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18.1
微生物在生物圈中的作用
主讲：21世纪教育
北京师范大学出版社·生物学·八年级·上册
学习目标简述什么是微生物，列举常见的微生物类型：概述微生物的代谢和繁殖特点，举例说明微生物在生物圈中的作用。北京师范大学出版社·生物学·八年级·上册北京师范大学出版社·生物学·八年级·上册在生物圈中，一般把个体微小、结构简单的生物，统称为微生物。北京师范大学出版社·生物学·八年级·上册微生物是个体微小、结构简单的生物没有细胞结构如病毒单细胞生物大多数细菌、放线菌、支原体、立克次氏体、衣原体、蓝细菌，以及酵母菌、单细胞藻类等多细胞生物少数各种霉菌和大型真菌等北京师范大学出版社·生物学·八年级·上册微生物在生物圈中分布广泛踪迹在营养贫乏的岩石、矿山、荒漠上至10 000m的高空，深至11000m的海洋主要场所土壤里有微生物生活需要的各种营养物质重要场所动植物体表、体内的各种条件适宜微生物生活大多数微生物个体微小，我们无法用肉眼观察到。如果制作一种培养基，为微生物生活提供必需的营养物质，微生物在培养基上会迅速繁殖和生长，并形成肉眼可见的微生物菌落。根据这个原理，可以通过实验发现我们身边是否存在微生物。北京师范大学出版社·生物学·八年级·上册建议活动：发现我们身边的微生物提示依据上述原理，组内围绕“发现我们身边的微生物”的主题，进行充分的讨论后提出问题，如你的问题可以是：“手上是否存在多种微生物”；“钱币上是否存在微生物”。选择一个问题进行研究。运用已有知识对本组提出的问题作出尝试性解释(即假设)。北京师范大学出版社·生物学·八年级·上册建议活动：发现我们身边的微生物提示制订计划时，可考虑使用下列实验器具和材料：烧杯、用琼脂制作的无菌培养基、玻璃标记笔、放大镜等。你组的实验设计方案，要能够获得实验数据，如菌落的形态和数量。根据你组实验方案的具体要求，请老师为你组提供有关器具和材料。北京师范大学出版社·生物学·八年级·上册建议活动：发现我们身边的微生物提示在实施实验方案前，请对你组的实验结果进行预测，并设计一个表格，用以记录观察的现象和实验数据。注意观察并记录好实验现象，以便对结果和结论进行讨论。北京师范大学出版社·生物学·八年级·上册建议活动：发现我们身边的微生物讨论1.讨论本组的实验结果和结论，看一看与假设的结果是否一致。2.在全班交流本组的实验结论，看一看对身边微生物的分布能得出什么共同的结论。将讨论后一致的意见，填入下面的空格中：从上述的探究实验得知，__________________________。北京师范大学出版社·生物学·八年级·上册建议活动：发现我们身边的微生物北京师范大学出版社·生物学·八年级·上册微生物种类繁多，目前比较肯定的微生物种数在10万种以上细菌、真菌、病毒是微生物的主要类群北京师范大学出版社·生物学·八年级·上册细菌细菌分布很广，在地球上的任何地方都能找到它们的踪迹，如土壤中、岩石上、极地的冰雪中、火山及生物体的表面或内部，都有细菌生活着。细菌是具有细胞结构的单细胞生物，身体微小，必须借助于显微镜才能观察到。北京师范大学出版社·生物学·八年级·上册细菌有三种基本形态球形、杆形和螺旋形北京师范大学出版社·生物学·八年级·上册金黄色葡萄球菌球形占人皮肤上细菌总数的1/3以上北京师范大学出版社·生物学·八年级·上册大肠杆菌杆状人肠道内共生菌群的主要组成成分北京师范大学出版社·生物学·八年级·上册霍乱菌弧形有些细菌个体相互连接成球团或长链北京师范大学出版社·生物学·八年级·上册细菌的细胞由细胞壁、细胞膜、细胞质等部分构成，但没有成形的细胞核，遗传物质位于细胞特定的区域内。有些细菌还生有能够转动的鞭毛，可以使细菌在水中游动；有些细菌的细胞壁外还有荚膜，有保护作用。北京师范大学出版社·生物学·八年级·上册细菌进行分裂生殖一个细菌通过细胞分裂产生两个形状、大小、结构相似的新个体北京师范大学出版社·生物学·八年级·上册真菌真菌的种类多，分布广，人们目前认识的真菌有7万多种。真菌个体大小的差异很大，既有单细胞的酵母菌，也有大型的多细胞真菌(如蘑菇)。北京师范大学出版社·生物学·八年级·上册真菌真菌细胞都有细胞壁、细胞膜、细胞质和真正的细胞核，和植物细胞结构相似，但没有叶绿体。北京师范大学出版社·生物学·八年级·上册酵母菌酵母菌是单细胞真菌，细胞呈卵圆形。在温度适宜、氧气和养料充足的条件下，酵母菌母体上生出形态结构与母体相似的芽体，芽体长大后与母体脱离，形成新个体，这种繁殖方式为出芽生殖。北京师范大学出版社·生物学·八年级·上册酵母菌在氧气充足时酵母菌能将葡萄糖彻底氧化分解为二氧化碳和水在缺氧时酵母菌能分解葡萄糖而产生酒精和二氧化碳酒精发酵目标要求认识酵母菌的形态结构及酵母菌的芽体。北京师范大学出版社·生物学·八年级·上册活动：用显微镜观察酵母菌显微镜、载玻片、盖玻片、镊子、碘液、吸管、吸水纸、烧杯和试管、鲜酵母或发酵的面肥、蔗糖。材料用具北京师范大学出版社·生物学·八年级·上册活动：用显微镜观察酵母菌方法步骤1.制备酵母菌培养液。实验前，将一小块鲜酵母或发面面肥溶于蔗糖溶液，然后置于温暖处培养。2.制作酵母临时装片。用吸管从酵母菌培养液的上面吸一小滴液体，均匀地涂在载玻片上。用镊子夹住盖玻片盖在液滴上。北京师范大学出版社·生物学·八年级·上册活动：用显微镜观察酵母菌方法步骤3.用显微镜观察酵母菌的临时装片。先用低倍镜找到酵母菌，注意找到长出芽体的个体。然后换高倍镜，仔细观察酵母菌的形态结构。4.染色观察。在临时装片的盖玻片一侧滴一小滴碘液，在盖玻片的另一侧用吸水纸吸引，使酵母菌染色。染色后继续观察酵母菌的形态结构。北京师范大学出版社·生物学·八年级·上册活动：用显微镜观察酵母菌讨论1.酵母菌的形态结构与细菌的形态结构有何不同 2.酵母菌长出芽体有什么意义 北京师范大学出版社·生物学·八年级·上册活动：用显微镜观察酵母菌北京师范大学出版社·生物学·八年级·上册霉菌霉菌是多细胞真菌，细胞呈分叉的细丝状，称为菌丝。霉菌由呈线状或绒毛状的菌丝构成。霉菌由菌丝吸收营养物质。许多菌丝缠绕在一起，组成了菌体，如根霉菌、青霉菌和曲霉菌。北京师范大学出版社·生物学·八年级·上册霉菌的部分菌丝，能产生大量的可以直接发育成新个体的细胞，叫做孢子。孢子随风飘散，遇到适宜的环境条件即发育成新菌体，霉菌的这种生殖方式叫做孢子生殖。孢子生殖是绝大多数真菌的生殖方式。目标要求1.练习制作霉菌孢子和菌丝的临时装片；2.用显微镜观察霉菌的孢子和菌丝，认识霉菌的孢子生殖方式。北京师范大学出版社·生物学·八年级·上册活动：观察霉菌面包片、培养皿、剪刀、镊子、透明胶条、载玻片、盖玻片、甘油、显微镜。材料用具北京师范大学出版社·生物学·八年级·上册活动：观察霉菌方法步骤1.培养霉菌(1)将一片面包放入培养皿中，在面包上滴少量的水，让面包在空气中暴露30 min。(2)盖上培养皿盖，在温暖、黑暗环境中放置几天，让霉菌生长繁殖。北京师范大学出版社·生物学·八年级·上册活动：观察霉菌方法步骤2.制作霉菌的临时装片(1)剪取一小块透明胶条，用镊子夹住胶条在长有菌丝的面包上轻轻地涂一下，然后将黏着孢子囊的胶条放在载玻片上，用显微镜观察霉菌的孢子囊和孢子。北京师范大学出版社·生物学·八年级·上册活动：观察霉菌方法步骤(2)用镊子夹取部分长在面包里的菌丝，放置在载玻片上，滴一滴甘油后盖上盖玻片，然后用显微镜观察菌丝的形态。北京师范大学出版社·生物学·八年级·上册活动：观察霉菌讨论1.霉菌吸取营养的结构是什么 2.通过观察霉菌孢子的数量，解释为什么霉菌易于传播。北京师范大学出版社·生物学·八年级·上册活动：观察霉菌北京师范大学出版社·生物学·八年级·上册蘑菇蘑菇是由许多菌丝组成的，地下部分的菌丝呈疏散排列，从营养源中吸收营养物质；地上部分的菌丝则紧密地结合在一起，形成比较硬实的菌柄和菌盖，在菌盖下面的菌褶部位能够产生孢子，因此蘑菇进行孢子繁殖。北京师范大学出版社·生物学·八年级·上册有些蘑菇可以食用、药用；有些蘑菇则有剧毒，如红托鹅膏蕈，误食后，严重者可能导致死亡。雨季里，在雨后林地植物的周围甚至植物体的表面，往往会毫无征兆地长出一些蘑菇，请你寻找蘑菇，观察蘑菇的生活环境，归纳菇生长的生活环境特点。北京师范大学出版社·生物学·八年级·上册建议活动：寻找雨后蘑菇北京师范大学出版社·生物学·八年级·上册病毒病毒没有细胞结构，有的病毒呈椭圆形，有的呈球形、杆状、线形或长方形；有的外形很复杂，如T噬菌体北京师范大学出版社·生物学·八年级·上册病毒只有在电子显微镜下才能观察到病毒最大的病毒，如天花病毒的直径约为 250 nm最小的病毒，如黄热病毒的直径仅为22nm大多数病毒的直径为50~60nm病毒北京师范大学出版社·生物学·八年级·上册北京师范大学出版社·生物学·八年级·上册病毒没有细胞结构，不能独立生活，必须寄生在其他生物的细胞内。病毒在宿主细胞内能大量生成新病毒。所有病毒都有相似的两部分结构：一是由蛋白质组成的外壳，一是包含遗传物质的内核。外壳蛋白质不仅有保护病毒的作用，而且外壳蛋白质的性质决定该病毒所侵染的细胞类型。病毒北京师范大学出版社·生物学·八年级·上册依据病毒的宿主不同，将其分为三大类动物病毒植物病毒细菌病毒专门寄生在人和动物细胞里，如流感病毒专门寄生在植物细胞里，如烟草花叶病毒专门寄生在细菌体内，如T噬菌体北京师范大学出版社·生物学·八年级·上册微生物在生物圈中的作用在适宜条件下培养大肠杆菌，每20~30 min就可繁殖一次，24 h可繁殖 72代，约产生4.7x1018个后代微生物个体微小，其表面积和体积的比值大，能够迅速地与周围环境进行物质和能量的交换，因此代谢强度高，繁殖速度快。北京师范大学出版社·生物学·八年级·上册微生物在生物圈中的作用是其他生物不可替代的微生物代谢类型多样，不同微生物适应不同的环境，生命活动所需要的物质和能量来源不同，在生物圈中的作用也不同。一些细菌和真菌能够分解枯枝败叶、动物尸体和粪便等中的有机物，获得生活必需的物质和能量，这种营养方式称为腐生。腐生性微生物能将复杂的有机物分解成简单的无机物，将无机物归还到非生物环境，以供绿色植物再利用。北京师范大学出版社·生物学·八年级·上册枯草杆菌、乳酸菌、霉菌、蘑菇等都是腐生性微生物。北京师范大学出版社·生物学·八年级·上册腐生性微生物是生态系统的分解者，对生态系统中的物质循环起着不可替代的作用一些细菌、真菌和所有的病毒，生活在其他生物体的体内或体表，并从这些生物体获得生活必需的物质和能量，这种营养方式称为寄生。人的头癣、灰指甲、脚癣等都是由真菌寄生引起的。所有的病毒都不能独立生活，分别寄生在植物、动物或细菌体内。在生态系统中，寄生性微生物和动物一样，属于消费者。北京师范大学出版社·生物学·八年级·上册炭疽杆菌、肺炎双球菌就是寄生性细菌。有些微生物像植物一样，能够利用光能或化学能将无机物转变为储能有机物，满足自身对营养物质的需要。如蓝细菌、硫细菌、硝化细菌等，这些微生物属于生产者北京师范大学出版社·生物学·八年级·上册北京师范大学出版社·生物学·八年级·上册有些微生物如豆科植物根里的根瘤菌能固定空气中的氮气，为植物生活提供含氮的营养物质。北京师范大学出版社·生物学·八年级·上册微生物的代谢活动特点和极快的繁殖速度，使得它们成为生物圈的重要组成部分，尤其腐生微生物作为生物圈中的分解者，是其他生物不可替代的。根据你对微生物在生物圈中作用的理解，写一篇科幻文章--假如地球上没有微生物。体裁和字数不限，并与班内同学交流你的科幻文章。北京师范大学出版社·生物学·八年级·上册建议活动：写科幻文章——假如地球上没有微生物思维导图北京师范大学出版社·生物学·八年级·上册细菌、真菌、病毒是微生物的主要类群NO.2微生物是个体小、结构简单的生物NO.1微生物在生物圈中的作用是其他生物不可替代的NO.3练习1.在生物圈中，为什么微生物数量极多、分布极广呢 2.举例说出微生物在生物圈中的作用。3.画一个示意图，表示生物圈中的绿色植物、动物和微生物之间的关系。北京师范大学出版社·生物学·八年级·上册

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