(精品)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
“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。
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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。
《土壤科学导论》导学案
《土壤科学导论》导学案土壤科学导论导学案第一部分：导论一、引言土壤是地球上生命的基础，对于农业、环境和生物多样性的维持至关重要。
土壤科学作为研究土壤的学科，对于我们深入了解土壤的性质、组成和功能具有重要意义。
本导学案将为大家介绍土壤科学的基本概念和研究方法。
二、土壤的定义和重要性1. 土壤的定义：土壤是自然界中由矿物质、有机质、水、空气和生物组成的可供植物生长的物质层。
2. 土壤的重要性：土壤对农业生产、水资源管理、生物多样性保护等具有重要的影响和作用。
三、土壤科学的研究内容和目标1. 研究内容：土壤形成、土壤性质、土壤分类、土壤水分、土壤养分、土壤微生物等。
2. 研究目标：深入了解土壤的物理、化学和生物学特性，为土壤管理和利用提供科学依据。
第二部分：土壤的形成一、土壤形成的基本过程1. 母质的产生和演化：岩石风化和生物作用导致母质的产生和演化。
2. 自然力的作用：包括风力、水力、重力等对土壤形成的影响。
3. 生物作用：植物根系和土壤动物的活动促进土壤形成。
4. 时间因素：土壤形成需要长时间的过程。
二、土壤形成的因素1. 气候因素：降水量、温度和季节变化等对土壤形成起着重要的作用。
2. 生物因素：植物根系和土壤动物的作用对土壤形成有明显影响。
3. 母质因素：母质的矿物质成分和化学性质对土壤的形成有一定影响。
4. 地形因素：地表形态、坡度和坡向等对土壤形成有直接影响。
第三部分：土壤的性质和组成一、土壤颗粒组成1. 粉砂粒组成：包括黏粒、壤粒和砂粒，对土壤性质和肥力起重要作用。
2. 黏粒组成：包括胶体和粘土矿物质，决定土壤的肥力和保水能力。
3. 砂粒组成：主要由石英等矿物质组成，对土壤通透性和排水能力有影响。
4. 壤粒组成：包括氧化铁和氧化铝等，对土壤肥力起重要作用。
二、土壤水分的性质1. 吸附水分：指吸附在土壤颗粒表面的水分，对植物生长和根系吸收起重要作用。
2. 孔隙水分：指填充在土壤颗粒间隙中的水分，对土壤排水和植物生长重要。
土壤微生物的分解作用
出口价格同步变动的现象。与这一现象直接相关的近代事
业是
()
A．电报业
B．大众报业
C．铁路交通业 D．轮船航运业
[解析] 材料主要反映了信息交流的快捷，故选A。
[答案] A
[题组冲关]
3．假如某爱国实业家在20世纪初需要了解全国各地商业信
息，可采用的最快捷的方式是
()
A．乘坐飞机赴各地了解 B．通过无线电报输送讯息
土壤微生物的分解作用
二、实验目的
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。
三、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。
D．航空运输
解析：根据所学1872年李鸿章创办轮船招商局，这是洋务
运动中由军工企业转向兼办民用企业、由官办转向官督商
办的第一个企业。具有打破外轮垄断中国航运业的积极意
义，这在一定程度上保护了中国的权利。据此本题选C项。
答案：C
2. 右图是1909年《民呼日报》上登载的 一幅漫画，其要表达的主题是( ) A．帝国主义掠夺中国铁路权益 B．西方国家学习中国文化 C．西方列强掀起瓜分中国狂潮 D．西方八国组成联军侵略中国
(2)特点：进程曲折，发展缓慢，直到20世纪30年代情况才发生变 化。
3．交通通讯变化的影响 (1)新式交通促进了经济发展，改变了人们的通讯手段和 ，出行 方式转变了人们的思想观念。
【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。
高中生物(选择性必修第二册 人教版)教案讲义：生物富集及探究土壤微生物的分解作用含答案
第2课时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。
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。
《观察土壤导学案-2023-2024学年科学苏教版》
《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！。
探究土壤微生物的分解作用导学案 高二上学期生物人教版选择性必修2
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。
5.3 土壤微生物的分解作用(探究性实验
5.3 土壤微生物的分解作用（探究性实验）一、学情与课程分析学生在之前的课程中已经了解生态系统中物质循环的基本框架，能够定位土壤微生物在生态系统中的作用。
因此本次试验仅为探究型的验证实验，学生已经对实验的原理和结果有一定了解，在实验学习中应更注重具体操作环节和其与生活的联系。
但学生对微生物本身的知识缺少了解，在引入过程中应加以简单介绍。
二、教学目标1. 知识目标：通过对微生物如何在土壤中发挥作用的学习，理解土壤中微生物的分解作用机理。
2. 能力目标：通过对土壤微生物分解作用的探究试验的尝试，设计简单的对照试验。
3. 情感目标：通过对土壤微生物的调研探索，养成观察周围环境习惯，形成对生物圈的深入理解。
三、教学策略以同学小组交流思考为主，教师用书中参考案例进行启发，让学生自主构建实验方案，完善实验细节。
四、教学难点设计对照实验时如何设计变量，如何控制变量。
五、教学过程1.课前准备将全班同学分成若干小组，提前一周布置学生在生活中搜集资料，调查生活环境中土壤中物质分解的有关现象，并做初步记录。
2. 引入在实验探究前先简单介绍有关微生物的知识背景，吸引学生兴趣。
例如：土壤中最小的有机体可能也是最重要的有机体，是那些肉眼看不见的细菌和丝状真菌。
它们有着庞大的天文学似的统计数字，一茶匙的表层土可以含有亿万个细菌。
纵然这些细菌形体细微，但在一英亩肥沃土壤的一英尺厚的表土中，其细菌总重量可以达到一千磅之多。
3. 提出问题让学生结合自己的生活经历，列举土壤微生物分解作用的实例，提出想探究的问题教师予以启发、指导。
首先利用书本参考案例1为例提问：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？分析案例中变量和常量。
接着以此为例帮助同学更加明确自己想探究的问题是什么，进而确认试验的变量。
4. 做出假设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。
要鼓励学生大胆提出假设，通过讨论修正自己的假设。
土壤微生物的分解作用
或
从实验组 中取2ml
从对照组 中取2ml
摇匀 结果 结论:
不变蓝
变蓝
有砖红 色沉淀 无砖红 色沉淀
土壤 中的 微生 物对 淀粉 有分 解作 用。
该实验应用了什么原理？ 土壤微生物分解淀粉的原理： 土壤微生物能分泌淀粉酶将淀粉分解，淀粉遇碘变蓝，可用碘液检测淀粉是 否被分解。
或 土壤微生物能分泌淀粉酶将淀粉分解成还原糖(麦芽糖)，还原糖遇斐林试剂， 在加热条件下，产生砖红色沉淀。
土壤微生物分解作用的探究过程小结
案例 1
案例 2
实验假设
微生物能分解 落叶使之腐烂
微生物能分解淀粉
实 实验组 土壤高温处理 A杯中加入30mL土壤浸出液
验 对照组 土壤不做处理 B杯中加入30mL蒸馏水
设 计
自变量
土壤中是否含 微生物
土壤中是否含有分解淀粉的 微生物
实验现象 结论分析
在相同时间内 加入 A1 不变蓝
土壤微生物的分解作用
二、实验目的
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。
三、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)特点：进程曲折，发展缓慢，直到20世纪30年代情况才发生变 化。
3．交通通讯变化的影响 (1)新式交通促进了经济发展，改变了人们的通讯手段和 ，出行 方式转变了人们的思想观念。
实验：土壤微生物的分解作用
A组不做处理，B组灭菌（用塑料袋包好，放在60℃ 恒 温箱1h灭菌）。 是否需设对照？是随便取， 还是需取微生物多的土壤？
2 、取同种树叶若干，平均分成两份，如图处理，并编号
A份和B份。
3、A份埋入A组土壤，B份埋入B组土壤，。如图 以什么指 标判断因 变量呢？ 落叶的分解量 4、在相同且适宜的环境中培养。
案例1 实验假设 实 验 设 计 实验组 对照组 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
案例2 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
自变量
土壤中是否含微生物
在相同时间内实验组落叶 腐 烂程度小于对照组 微生物对落叶有分解作 用 A
是否含有微生物
• 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。
树林中常有落叶，没人 问题1：打扫，为什么不会越积 越多？难道是被分解者 分解掉了吗？ 树林中的落叶是被土壤 假设： 中的微生物分解了 设计实验方案：
4、
从实验 组中取 2 ml
滴一 滴碘 液
结果
摇匀
说明：
土壤 中的 微生 物对 淀粉 有分 解作 用。
不变蓝
从对照 组中取 2 ml
变蓝
或
从实验 组中取 2 ml 从对照 组中取 2 ml
产生砖红色沉 淀 没有砖红 色产生
该实验应用了什么原理？
土壤微生物分解淀粉的原理： 土壤微生物能通过分泌淀粉酶将淀粉分解， 淀粉遇碘变蓝，可用碘液检测淀粉是否被 或 分解。 土壤微生物能通过分泌淀粉酶将淀粉分解 成还原性糖（麦芽糖），还原性糖遇斐林 试剂，在加热条件下，产生砖红色沉淀。
导学案(教师版)探究土壤微生物的分解作用
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。
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。
“探究土壤微生物的分解作用”教学案例
“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。
“探究：土壤微生物的分解作用”的实验创新
用 电刺激直 接刺激 腓肠肌 ， 观察其 是否 收缩 。④ 用 电 刺激直接刺激 上述 标本 的腓 肠肌 肌细胞 ， 在坐 骨神经 上是 否能测量到 电位 变化 。（ 说明： 实 验条件 适宜 ； 实 验 中的刺激强度足够 ； 屈 腿反射 属于屈 反射 。 ） 请 回答 ： （ １ ） 设计 表格 ， 并 将预 测 的实 验结 果与 结果 的原
如果能引导学生从 这个角 度去解 构该 实验题 ， 也 就不
２ ｍ ｉ ｎ ， 能快速地 得 到更 为澄 清 、 又含微 生 物 的土 壤浸 出液。 １ ． ２ 用微 孔 滤膜将微 生物 与 土壤 中的酶分 离 有位
化： 颜色越深 ， 则说 明剩余淀粉越多 。但是对 于相近 的
颜色 ， 用 肉眼很难准确 区分 ， 可运用传感器装 备 中的色 度计来记 录具 体数 据 ， 绘 制 曲线 ， 即 可呈 现 出变化 趋
了创新。
关键词
人教版教材 土壤微生物
分解作用
探究实验
创新设计
“ 探究 ： 土壤微 生物 的分解作 用” 实 验是人 教版教 材 必修 ３ 《 稳态 与环境 》 第 ５章第 ３节 中的一个 探究活
动， 该 实验可增强学生对微 生物 分解作用 的直观感受 ， 有 利于学生理解微生物 在生态系统物质循 环 中的重要 作 用 。同时 ， 本实验也 可为选修 １专题 ２ “ 土壤 中分解 尿 素的细菌 的分离与计数 ” 一 节的学习设下铺垫 ， 有利
来 。①用 １ ％Ｈ ２ Ｓ Ｏ ４溶 液刺 激该 蛙 左 后 肢 的趾 端 ， 观 察 是否屈腿 。② 洗 去 Ｈ ２ ｓ ０ ４ ， 再用 １ ％ Ｈ ２ Ｓ Ｏ ４ 溶 液刺 激该蛙左后肢 的趾 端 ， 测量 该 刺激 与屈腿 是否 同时发
高中二年级下学期生物 选择性必修2-《探究土壤微生物的分解作用》教学设计 +作业
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。
高中生物新教材选择性必修二教案讲义：生物富集及探究土壤微生物的分解作用
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。
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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。
推测出来的实验结果未必正确，必须在实验后根据实验现象来进行判断其正确性。
问题探讨:1.相同时间内甲组（含微生物）落叶的腐烂程度比乙组的腐烂程度大,说明了什么?微生物对落叶有分解作用2.相同时间内甲组（含微生物）落叶的腐烂程度比乙组的腐烂程度大,说明了什么?微生物对落叶无分解作用3.是否存在与第一种预想相反的情况？若存在请讲出理由。
微生物会释放出某种物质，延缓落叶的腐烂4.若两组落叶的腐烂程度相差小或一样，请说明理由？时间短或没有使乙组与空气隔离（空气中含有微生物）5.若实验中甲乙两组质量变化不大，是什么原因造成的？落叶中的水分，泥土等四、实验操作当所有的细节都考虑清楚后就可以按照事先定好的设计方案来进行试验了。
五、实验结果分析及结论当实验完成以后，得出的结果与预期结果可能不正确，这是不要急于否定假设，要认真思考，看看是否存在其他原因导致出现这个实验结果，如果其他条件都正确，那么就要考沅江三中四环八步教学模式生物模块三导学案第2页（共6页）班级小组姓名评价等级从两组落叶的腐烂程度可得出: 微生物分解落叶问题探讨:若在测量数据时出现以下情况请做出解释？1.为什么前三天落叶的质量变化乙大于甲？水分的影响，落叶中水分的变化2.若实验中甲乙到了第九天质量几乎不再变化，请说明理由？大部分微生物需要O2，可能实验过程中甲乙两组都处于密闭环境下案例2: 探究土壤微生物对淀粉的分解作用一、实验原理土壤微生物能分泌淀粉酶将淀粉分解，淀粉遇碘变蓝，可用碘液检测淀粉是否被分解。
或土壤微生物能分泌淀粉酶将淀粉分解成还原糖(麦芽糖)，还原糖遇斐林试剂，在加热条件下，产生砖红色沉淀。
二、实验方案：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。
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.沅江三中四环八步教学模式生物模块三导学案第3页（共6页）班级小组姓名评价等级巩固练习: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，对土壤处理情况见下表。
与此有关的叙述不正确的是（A．探究的问题是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的是否灭菌处理，实验中的对照组是1和3C．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的分解2.探究土壤微生物的分解作用(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“________组”标签,另一个贴上“__________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_______组放入恒温箱,________℃灭菌1 h。
③取落叶12片,分成2份,分别用________包好,埋入2个容器中,深度约5 cm。
④将2个容器放于实验室相同的环境中, 1月后,取纱布包。
沅江三中四环八步教学模式生物模块三导学案第4页（共6页）班级 小组姓名 评价等级沅江三中四环八步教学模式 生物模块三导学案 第5页（共6页）⑤观察比较对照组与实验组落叶的_______程度。
(3)实验结果及结论：①结果:对照组与实验组的落叶相比_________。
②结论:说明土壤中的微生物对落叶具有________。
(4)问题思考：①实验组的叶片腐烂程度低,原因是实验组的土壤进行了_______、杀死了______，而细菌具有分解作用。
②实验中的无关变量有哪些? ________________________【标准解答】本案例属于分析类实验,以教材实验为基础从一般设计实验程序的角度,采用对照实验的方法,对实验进行分析。
对照实验中需要对实验组进行实验处理,如本实验采用 60℃对土壤进行 1小时处理;此外，对照实验遵循等量对照,如本实验中对落叶的选取要求形态、 大小要相同并分成两等份。
分析对照组和实验组的实验材料的改变,要有衡量标准,如本实验中的衡量标准是落叶的“腐烂程度” 。
答案：(2)①实验 对照 ②实验 60 ③纱布 ⑤腐烂 (3)①腐烂程度要高 ②分解作用 (4)①灭菌处理 细菌②土壤的多少；实验处理时间的长短；落叶的种类等3.同学们在课外活动中发现植物的落叶在土壤里会逐渐腐烂，形成腐殖质。
他们猜测落叶的腐烂是由于土壤微生物的作用，不同生态系统的土壤微生物分解能力不同，并设计了实验进行验证。
(1)实验设计首先要遵循的是________原则和________原则。
(2)以带有同种落叶的土壤为实验材料，均分为A 和B 。
实验时A 不做处理(自然状态)；B 用塑料袋包好，放在60℃的恒温箱中灭菌1小时。
B 处理的目的是_________________。
___________________________________________________(3)(2)中实验的自变量是_________________________，因变量是_______________________， 无关变量是_________________________(至少写出两点)。
(4)如果同学们的猜测是正确的，若干天后(2)中B 组的落叶_________________________。
(5)如果同学们用带有相同量同种植物落叶的冻土苔原和热带雨林的等量土壤为实验材料，分别模拟原生态系统的无机环境条件进行C 组和D 组的实验，定期抽样检测样品土壤中未腐烂的落叶的含量，请根据预期结果在上图中绘出相应的曲线。
思路点拨：由题意可知该实验的目的是验证落叶的腐烂是由于土壤微生物的作用，实验的自变量是土壤中微生物的有无，因变量是落叶的腐烂程度。
为遵循生物实验设计的对照原则和单一变量原则，所以应尽量减少无关变量对实验的影响，如土壤温度、湿度、pH 、落叶的种班级 小组 姓名 评价等级沅江三中四环八步教学模式 生物模块三导学案 第6页（共6页）类和大小等。
在绘制曲线时，应注意以下几点：①明确横坐标和纵坐标的意义，其中纵坐标为未腐烂的落叶量；②两曲线的起点相同，注意纵坐标初始值不为0；③由于微生物的分解作用，两曲线呈下降趋势，且D 组下降速度较C 组快；④随时间延长，微生物的数量增多，故两曲线的下降趋势是由慢到快。
答案：(1)单一变量 对照 (2)杀死土壤微生物，同时避免土壤理化性质的改变(3)土壤微生物(作用)的有无 落叶的腐烂程度 土壤温度、含水量、pH 、落叶的种类和大小等(合理即可) (4)腐烂程度小于对照组 (5)如下图4.下面是某小组的同学为证明细菌的分解作用提出的两种实验方案。
他们将同一种树的落叶分成甲、乙两组,实验过程中不断地滴加蒸馏水,使树叶保持潮湿。
方案一:将甲组放在无菌条件下,乙组放在自然条件下(暴露在空气中) 。
观察记录落叶的变化。
方案二:将甲组灭菌后放在无菌条件下,乙组放在自然条件下(暴露在空气中) 。
观察记录落叶的变化。
(1)上述两种实验方案能否达到实验目的? 请说明理由。
方案一:不能。
甲、乙两组均未进行灭菌处理。
甲组落叶会分解从而失去对照作用,在自然条件下空气不仅含有细菌,且含有分解落叶的其他微生物,因此不能说乙组落叶分解只是由细菌引起的。