导学案(教师版)探究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。

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。

《观察土壤》导学案
导学目标：
1. 了解土壤的组成和特点。

2. 掌握观察土壤的方法和步骤。

3. 能够根据观察结果进行分析和总结。

导学内容：
土壤是地球表面的重要组成部分，对于植物发展和生态系统的稳定起着至关重要的作用。

通过观察土壤，我们可以了解它的组成、特点以及质量状况。

本次导学将指挥同砚们一起进行土壤观察实验，深入了解土壤的奥秘。

导学步骤：
一、准备实验材料和工具：
1. 土壤样本：可以从校园中采集，或者采购商店里的土壤样本。

2. 放大镜：用于观察土壤中微小的颗粒和生物。

3. 水杯：用于混合土壤和水进行观察。

4. 锥形瓶：用于观察土壤的层次结构。

5. PH试纸：用于测试土壤的酸碱度。

二、进行实验观察：
1. 观察土壤颗粒的大小和形状，用放大镜观察土壤中的微生物。

2. 将土壤样本放入水杯中，观察土壤的吸水性和颜色变化。

3. 将土壤样本放入锥形瓶中，观察土壤的层次结构。

4. 用PH试纸测试土壤的酸碱度，了解土壤的PH值。

三、分析实验结果：
1. 根据观察结果，总结土壤的主要组成成分和特点。

2. 分析土壤的吸水性和颜色变化，推断土壤的质地和水分含量。

3. 比较不同土壤样本的层次结构和PH值，探讨土壤的质量差别和适用性。

导学总结：
通过本次实验观察，我们对土壤的组成和特点有了更深入的了解，同时也学会了用科学的方法观察和分析土壤样本。

希望同砚们能够在平时生活中多关注土壤，珍爱环境，共同建设美丽的故里。

愿我们的进修之旅越走越遥，探索之路越走越宽广！。

班级小组姓名评价等级探究土壤微生物的分解作用(教师版)【学习目标】1.设计和进行对照实验，尝试探究土壤微生物的分解作用，进一步培养探究和创造能力。

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。

案例1: 探究土壤微生物对落叶的作用一、提出问题:秋天，落叶纷飞。

春天，绿草如茵。

且不见落叶痕迹！落叶去哪里了？结合上面的实例，你能提出什么问题呢？请写下来。

落叶在土壤中能被分解掉,这究竟主要是土壤的物理化学因素的作用,还是土壤中微生物的作用呢？注意:（1）要选择有研究意义的问题作为课题来研究（2）要选择我们能力范围之内的问题作为实验研究课题。

二、作出假设:落叶是在土壤微生物的作用下腐烂的提示:假设既可以是基于已有的知识或经验作出的解释,也可以是想像或猜测。

三、设计实验1、设计方案（1）实验原理:微生物能分泌多种水解酶将大分子有机物分解成小分子有机物，如纤维素酶、淀粉酶可将纤维素、淀粉水解成葡萄糖。

然后被分解者吸收到细胞中进行氧化分解，最终形成CO2、水和各种无机盐，同时释放能量。

（2）、实验材料:土壤、落叶、（3）、实验器具:玻璃容器、标签、塑料d袋、恒温箱、纱布。

（4）、实验设计步骤: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。

提示:（1）要确定实验变量是什么需要控制的变量有哪些如何控制这些变量；（2）要注意实验步骤的先后顺序。

（3）要注意写出具体的实验步骤以便指导实验的进行。

沅江三中四环八步教学模式生物模块三导学案第1页（共6页）班级小组姓名评价等级问题探讨:1.取材是在落叶多的地方取泥土还是落叶少的地方取？并说明理由落叶多的地方，这个地方微生物密集2.取表面上层土还是深入地下？表层土大部分微生物需要进行呼吸作用3.该实验的自变量？微生物的有无4.实验过程中落叶是否需要特殊处理？需要去除水分，避免实验误差5.实验中的无关变量有哪些?温度，水分，空气6.实验中对实验对照组和实验组的实验材料的改变,要有衡量标准，本实验的衡量标准是什么？落叶的“腐烂程度”7.“腐烂程度”通过什么表现出来？落叶的质量变化，视觉感受2、预期结果是指在实验之前根据所作出的假设推测出来的实验结果。

研究性学习设计方案着极为重要的作用，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，可以为学生研究土壤理化性质及土壤微生物的其它作用打下基础。

这些知识如果善加应用，会很好的帮助同学们学习更多生物知识。

、课题的意义：学生通过该实验可以探究土壤中淀粉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.、课题介绍土壤是大地之灵，万物之源,我们需要肥沃的土壤为我们耕种。

但关于土壤的肥沃能力的来源、土壤微生物的作用学生又了解多少呢?本课题旨在使学生更多的了解土壤微生物的分解作用，及增长自己课外知识和动手能力.二、研究性学习的教学目的和方法三、研究的目标与内容“土壤微生物的分解作用的研究”是高中生物的一项实验，旨在使学生能从实验的角度去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。

内容:（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。

五、研究的预期成果及其表现形式（1）论文（2）实验报告六、资源准备教师提供的资源：教师提供技术上的指导;实验室里的材料学生自行准备的资源：笔、纸、每个小组有一人提供周末能上网的计算机。

七、研究性学习的阶段设计。

实验02研究土壤微生物的分解作用1、提出问题：落叶、落花和淀粉在土壤中为什么会消失？2.作出假设：①落叶、落花是在土壤微生物的分解作用下腐烂的。

②淀粉是在土壤微生物的作用下分解了。

3.实验原理微生物能分泌多种水解酶将大分子有机物分解成小分子有机物，如纤维素酶、淀粉酶分别将纤维素、淀粉分解成葡萄糖，然后被微生物吸收到细胞中利用，这样就导致落叶腐烂。

4.实验器具（1）实验器材：玻璃容器、标签、塑料袋、恒温箱、纱布。

（2）实验材料：土壤、落叶。

5.实验设计步骤：①取两个圆柱形的玻璃容器,分别标记为甲、乙。

②将准备好的土壤分别放入两个塑料袋中,将其中乙组放入恒温箱内,60℃灭菌1h。

③取大小、形态相同的落叶20片,平均分成2份,分别用纱布包好,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观察比较甲组与乙组落叶的腐烂程度。

6.注意事项及解决措施①取土壤是在落叶多的地方还是落叶少的地方取，为什么？落叶多的地方，这个地方微生物密集。

②取表层土还是深层土？为什么？ 取表层土，大部分微生物进行有氧呼吸。

③该实验的自变量，因变量是什么？自变量是微生物的有无，因变量是落叶的腐烂程度。

④甲、乙两组哪个是对照组，哪个是实验组？ 甲组是对照组，乙组是实验组。

⑤试验中无关变量有哪些? 温度，水分，空气。

7.实验结果记录表 组别 腐烂程度 天数 0d4d8d12d16d甲组 乙组8.用坐标曲线表示实验结果（以天数为横坐标，腐烂程度为纵坐标）9.实验报告示例 班级 姓名实验日期 实验名称指导教师一、实验目的：二、实验原理：三、实验用品四、实验结果及步骤腐烂 程 度时间（天） 0 48 12 16①实验结果：16d后从土壤中取出纱布包观察落叶，预期结果是：甲组：落叶腐烂；乙组：落叶不腐烂（或略有腐烂）②实验结论：落叶是在土壤微生物的分解作用下腐烂的。

11.问题探讨：①相同时间内甲组落叶的腐烂程度大于乙组，说明了什么？微生物对落叶有分解作用。

生物富集及探究土壤微生物的分解作用[高中生物]1.通过分析生物富集的过程，说明生物富集的危害，认同应采取措施减少危害。

2.尝试探究土壤微生物的分解作用。

[素养要求]　1.生命观念：进一步形成尊重自然、顺应自然、保护自然的生态观，树立人与自然和谐共生的生态文明思想。

2.科学探究：通过探究实验增强实验设计及分析能力。

一、生物富集1．概念：生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物，使其在机体内浓度超过环境浓度的现象。

2．实例3．进入生物体方式(1)动、植物直接吸收。

(2)沿食物链在生物体内逐渐聚集，积累在食物链的顶端。

4．在生物体的分布：形成比较稳定的化合物分布于多种组织细胞中，不易被排出，积蓄在体内。

5．特点：全球性。

判断正误(1)生物富集的物质会沿着食物链、食物网在生物体内聚集( )(2)营养级越高的生物，其体内富集的有害物质的浓度越高( )答案　(1)√　(2)√探讨点　分析生物富集现象及其成因1．资料一：不同采样点中水、水底沉积物和中国血蛤体内铅浓度请据图分析，写出分析结果：铅在中国血蛤体内的浓度超过环境浓度。

2．对比碳循环，分析铅在生物体内富集的原因。

成因：铅在生物体内形成难以降解的化合物，且不易排出。

3．资料二：水体和多种水生生物体内的铅浓度示意图据图分析，写出分析结果：铅在生物体内的浓度沿食物链不断升高。

4．还有哪些有害物质也有与铅类似的现象？提示　镉、汞等重金属、DDT、六六六等人工合成的有机化合物及一些放射性物质。

5．生物富集对生物体有危害吗？提示　对生物体有害，而且富集的物质会沿着食物链积累，最终威胁食物链顶端的生物(包括人类)。

6．生物富集现象也有全球性吗？说出你的理由。

提示　它们可通过大气、水和生物迁移等途径扩散，因此具有全球性。

7．如何有效地减少生物富集现象？提示　合理利用资源，减少排放，实施垃圾分类，种植能富集有害重金属元素的植物等。

核心归纳　重金属盐和DDT等农药的生物富集作用生物富集作用与能量流动正好相反，能量在沿食物链流动时逐级递减，而农药或重金属盐则存在“生物富集作用”，即营养级越高，该物质浓度越高。

高中生物选择性必修2 《探究土壤微生物的分解作用》教师姓名教研组生物No：P65.66课题探究土壤微生物的分解作用教学目标 1.通过宏观的实验现象理解微观的生物学原理，了解土壤微生物在生态系统物质循环中的重要作用。

2.通过实验尝试探究土壤微生物的分解作用，掌握探究的一般流程与方法，学习对照实验的原则与处理方法，培养乐于探究的科学精神。

教学重点探究土壤微生物对落叶和淀粉的分解作用教学难点分析探究实验的一般方法与流程教学方法通过讲授法、实验演示等引导学生学习探究的一般流程与方法，掌握对照实验的原则与处理方法。

学法指导联系必修一中学习过的探究实验的一般方法以及淀粉、还原糖的检测方法，突破本节实验方案的设计教具（资料）多媒体、课件板书设计一、土壤与土壤微生物二、探究土壤微生物的分解作用1.探究土壤微生物对落叶的分解作用2.探究土壤微生物对淀粉的分解作用教学过程组织教学：引言：我们一起来观看一个视频。

从视频中我们可以看到，潜蠊正在享受它们的午餐——枯枝落叶。

潜蠊是一种蟑螂，是典型的分解者，可以高效分解土壤中的枯枝落叶。

在土壤中还有哪些像潜蠊一样默默无闻、辛劳工作的分解者呢？今天，让我们一起走近土壤来了解一下。

新课：一、土壤与土壤微生物（一）土壤的组成讲述：土壤对地球与地球生物来说都十分重要。

土壤由非生物成分和生物两部分构成。

其中，非生物成分包括水分、气体、矿物质和有机质。

矿物质是由岩石风化形成，占土壤质量的95%左右，而有机质由动物遗体、枯枝落叶、腐殖质等组成，大约占土壤质量的5%。

土壤中的生物种类繁多，包括各种动物、藻类、真菌及微生物，特别是微生物种类多、数量大、繁殖快，但由于形体微小，质量占比很少。

土壤中的微生物主要生活在腐殖质层，也就是土壤表层。

覆盖有枯枝落叶的土壤往往土壤微生物资源较为丰富。

那什么是土壤微生物呢？（二）土壤微生物讲述：土壤微生物泛指土壤中结构微小、肉眼不可见的生物。

主要包括细菌、放线菌、真菌等生物。

“探究土壤微生物的分解作用”教学案例本节微课选自高中生物学教材2019版，选择性必修二第三章第三节《生态系统的物质循环》课后的探究实验。

王真真老师立足于高考评价体系中“一核四层四翼”的指导思想，将实验教学和探究性学习相结合，进行了本次的探究活动，以期更好地培养学生的生物学核心素养。

此次教学流程高度复原科研历程，分为提出问题、开题答辩、实验实施和结题汇报四个环节。

（1）提出问题。

结合学生在阅读了《寂静的春天》之后的发问：土壤真的这么神奇吗？以及课本上的探究实验。

实施了本次探究活动。

（2）开题答辩。

通过激烈的开题答辩，学生按照课题的现实意义、设计是否合理、步骤是否可行以及报告人的表达和答辩的能力进行评价，然后投票，最终评选出了3个问题：树叶是在土壤微生物的作用下腐烂的吗？环境温度对土壤微生物分解作用的影响；土壤深度与土壤微生物分解作用的关系。

其中，后两个课题是对教材课题的延伸。

（3）实验实施。

在材料准备阶段，3个人组成一个小分队，1队的主要任务为挖土，采摘并剪裁树叶；2队制作纱布袋。

最后大家一起将剪裁好的树叶和纱布袋组装起来。

实验实施阶段，学生则分为2人一组，共3组，分别相应的自变量。

实验进行时，2人相互配合，先称量1kg的土壤装入餐盒中铺平，接着均匀放置三个纱布包作为实验重复，然后再在其上均匀覆盖1kg的土壤，最后用双层浸湿的纱布将其覆盖。

完成之后贴上标签，将其放置在自变量条件下。

（4）结题汇报。

综合几组的实验结果得出：在有人为干扰的情况下，高温，10～20cm深的土壤分解作用较好。

我们经常说“遗忘以后剩下来的内容才是真正的教育”，作为教师，我经常反思，在知识之外，我们真正给予学生的是什么呢？除了知识本身，更多的应该是学习和探索的能力。

《观察土壤》导学案导学目标：1. 了解土壤的成分和特点。

2. 掌握观察土壤的方法和步骤。

3. 培养学生的观察力和分析能力。

导学内容：1. 土壤的成分和特点2. 观察土壤的方法和步骤导学步骤：一、引入教师可以通过引导学生观察周围的土壤，让他们自由发表关于土壤的看法和疑问，引发学生的兴趣和好奇心。

二、呈现1. 土壤的成分和特点教师介绍土壤的主要成分包括矿粒、有机质、水分和空气，并简要解释它们的作用。

2. 观察土壤的方法教师示范使用手镜和放大镜观察土壤的方法，同时要求学生在观察时注意细节，记录发现。

三、实践1. 学生分组观察不同种类的土壤，记录每种土壤的颜色、质地、气味等特征。

2. 学生用放大镜观察土壤中的矿粒和有机质，探究它们的形态和结构。

3. 学生用手指插入土壤中，感受土壤的湿润程度和紧实程度。

四、总结学生通过观察和记录，总结出不同土壤的特点，并讨论土壤的重要性和作用。

五、拓展1. 学生可以自主选择不同种类的土壤进行观察，比较它们的特点。

2. 学生可以继续深入研究土壤的形成过程和生态功能。

六、巩固1. 教师布置作业，要求学生用文字和图片记录观察到的土壤特点。

2. 学生可结合实物制作土壤观察报告，展示给同学和老师。

七、评价通过学生的观察报告和展示，评价学生的观察力和分析能力，鼓励他们对土壤进行更深入的研究和思考。

八、反馈教师对学生的观察报告给予及时反馈和指导，帮助学生进一步提高观察和分析的能力。

通过《观察土壤》导学案的学习，学生可以更深入地了解土壤的成分和特点，培养观察和分析能力，激发对自然界的热爱和好奇心。

希望学生在实践中不断发现和探索，成为积极探究的科学学习者。

探究实践：探究土壤微生物的分解作用导学案学习目标：1.通过学习了解土壤微生物是如何进行分解的。

2.知道如何进行设计和制作相关探究实验。

一.实验基础·自主学习 1．原理(1)土壤中生活着肉眼看不见的细菌、丝状真菌和呈放射状的放线菌，它们在生态系统中的成分是_ 。

微生物能分泌各种酶，把复杂的有机物分解为简单的有机物。

(2)由于各地____________等因素不同，落叶在土壤中被分解的时间也是不同的，生态系统所处的气候条件越 、 分解者的种类和数量就越多。

(3)淀粉 微生物(酶)→ 还原糖 斐林试剂加热⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 砖红色沉淀。

2．实验方案3．实验结果：与预期实验现象一致。

4．实验结论： 。

实验过程 案例1（书p65）案例2（书p66）实验假设实验设计实验组A ：对照组B ：自变量预期实 验现象AA1 A2 BB1 B2二、实验关键·探究学习1．实验注意事项实验过程中要注意控制变量，让实验组和对照组除自变量以外的条件保持不变。

如参考案例1的变量分析：项目内容实验组对照组自变量因变量无关变量选择题：1.草鱼是四大家鱼之一，为典型的草食性鱼类。

下图是某人工池塘中的部分能量流动示意图，其中字母表示能量（单位：kJ）。

下列叙述错误的是（）A．草鱼和生产者之间的能量传递效率小于c/a×100%B．d是草鱼用于生长、发育、繁殖的能量C．若在自然水域，如果定时计量，草鱼同化的能量除图示流向外，还存在部分未利用的能量D．草鱼同化的能量分为两部分（h+i）流向分解者2.如图表示甲、乙两个特定生态系统的能量金字塔，有关解释正确的是（）A．一个吃玉米的人所获得的能量一定比一个吃牛肉的人获得的能量多B．能量沿食物链单向流动，传递效率随营养级的升高而逐级递减C．若甲和乙中玉米的数量相同，能量传递效率为10%，且甲能养活10000人，则乙能养活500人D．若土壤中含相同浓度的DDT，则甲中的人比乙中的人体内DDT浓度低。