【生物】探究土壤微生物的分解作用
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“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。
“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。
一、实验目的1. 了解土壤微生物分解作用的基本原理和过程。
2. 掌握土壤微生物分解实验的操作方法和步骤。
3. 分析土壤微生物分解过程中不同因素的影响。
二、实验原理土壤微生物分解作用是指土壤中的微生物利用有机物质作为碳源和能源,将其分解成无机物质的过程。
这一过程对于土壤肥力的维持和植物生长具有重要意义。
土壤微生物分解实验主要通过测定土壤中有机质的含量变化,来评价微生物分解作用的效果。
三、实验材料与仪器1. 实验材料:新鲜土壤、土壤有机质标准溶液、硫酸、高锰酸钾、硫酸亚铁铵、硫酸铝、硫酸锌、氢氧化钠等。
2. 实验仪器:天平、移液管、锥形瓶、烧杯、玻璃棒、滴定管、酸度计、分光光度计等。
四、实验步骤1. 土壤样品的采集与制备:采集新鲜土壤样品,用四分法去除多余部分,混匀后过筛,取一定量土壤样品备用。
2. 土壤微生物分解实验的设置:将土壤样品分为两组,分别编号为A组和B组。
A 组作为对照组,不进行微生物分解处理;B组作为实验组,加入适量的土壤微生物,使其与土壤样品充分混合。
3. 土壤微生物分解实验的进行:将A组和B组土壤样品分别置于培养箱中,在适宜的温度和湿度条件下培养一定时间。
4. 土壤有机质含量的测定:在实验结束时,分别对A组和B组土壤样品进行土壤有机质含量的测定。
5. 数据处理与分析:将实验数据进行分析,比较A组和B组土壤样品的土壤有机质含量变化,评价土壤微生物分解作用的效果。
五、实验结果与分析1. 实验数据:A组土壤样品土壤有机质含量:X1 g/kgB组土壤样品土壤有机质含量:X2 g/kg2. 数据分析:(1)计算土壤微生物分解作用的效果:土壤微生物分解作用效果 = (X2 - X1) / X1 × 100%(2)分析不同因素对土壤微生物分解作用的影响:比较A组和B组土壤样品的土壤有机质含量变化,分析土壤微生物、温度、湿度等因素对土壤微生物分解作用的影响。
六、实验结论通过本次实验,我们了解了土壤微生物分解作用的基本原理和过程,掌握了土壤微生物分解实验的操作方法和步骤。
引言:土壤微生物是土壤生态系统中不可或缺的组成部分,对于土壤有机质分解、养分循环等方面起着重要作用。
本文将继续探讨土壤微生物的分解作用,并从五个方面详细阐述其作用机制。
概述:土壤微生物分解作用是指土壤微生物通过各种代谢途径将有机质分解为无机质,并释放养分供植物吸收利用的过程。
土壤微生物通过酶的参与,将复杂的有机物质分解为简单的物质,进而影响土壤的肥力状况和植物生长。
正文:1.有机质分解的酶类参与1.1分解蛋白类的酶1.2分解碳水化合物的酶1.3分解脂肪类的酶1.4分解纤维素的酶1.5分解木质素的酶2.微生物组群对有机质的分解2.1糖解菌类对碳水化合物的分解2.2蛋白分解菌类对蛋白类的分解2.3脂肪分解菌类对脂肪类的分解2.4纤维素分解菌类对纤维素的分解2.5木质素分解菌类对木质素的分解3.土壤酸碱性对微生物分解作用的影响3.1酸性环境对酶的活性影响3.2碱性环境对酶的活性影响3.3酸碱环境对微生物活性的影响3.4酸碱环境对微生物代谢途径的影响3.5酸碱环境对有机质分解速率的影响4.温度对微生物分解作用的影响4.1低温对微生物活性的影响4.2高温对微生物活性的影响4.3温度对酶活性的影响4.4温度对有机质降解速率的影响4.5温度对微生物种群结构的影响5.养分对微生物分解作用的调控5.1过量养分对微生物分解作用的影响5.2缺乏养分对微生物分解作用的影响5.3养分比例对微生物分解作用的影响5.4养分循环对微生物分解作用的影响5.5微生物对养分的利用效率总结:土壤微生物分解作用是土壤中有机质分解的关键过程,由不同类型的酶和微生物组群协同参与。
土壤酸碱性、温度和养分等环境因素对微生物分解作用有着重要的影响。
深入研究土壤微生物分解作用的机制,对于优化土壤肥力、提高农作物产量具有重要的指导意义。
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。
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。
第37卷第5期2021 年中学生物学Middle School BiologyVol.37 No.52021文件编号:1003 - 7586(2021 )05 - 0044 - 03“探究:土壤微生物对淀粉的分解作用”实验的改进张妍于鹏,王婧婧(西北师范大学生命科学学院甘肃兰州 730070)摘要以淀粉为实验材料,通过对土壤的筛选和培养,从而选取合适的微生物,大大缩短了实验周 期,且实验现象明显。
结果表明:制作土壤浸出液选用肥沃田地花草根系处的表层土(-5cm〜0)比中 层土(- 5c m以下)实验现象较明显,且只需四天即可观察到现象;将表层土加水浸湿培养1d,再与淀粉 糊等体积混合培养3 d,砖红色沉淀更明显。
关键词土壤微生物分解作用表层微生物表层土培养中图分类号Q-3311实验改进设计分析李志超等通过实验,得出在“土壤微生物对淀粉 的分解作用”这一实验中在土壤pH为中性、淀粉糊、301等条件下,实验效果最好。
所以,笔者选取了质 量分数为4%的淀粉糊浓度,在约30丈进行实验。
土 壤浸出液(pH为中性)选取了甘肃省兰州市某花园处 中层土(-5 cm以下)制作,探宄土壤微生物对其分解 作用(实验一)。
有研宄表明,随着土层深度的增加,土壤含水量、有机质、全氮、碱解氮、有效磷和速效钾均显著降低,微生物生长需要营养物质,而营养物质主要是含有 碳、氮的各种有机物质,在表层土壤中含量丰富,所以 微生物主要分布在富含有机质的土壤表层。
土壤细 菌、真菌、放线菌及微生物总数含量均随着土层深度 增加而显著降低。
即可认为土层的选取对于土壤微 生物的数量有很大影响,并且根系处是土壤和植物 进行物质交换的重要区域,微生物和酶活性在根系 土壤中十分活跃。
所以,选取花园花草根系处表层 土壤(-5 cm~0 cm),探宄其与中层土(-5 cm以下)对 比,对土壤微生物分解作用的影响(实验二)。
对土壤微生物研究中,有学者对采集回来的土壤 放置培养皿中加水培养1~2 d,土壤中细菌、真菌、线 虫等微生物都会慢慢浮于水中,并在水中繁殖,可使 溶于水中微生物数量增多,分解能力更强。
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__________________。
微生物在土壤中的降解作用及其机理分析土壤是地球生态系统中最为重要的资源之一,它是地球上生物圈的支撑,同时也是生物多样性的根基。
土壤是一个复杂的生态系统,其中微生物是其重要的组成部分,对于土壤中许多化学物质的降解起着重要的作用。
微生物通过代谢一定的基质来生存,并分泌酶来分解有机物质,这些过程的产物会被其他微生物吸收并下降到土壤深层,从而维持了土壤生命的存在。
本文将对微生物在土壤中的降解作用进行深入研究,探讨其机理分析和发展前景。
一、微生物降解作用的类型土壤中的微生物依据其对有机物质的降解能力分为三大类:放线菌类、真菌和细菌。
其中细菌是最活跃和全面的降解菌类,它们能够降解土壤中的蛋白质、多糖、脂肪和碳水化合物等各种有机物质。
真菌则具有较强的降解木质纤维素、半纤维素和木质素的能力。
放线菌具有降解烷基苯的能力,是一种重要的土壤污染物微生物降解剂。
二、微生物降解作用的机理微生物降解有机物质过程中经历了四个阶段:物理、化学、生物和生态四个过程。
1. 物理变化土壤中的有机物质首先通过物理变化而变得更容易分解。
矿物质、水分、温度和土壤结构等因素能够影响有机物质的物理变化过程。
2. 化学变化当有机物质分解时,会产生一系列的化学反应。
其中有机质分割成碳、氢和氧等化学元素,这使得有机质在分解过程中释放出生命能源并向土壤中迁移。
此外,微生物分泌的酸和碱能够对有机物质进行深度降解。
3. 生物变化微生物通过分泌蛋白质、多糖和酶等生物分解物质来进一步转化有机物质。
这些化学物质大大加快了有机物质分解和质量转化过程。
通过代谢有机物质产生的能量被利用,并化为微生物体质。
微生物体质的生长使土壤厚度增加,从而促进了有机质的深度降解。
4. 生态变化有机物质的降解和微生物的生长都会进一步影响土壤中其他生物群落的分布和数量。
当大量的有机物质被降解时,会使土壤中的细菌、真菌和放线菌大量生长并进一步降解残留的有机物质。
此外,微生物还能够参与形成土壤团聚体,并通过滞留更多的水分和有机质,促进了土壤中其他的生物生长。
微生物在土壤形成中的作用土壤是地球上最重要的自然资源之一,不仅是植物生长的基础,还承载着极为丰富的生物多样性。
然而,土壤的形成过程是一个复杂的生态系统过程,其中微生物起着不可或缺的作用。
本文将探讨微生物在土壤形成中的作用,进一步了解这些微小生物对土壤的重要性。
一、土壤形成的基础:岩石风化土壤的形成是一个漫长而复杂的过程,而这个过程始于岩石的风化。
岩石风化是岩石在自然界中经历的物理、化学和生物性变化的过程,微生物在其中起到了关键的作用。
微生物通过分解有机物质,释放出有机酸和酶等化学物质,促进岩石的物理破碎和化学变异。
在其生命周期中,微生物还会释放出胶体,有助于细粒土壤颗粒的形成,为土壤的形成奠定了基础。
二、微生物参与土壤有机质的再循环土壤的有机质是土壤的重要组成部分,对于土壤的肥沃性和农作物的生长至关重要。
微生物在土壤中参与了有机质的再循环过程。
当植物残体和动物体弃物进入土壤时,微生物会利用这些有机物质作为能源和养分来源。
微生物通过分解这些有机物质,分泌酶类物质,将其分解成更小的有机化合物,然后这些有机化合物被微生物吸收和利用,最终转化为土壤中的有机质。
这个过程不仅有效地利用了残体和体弃物资源,还促进了土壤的肥沃化。
三、微生物的固氮作用氮是植物生长所需的重要营养元素之一,土壤中的固氮微生物起到了关键作用。
一些微生物,如根瘤菌和蓝细菌,能够与植物根系建立共生关系,通过共生菌根结节或根瘤,吸收大气中的氮气,并将其转化为植物能够利用的形式。
这些微生物固定的氮气不仅满足了自身的需求,还为植物提供了充足的氮源,促进了植物的生长和发育。
四、微生物的矿物盐溶解和转化作用土壤中含有丰富的矿物质,其中一些重要的养分元素以矿物盐的形式存在。
微生物通过分解矿物盐,将其转化成可被植物吸收的形式,提供给植物养分。
一些微生物,如硫酸还原菌和硝化菌,参与了硫和氮的转化过程,将硫酸盐和硝酸盐还原为硫化物和氨,满足植物对硫和氮的需求。
生物富集及探究土壤微生物的分解作用[学习目标] 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。
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.进入生物体的方式(1)动、植物直接吸收。
(2)沿食物链逐渐在生物体内聚集,最终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)√任务:分析生物富集现象及其成因1.如图为不同采样点中水、水底沉积物和中国血蛤体内的铅浓度。
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.如图为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?提示有,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.生物富集现象也具有全球性吗?说出理由。
提示有,富集的物质可通过大气、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,减少污染物排放,实施垃圾分类,种植能吸收有害重金属元素的植物等。
1.(2023·浙江绍兴高二期末)在煤燃烧、有色金属冶炼过程中铅会以微小颗粒被排放进入大气,然后沉降在土壤和植物表面,而铅进入植物和动物体内后将不易被排出。
下列叙述错误的是()A .铅能沿食物链在生物体内聚集,营养级越高的生物体内铅含量越高B .铅随大气、水和生物迁移等途径扩散,生态系统中铅循环具有全球性C .铅通过动植物呼吸作用、分解者分解作用和化石燃料燃烧等返回非生物环境D .减少化石燃料的燃烧、开发清洁能源是减少铅的生物富集现象的有效措施 答案 C解析 铅化学性质稳定,不易分解,不能最终通过动植物呼吸作用返回非生物环境,C 错误。
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。
【生物】探究土壤微生物的分解作用
1.提出问题落叶或淀粉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?
确定实验题目:探究土壤微生物的分解作用。
2.作出假设土壤微生物可通过自身产生酶的作用,将较复杂有机物分解成简单有机物或无机物分子。
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。
3.实验预期土壤中的微生物对落叶和淀粉是具有分解作用的。
4.设计实验
(1)土壤微生物对落叶的分解作用
(2)土壤微生物对淀粉的分解作用
实验设计步骤与下面实验操作程序基本一致。
[提示:首先,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;其次,要确定探究的地点或场所:在野外,还是在实验室中]
(3)得出结论
(4)结果分析:可以将实验过程和现象列表整理,进行对比分析,得出实验结果.
5.实验操作
(1)土壤微生物对落叶的分解作用
①准备好2个圆柱形的玻璃容器,高度约为10 cm,一个贴上"实验组"的标签,一个贴上"对照组"的标签。
②对"实验组"进行灭菌处理,方法是用塑料袋罩住玻璃容器上方,将其放人60℃恒温箱中灭菌1 h。
【提示:对照组的土壤不做处理(自然状态);实验组的土壤要做处理,以尽可能排除土壤微生物的作用,同时要尽可能避免土壤理化性质的改变.】
③灭菌1h后将其取出。
④取落叶12片,分成2份,要求大小分配平均。
然后,分别用纱布包好,埋入2个容器中,深度约为5 cm。
⑤将2个容器放于实验室相同的环境内,1个月后,取出纱布包,观察比较对照组的落叶与实验组的落叶腐烂程度。
(2)土壤微生物对淀粉的分解作用
①制备4种土壤(花泥,黄泥,操场沙土,庭院土)浸出液,将土壤放人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.将烧杯中的土壤浸出液静置一段时间备用。
②取5只50 mL的小烧杯分别标上"花泥"、"黄泥"、"操场沙土"、"庭院土"、"蒸馏水",分别放入10 mL的淀粉糊,在标有"蒸馏水"的小烧杯中加入30 mL的蒸馏水,在其他的4个小烧杯中分别对应地加人4种土壤浸出液各30 mL。
【提示:烧杯,试管须编号,否则很容易混淆.】
③在室温20℃左右的环境下放置7d后,分别取"蒸馏水"、"花泥"烧杯的溶液20 mL,将其作为A、B,分别放人2支试管中,分别编号为A1、A2、Bl、B2。
这里就以花泥浸出液作为实验对象,其他几种的土壤浸出液的操作方法相同。
④在A1、Bl中加人碘液,而在A2, B2中加入斐林试剂,并用试管夹夹着放在酒精灯上加热.观察试管中溶液的颜色变化.
6.推出结论
①土壤微生物对落叶的分解作用观察到对照组的落叶与实验组的落叶相比较腐烂程度要高,这个实验结果说明土壤中的微生物对落叶是具有分解作用的。
②土壤微生物对淀粉的分解作用观察到A1的溶液为深蓝色,B1的溶液颜色为无色,而A2中则是蓝色的絮状沉淀,B2中则为砖红色.这个实验结果说明淀粉在花泥中微生物的作用下被分解为葡萄糖了。
【生物】探究土壤微生物的分解作用
1.提出问题落叶或淀粉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?
确定实验题目:探究土壤微生物的分解作用。
2.实验假设:土壤微生物可将较复杂有机物分解成简单有机物或无机物分子。
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。
3.实验预期:土壤中的微生物对落叶具有分解作用。
4.设计实验
(1)土壤微生物对落叶的分解作用
[提示:首先,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;
其次,要确定探究的地点或场所:在野外,还是在实验室中] (2)得出结论
(3)结果分析:可以将实验过程和现象列表整理,进行对比分析,得出实验结果.
5.实验操作
(1)土壤微生物对落叶的分解作用
①准备好2个圆柱形的玻璃容器,高度约为10 cm,一个贴上"实验组"的标签,一个贴上"对照组"的标签。
②对"实验组"进行灭菌处理,方法是用塑料袋罩住玻璃容器上方,将其放人60℃恒温箱中灭菌1 h。
【提示:对照组的土壤不做处理(自然状态);实验组的土壤要做处理,以尽可能排除土壤微生物的作用,同时要尽可能避免土壤理化性质的改变.】
③灭菌1h后将其取出。
④取落叶12片,分成2份,要求大小分配平均。
然后,分别用纱布包好,埋入2个容器中,深度约为5 cm。
⑤将2个容器放于实验室相同的环境内,1个月后,取出纱布包,观察比较对照组的落叶与实验组的落叶腐烂程度。
6.推出结论
①土壤微生物对落叶的分解作用:观察到对照组的落叶与实验组的落叶相比较腐烂程度要高,这个实验结果说明土壤中的微生物对落叶是具有分解作用的。