菌）
3.混合、培养
4.显色反应
将土壤浸出液 与淀粉糊混合， 室温培养7d
4.观察结果
12d后取出，冲 洗，干燥后称重
说明： 1. 不宜采用剧烈条件杀死土壤微生物，以免改变土壤的理化性质。 2. 实验可以设置3组重复，以增加可信度。
问题1：落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？
进行实验观察和结果记录
培养时间
对照组落叶 平均干重
实验组落叶 平均干重
（实验组-对照 组）平均干重
落叶+土壤 落叶+灭菌土壤
落叶腐烂（快慢和程度）
避免土壤理化性质的改变
增加重复次数（每组落叶等量若干，组内设置多组等）
高中生物学
参考案例1 落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？
1.土壤的处理
2.落叶的处理
3.埋入落叶
对照组 目录
不实做验处组理CONTEN洗重T净，S、放干入燥叶后袋称
60℃ 1h
挖坑，10～20cm 深处埋入叶袋
有没有差别，春耕时从土壤中翻出的花生果实是什么模样，还能不能吃，等等。提
出自己感兴趣的问题，在小组内讨论，确定本小组要探究的问题。
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 Word版含答案
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。
34.土壤微生物的分解作用
实验目的：与教材实验 相同，微生物能分解落 叶使之腐烂。 对照实验设计：A和B 形成对照，B处理的目 的是杀死微生物，排除 土壤作用。 变量分析：自变量是 土壤微生物的有无， 因变量是落叶腐烂程 度，无关变量如土壤 温度、湿度、PH等。 结果预测：土壤微生物 能分解落叶使之腐烂， B组腐烂程度小于A组。
微生物能分解淀粉
A杯中加入30 mL土壤浸出液 B杯中加入30 mL蒸馏水 是否含有微生物
A1 A2 B1
不变蓝 产生砖红色沉淀 变蓝
实验现象
在相同时间内实验组落叶腐烂 程度小于对照组 B
B2
不变色
结论分析
微生物对落叶有分解作用
土壤浸出液中的微生物能分解淀粉
[高考实验对接]
【模板应用分析】
（ⅰ）
一、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 速率与环境中的温度、水分等生态因子有关。
二、实验流程
案例1 案例2
实验假设
实 验 设 计 实验组 对照组 自变量
微生物能分解落叶使之腐烂
对土壤高温处理 对土壤不做任何处理 土壤中是否含微生物 A
（ⅱ）
杀死土壤微生物，同时避免土壤理化性质的改变土壤微 Nhomakorabea物的有无
落叶的腐烂程度
（ⅲ）
土壤温度、湿度、PH、落叶的种类和大小等
腐烂程度小于对照组
（ⅳ）
[多维思考]
（1）热带雨林和冻土苔原的土壤微生物丰富程度谁高？
提示：热带雨林。 （2）若测定土壤微生物对淀粉的分解，用到的试剂主 要有哪些？ 提示：碘液，斐林试剂。
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。
高中生物人教版(新)选择性必修2 生态系统及其稳定性 学案-生物富集及探究土壤微生物的分解作用
第二课时生物富集及探究土壤微生物的分解作用【课程标准】1.分析生态系统中的物质在生物群落与无机环境之间不断循环2.阐明某些有害物质会通过食物链不断富集【学习目标】1.以碳循环为例，分析生态系统中的物质循环。
2.通过分析生物富集现象，说明生物富集的危害，认同应采取措施减少危害。
3.尝试探究土壤微生物的分解作用。
4.说明能量流动和物质循环的关系。
自主学习探究1：阅读教材P65，探究生态系统物质循环和能量流动之间的关系思考：1.生物圈的物质和能量能否自给自足？为什么2.物质循环和能量流动的起点和终点是否相同？探究2：探究土壤微生物的分解作用1.原理：（1）土壤中生活着细菌、真菌、放线菌等微生物，它们在生态系统中主要充当分解者。
在不同的气候与环境下，落叶在土壤中被分解的时间也不同。
（2）淀粉还原糖砖红色沉淀2.探究案例小组合作任务 根据资料，分析讨论与常规农业相比，有机农业、无公害农业通过禁止或减少化肥农药的使用，加大有机肥的应用，对土壤生物产生了积极的影响。
某土壤中部分生物类群及食物关系如图所示，三种农业模式土壤生物情况如表所示。
(1)土壤中的线虫类群丰富，是土壤食物网的关键组分。
若捕食性线虫为该土壤中的最高营养级，与食细菌线虫相比，捕食性线虫同化能量的去向不包括_____________________。
某同学根据生态系统的概念认为土壤是一个生态系统，其判断依据是_________________。
(2)取样深度不同，土壤中生物种类不同，这体现了群落的_____________结构。
由表中数据可知，土壤生态系统稳定性最高的农业模式为______________，依据是__________________。
(3)经测定该土壤中捕食性线虫体内的镉含量远远大于其他生物类群，从土壤生物食物关系的角度分析，捕食性线虫体内镉含量高的原因是_________________。
(4)植食性线虫主要危害植物根系，研究表明，长期施用有机肥后土壤中植食性线虫的数量减少，依据图中信息分析，主要原因是__________________。
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沿食物链（网）单
向流动
范围
特点
生态系统各营养级
单向流动，逐级递减
是生态系统主要功能，同时进行，相互依存，不可分割
联系
1、能量流动的过程离不开物质的合成与分解； 2、物质是能量流动的载体； 3、能量是物质循环的动力。
物质循环的概念：组成生物体的化学元素，…… 特点：具有全球性，往复循环。 实例：碳循环
分解者
大气中的 CO2库
生产者
消费者
泥炭、 煤、石油
与能量流动的关系：物质是能量流动的载体 能量是物质循环的动力
练习：
1.下图是自然界碳循环的简图，图中的A、B 、C 、D各代表在生态系统各成分中何种成分 ？ C
D A B
C为生产者，B为分解者，A为消费者，D无机环境
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3.20世纪60年代，美国农庄主为了提高农作 物产量，曾用飞机反复大面积地喷洒有机磷 杀虫剂，几年后显而易见的是（ B ）
三、能量流动与物质循环的关系
• 生态系统的存在是靠物质循环和能量 流动来维持的。 • 生态系统的能量流动和物质循环都是 通过食物链和食物网的渠道实现的， 二者相互依存，又相辅相承，形成密 不可分的统一整体。
能量流动 形式 过程 主要以有机物形式
物质循环 主要以无机物形式 在无机环境与生物群落之 间反复循环 全球性（生物圈）
2.8×109
1.3×108 9.1×107 2.9×107
DDT浓 度
0.04
0.35
0.39
3.4
甲 1）这四个种群中属于生产者的是_________
乙 丁 甲 2)写出四个种群的能量流动渠道：___________ 丙 营养级 越高，生物体内 3)在能量流动的渠道中，_______ 生物富集 的DDT浓度越高，这种现象称为_______
①彻底消灭了该地区的害虫 ②害虫的抗药 性愈来愈强 ③消灭了该地区杂草 ④这个 地区鸟类数量减少 ⑤未喷洒农药的邻近地区 一带生物体内也含有农药的成分 A ①② C ③④ B ②④⑤ D ②③
2.下面是甲乙丙丁四个种群在一个达到生态 平衡的环境中含有的总能量和残留农药的 DDT的平均浓度
种群 能量 甲 乙 丙 丁