對“土壤微生物的分解作用”實驗的改進

摘要 針對“土壤微生物的分解作用”這個實驗在教學中開展出現的幾個問題，對實驗方案進行了相應的改進，以期對教學實踐有一定的參考價值。

關鍵詞 土壤微生物 分解作用 實驗改進

中圖分類號Q-31 文獻標識碼B

“土壤微生物的分解作用”是新課程標準中設置的一項活動，旨在使學生能從實驗的角度去探究土壤中落葉等物質的消失源于土壤微生物的分解作用。筆者經調查發現，浙江省新課程實施兩年以來，開展該實驗的學校寥寥無幾，多數一線教師反映該實驗周期長、實驗現象不明顯，而更主要的是大多學校不具備實施該實驗的設備裝置，鑒于此，下面設計了該實驗的3個改進方案，以供大家參考。

1 改進方案一

草莓是在土壤微生物的作用下腐爛的嗎?

本實驗采用對照實驗的方法，設計對照組和實驗組。對照組的土壤不做任何處理(自然狀態);實驗組的土壤要經過高壓滅菌處理，以盡可能排除土壤微生物的作用，同時要盡可能避免土壤理化性質的改變。所選用的草莓都要進行徹底滅菌處理。

(1)實驗材料:土壤、草莓若干(可根據季節自行選擇其他水果)、70%的酒精、升汞。

(2)實驗器材:無菌操作臺、高壓滅菌鍋、泡沫碗、鏟子、培養皿、鑷子等。

(3)實驗步驟:

①采集土樣。選取適量較肥沃的土壤等量分裝于兩個泡沫碗中，做好標記備用。

③土壤處理。將其中的一碗土壤用報紙包好，同培養皿、鑷子等一起放入高壓蒸汽滅菌鍋滅菌20 min(實驗組)。另一碗土壤不做處理，保持自然狀態(對照組)。

③草莓處理。將所選用的草莓用70%的酒精進行10 s消毒處理，并用升汞進行20 min滅菌，最后用無菌水洗3-4次，殺滅草莓表面的微生物。

④將滅菌處理后的草莓分別埋人兩盒土壤中(深3-5 cm)，并將2組實驗材料放入無菌培養室(注意:實驗組要在無菌條件下操作)。

⑤隔天觀察草莓的腐爛程度，并對其進行描述，得出實驗結果。

(4)實驗結果:實驗第3 d對照組開始腐爛，第5 d實驗組個別草莓開始有變化;第7 d，實驗組個別草莓有一定程度腐爛，對照組幾乎所有草莓都有不同程度腐爛。

(5)實驗結論:對照組與實驗組除了對土壤的處理不同，其他條件完全一樣，實驗結果不同，說明未經滅菌處理的土壤中確實存在使草莓發霉的微生物。

2 改進方案二

面包是在土壤微生物的作用下腐爛的嗎?

本實驗采用對照實驗的方法，設計對照組和實驗組。對照組的土壤不做任何處理(自然狀態);實驗組的土壤要經過處理(在微波爐里加熱10min)，以盡可能地排除土壤微生物的作用，同時要盡可能避免土壤理化性質的改變;面包要在微波爐里面進行滅菌處理。

(1)實驗材料:土壤、面包。

(2)實驗器材:微波爐、泡沫碗若干、報紙、鏟子、鑷子、錐形瓶等。

(3)實驗步驟:

①采集土樣。選取適量較肥沃的土壤等量分裝于8個泡沫碗中，做好標記備用。

②土壤處理。將其中的4盆土壤用報紙包好同鑷子等一起放入微波爐滅菌20 min，該組為實驗組。另4盆土壤不做處理，保持自然狀態，作為對照組。

③面包處理。將新烤的面包切成若干大小相等的塊狀，放在錐形瓶中，將錐形瓶放到微波爐里加熱，進行徹底滅菌處理，殺死面包中含有的微生物。

④滅菌處理后的面包分別埋入8碗土壤中(深3-5cm)，用報紙將泡沫碗包好，并將2組實驗材料放入無菌培養室(注意:實驗組要在無菌條件下操作)。

⑤隔天觀察面包的腐爛程度，記錄實驗結果，一周后，實驗組面包完好，而對照組面包發霉。

(4)實驗結果:實驗第8 d對照組開始發霉，第10 d對照組面包上長滿了長長的“毛”，而實驗組完好。

(5)實驗結論:對照組與實驗組除了對土壤的處理不同，其他條件完全一樣，實驗結果不同。這說明未經滅菌處理的土壤中確實存在使面包變質的微生物。

3 改進方案三

探究土壤微生物對淀粉的分解作用。

本探究實驗將對土壤微生物的分解作用的探究和對淀粉及還原性糖的鑒定較好的結合在一起，既能完成新的探究實驗，又能對必修1中的重要實驗“鑒定淀粉和還原性糖”起到很好的復習作用。

(1)實驗材料及藥品:土壤、淀粉溶液、蒸餾水、碘液、斐林試劑。

(2)實驗儀器:高壓蒸汽滅菌鍋、燒杯、試管、玻璃棒、膠頭滴管、酒精燈、電子稱等。

(3)實驗步驟:

①將取自農田的土壤放入里面墊有紗布的燒杯中，加水攪拌，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間備用。

②取兩只錐形瓶，編號A、B，放入等量(約30mL)淀粉溶液，高壓蒸汽滅菌20min。

③在A錐形瓶中加入30mL土壤浸出液(實驗組)，B錐形瓶中加入30 mL無菌水(對照組，需無菌操作)，分別用牛皮紙封口(隔菌通氣)。

④在室溫(20℃左右)下放置7 d后，分別取A、B錐形瓶中的溶液5 mL，各放入兩支試管中，分別編號A1、A2、B1、B2。

⑤在A1、B1中加入碘液，在A2、B2中加入斐林試劑并在酒精燈上加熱2～3 min。

⑥觀察試管中溶液的顏色變化，記錄實驗結果，得出實驗結論。

(4)實驗結果:1周后，A1中加入碘液仍為紫色，B1中加入碘液變為藍色，A2、B2中加入斐林試劑并在酒精燈上加熱2-3min沒有變化;2周后，A2中加入斐林試劑并在酒精燈上加熱2-3min，變磚紅色，B2中加入斐林試劑并在酒精燈上加熱2-3 min仍無顏色變化。

(5)實驗結論:對照組與實驗組除了對土壤的處理不同，即所得的土壤浸出液成分不同，其他條件完全一樣，實驗結果出現不同的顏色，說明了未經滅菌處理的土壤得到的土壤浸出液中存在某些微生物，使得淀粉被分解成為還原性糖。

4 總結

方案一選擇草莓作為材料，周期短，效果好，但有季節限制;同時本方案滅菌效果徹底，但對實驗儀器的要求也比較高，所以適用于實驗設備條件較好的中學。考慮到有些學校實驗設備條件有限，沒有高壓滅菌鍋、滅菌臺，所以方案二選用微波爐來滅菌，這是生活中常見的電器容易獲得，適合實驗設備條件一般的中學;同時本方案選擇面包作為材料周期較長，但面包價格便宜，且沒有季節限制。教材對方案三沒有說明加入淀粉糊的濃度和量，以及所加淀粉糊在7 d后是否完全被分解，沒作鑒定說明，這將會直接影響實驗結果，本文在教材方案基礎上針對性的對其進行改進，并增添了鑒定實驗，使得實驗更加嚴密，提高了可操作性。