第3章

生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性第2課時(shí)

探究土壤微生物的分解作用第3節(jié)

生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)物質(zhì)循環(huán)——碳循環(huán)大氣中的CO2庫(kù)燃燒光合作用或化能合成作用呼吸作用生產(chǎn)者消費(fèi)者攝食微生物的分解作用呼吸作用動(dòng)植物的遺體和動(dòng)物排遺物泥炭、煤、石油化石燃料分解者CO2CO2CO2CO2CO2含碳有機(jī)物增加至溫室效應(yīng)探究土壤微生物的分解作用背景資料

土壤中有數(shù)量繁多的微生物：細(xì)菌、絲狀真菌、放線菌，起重要的分解作用。細(xì)菌絲狀真菌放線菌探究實(shí)踐各地氣候與環(huán)境等因素不同，落葉在土壤中被分解的時(shí)間不同。提出問(wèn)題①落葉是在土壤微生物的作用下腐爛的嗎？②土壤微生物對(duì)淀粉具有分解作用嗎？設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果，得出結(jié)論表達(dá)和交流探究土壤微生物的分解作用探究實(shí)踐（1）土壤中存在著種類、數(shù)目繁多的細(xì)菌、真菌等微生物，它們?cè)谏鷳B(tài)系統(tǒng)中主要充當(dāng)分解者。1、實(shí)驗(yàn)原理（2）分解者的分解速度與環(huán)境中的溫度、水分等因素有關(guān)。（3）土壤微生物能分泌淀粉酶將淀粉分解成還原糖，淀粉遇碘變藍(lán)。還原糖遇斐林試劑，在水浴加熱條件下，產(chǎn)生磚紅色沉淀。（4）對(duì)照實(shí)驗(yàn)的設(shè)置。控制變量：對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組除自變量外，各條件保持一致。無(wú)關(guān)變量探究土壤微生物的分解作用探究實(shí)踐1、作出假設(shè)落葉是被土壤微生物分解了，不是土壤的物理、化學(xué)因素的作用。一、案例1：落葉是在土壤微生物的作用下腐爛的嗎？2、選材帶有落葉的土壤土壤微生物通過(guò)分泌胞外酶，將底物分解為簡(jiǎn)單的分子，然后通過(guò)細(xì)胞膜吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。帶有落葉的土壤中含有土壤微生物較多，好氧微生物主要生活于土壤表層。自變量因變量無(wú)關(guān)變量對(duì)照組：不做處理的土壤（自然狀態(tài)）實(shí)驗(yàn)組：滅菌處理的土壤（排除微生物作用）落葉是否腐爛（比較腐爛程度）落葉的量、土壤的量等（保證適宜且相同）3、設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)一、案例1：落葉是在土壤微生物的作用下腐爛的嗎？4、實(shí)驗(yàn)步驟①在農(nóng)田或林地（肥沃）的土壤中取土壤若干，平均分成兩組：A組土壤不做處理B組土壤處理以排除微生物的作用滅菌且盡可能避免土壤理化性質(zhì)的改變（用塑料袋包好，放在60℃恒溫箱1h滅菌）對(duì)照組實(shí)驗(yàn)組一、案例1：落葉是在土壤微生物的作用下腐爛的嗎？4、實(shí)驗(yàn)步驟②取同種樹(shù)葉若干，平均分成兩份，并編號(hào)A份和B份。③A份埋入A組土壤，B份埋入B組土壤。AB一、案例1：落葉是在土壤微生物的作用下腐爛的嗎？4、實(shí)驗(yàn)步驟④在相同且適宜的環(huán)境中培養(yǎng)。⑤過(guò)若干時(shí)間將網(wǎng)袋取出，觀察并記錄指標(biāo)：AB因變量-落葉的腐爛程度一、案例1：落葉是在土壤微生物的作用下腐爛的嗎？A組（對(duì)照組、土壤不滅菌）的葉片比B組（實(shí)驗(yàn)組、土壤滅菌）的葉片腐爛程度嚴(yán)重。落葉是在土壤微生物的作用下腐爛的。檢測(cè)因變量（腐爛程度）的另一種方法：比較實(shí)驗(yàn)前后葉片干重的變化量5、分析結(jié)果，得出結(jié)論結(jié)果：結(jié)論：6、表達(dá)和交流一、案例1：落葉是在土壤微生物的作用下腐爛的嗎？1、作出假設(shè)土壤中的微生物能分解葉片中的淀粉2、設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)二、案例2：探究土壤微生物對(duì)淀粉的分解作用自變量因變量無(wú)關(guān)變量對(duì)照組：蒸餾水(空白對(duì)照)實(shí)驗(yàn)組：土壤浸出液(含土壤微生物)淀粉是否被水解(用碘液或斐林試劑檢測(cè))蒸餾水和土壤浸出液的量，兩組所處的溫度等(適宜且相等)取出紗布燒杯土壤水水玻璃棒將取自農(nóng)田、林地或花盆等處的土壤放入里面墊有厚紗布的燒杯中，加水?dāng)嚢?，然后將紗布連同土壤一起取出。將留在燒杯中的土壤浸出液靜置一段時(shí)間備用。①制備土壤浸出液3、實(shí)驗(yàn)步驟二、案例2：探究土壤微生物對(duì)淀粉的分解作用淀粉糊加入30mL土壤浸出液AB加入30mL蒸餾水②另取兩燒杯，編號(hào)A、B，放入等量淀粉糊。3、實(shí)驗(yàn)步驟二、案例2：探究土壤微生物對(duì)淀粉的分解作用淀粉糊加入30mL土壤浸出液加入碘液AB加入30mL蒸餾水A1A2B1B2加入碘液加入斐林試劑加入斐林試劑室溫（20℃）放置7d后③在室溫（20℃左右）放置7d，分別取A、B燒杯中溶液20mL，各放入兩支試管中，分別編號(hào)A1、A2、B1、B2。3、實(shí)驗(yàn)步驟④A1、B1中加碘液,A2、B2中加斐林試劑。二、案例2：探究土壤微生物對(duì)淀粉的分解作用淀粉糊加入30mL土壤浸出液加入碘液AB加入30mL蒸餾水A1A2B1B2加入碘液加入斐林試劑加入斐林試劑實(shí)驗(yàn)結(jié)果不變藍(lán)出現(xiàn)磚紅色沉淀變藍(lán)不出現(xiàn)磚紅色沉淀室溫（20℃）放置7d后3、實(shí)驗(yàn)步驟二、案例2：探究土壤微生物對(duì)淀粉的分解作用⑤觀察4支試管中溶液顏色的變化，記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。提出問(wèn)題土壤微生物能分解淀粉嗎？實(shí)驗(yàn)假設(shè)土壤微生物能分解淀粉。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)組對(duì)照組自變量實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象加入碘液A1B1加入斐林試劑A2B2結(jié)論分析是否加入土壤浸出液（是否含有分解淀粉的微生物）A燒杯中加入適量淀粉糊

+30mL土壤浸出液B燒杯中加入等量淀粉糊

+30mL蒸餾水5、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析不變藍(lán)變藍(lán)出現(xiàn)磚紅色沉淀不出現(xiàn)磚紅色沉淀土壤浸出液中的微生物能分解淀粉二、案例2：探究土壤微生物對(duì)淀粉的分解作用課堂練習(xí)1、某同學(xué)設(shè)計(jì)了探究土壤微生物分解作用的實(shí)驗(yàn)，對(duì)照組的土壤應(yīng)設(shè)計(jì)(

)A.不做處理，自然狀態(tài)B.作高溫滅菌處理C.排除微生物的作用D.盡可能避免理化性質(zhì)的改變A2、探究土壤微生物對(duì)淀粉的分解作用的實(shí)驗(yàn)中，自變量是()A.有無(wú)淀粉B.有無(wú)土壤微生物C.溶液顏色的變化D.有無(wú)還原糖B課堂練習(xí)3、下列關(guān)于“探究土壤微生物對(duì)淀粉的分解作用”的課題，設(shè)計(jì)不合理的是（

）A.用等量土壤浸出液和蒸餾水處理等量淀粉糊B.實(shí)驗(yàn)應(yīng)分別對(duì)土壤浸出液和蒸餾水進(jìn)行高溫消毒后再處理淀粉糊C.應(yīng)在20℃左右下處理7天后，再進(jìn)行相關(guān)檢測(cè)D.用碘液檢測(cè)淀粉，用斐林試劑檢測(cè)還原糖B解析根據(jù)題干可知，該實(shí)驗(yàn)的自變量是土壤微生物的有無(wú)，因此對(duì)照組用蒸餾水處理淀粉糊，而實(shí)驗(yàn)組用土壤浸出液處理淀粉糊，A正確；對(duì)土壤浸出液和蒸餾水進(jìn)行高溫消毒后，土壤浸出液中的微生物被殺死，無(wú)法達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，B錯(cuò)誤；土壤微生物分解淀粉需要時(shí)間，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)將實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組在20℃左右下處理7天后，再進(jìn)行相關(guān)檢測(cè)，C正確；土壤微生物可將淀粉分解成還原糖，實(shí)驗(yàn)可用碘液檢測(cè)淀粉，用斐林試劑檢測(cè)還原糖，D正確。4、某生物興趣小組以帶有落葉的表層土壤（深5cm左右）為實(shí)驗(yàn)材料，研究土壤微生物在適宜溫度下的分解作用，對(duì)土壤處理情況如表所示。下列有關(guān)敘述不正確的是（

）組別1組2組3組4組土壤處理滅菌不滅菌滅菌不滅菌濕潤(rùn)濕潤(rùn)較干燥較干燥A.該實(shí)驗(yàn)?zāi)芴骄坎煌寥罎穸葪l件下，土壤微生物對(duì)落葉的分解作用B.為了控制實(shí)驗(yàn)中的無(wú)關(guān)變量，作為實(shí)驗(yàn)材料的落葉也應(yīng)進(jìn)行滅菌處理C.若該實(shí)驗(yàn)的自變量為土壤是否進(jìn)行滅菌處理，實(shí)驗(yàn)中的對(duì)照組是1組和3組D.預(yù)期結(jié)論是1、3組的落葉不被分解，2、4組中的落葉被不同程度地分解C若該實(shí)驗(yàn)的自變量為土壤是否進(jìn)行滅菌處理，則1、2組對(duì)照可探究濕潤(rùn)土壤中微生物對(duì)落葉的分解作用，3、4組對(duì)照可探究較干燥土壤中微生物對(duì)落葉的分解作用，其中2組和4組均為未經(jīng)處理的空白對(duì)照，屬于對(duì)照組，1組和3組為實(shí)驗(yàn)組，C項(xiàng)錯(cuò)誤；1、3組的土壤經(jīng)滅菌后，其中的微生物會(huì)被殺死，而土壤中的微生物主要充當(dāng)分解者，因此預(yù)測(cè)這兩組的落葉不被分解，而2、4組的土壤中含有微生物，但是土壤濕度不同，所以落葉被分解的程度不同，D項(xiàng)正確。課堂練習(xí)5、如圖為生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)示意圖，圖中甲、乙、丙代表生態(tài)系統(tǒng)組成成分，數(shù)字表示碳的流動(dòng)過(guò)程。下列敘述正確的是()A.圖中生產(chǎn)者、甲、乙、丙構(gòu)成了兩條食物鏈B.大力增強(qiáng)過(guò)程①可一定程度緩解溫室效應(yīng)C.經(jīng)過(guò)程③的碳全部?jī)?chǔ)存于乙體內(nèi)的有機(jī)物中D.農(nóng)業(yè)上的中耕松土可以加強(qiáng)過(guò)程⑦B課堂練習(xí)6、關(guān)于下圖中生態(tài)農(nóng)業(yè)的敘述，正確的是()A.該生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括非生物的物質(zhì)和能量、生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者B.由于食物鏈延長(zhǎng)，能量逐級(jí)損耗，系統(tǒng)總能量利用效率降低C.對(duì)作物增施農(nóng)家肥能提高產(chǎn)量，是因?yàn)槠浯龠M(jìn)了該生