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（10）探究土壤微生物的分解作用
——高考一轮复习生物学探究类实验专练
1.下列有关“土壤微生物的分解作用”实验的叙述，错误的是（ ）
A.气候、温度等因素均会影响落叶分解的时间
B.探究微生物对落叶的分解作用时，对照组土壤要灭菌处理
C.具有分解作用的土壤微生物包括细菌、真菌、放线菌等多种类型
D.探究微生物对淀粉的分解作用时，需提前制备土壤浸出液静置备用
2.下列有关“土壤微生物的分解作用”实验的叙述，错误的是（ ）
A.气候、环境条件等因素均会影响落叶分解的时间
B.探究微生物对落叶的分解作用时，对照组土壤要灭菌处理
C.具有分解作用的土壤微生物包括细菌、真菌、放线菌等多种类型
D.探究微生物对淀粉的分解作用时，需提前制备土壤浸出液静置备用
3.为探究落叶是否是在土壤微生物的作用下腐烂的，下列实验设计，错误的是（ ）
A.可选择带有落叶的土壤作为实验材料
B.将落叶平均分成两份，置于网兜中
C.将落叶连同网兜分别埋入对照组和实验组两组土壤中，观察落叶的腐烂情况
D. 把土壤分成两组，对照组土壤进行接种微生物处理，实验组土壤不作处理
4.一位同学要探究土壤微生物能否分解农药，并尽快得出实验结论，用“敌草隆”（一种除草剂）进行实验：取等量砂土分装于相同的两个容器中，a组高压灭菌，b组不灭菌。下列有关叙述中正确的是（ ）
A.再增加c组作为对照，不喷入“敌草隆”，其他处理与a、b组相同
B.检测“敌草隆”的消失情况，预计a组的“敌草隆”全部消失，b组的基本不变
C.只用砂土实验效果比用几种典型土壤混合后的好
D.向a、b组中喷入等量的“敌草隆”，再置于同一恒温箱中培养相同时间
5.土壤中的微生物、作物的根系和土壤动物的呼吸都会释放出大量的CO2，统称为土壤呼吸，土壤呼吸是陆地生态系统碳循环的重要环节。下图是不同条件下土壤呼吸的日变化动态。下列分析错误的是（ ）
注：Rs–裸为裸土土壤呼吸速率；Rs–苔为苔藓覆盖土壤呼吸速率；Rs–凋为凋落物覆盖土壤呼吸速率。
A.凋落物中的能量可直接供给分解者和其他各营养级生物利用
B.该生态系统中对碳循环起关键作用的是生产者和分解者
C.土壤表层凋落物的覆盖情况会影响土壤中有机物的分解速率
D.土壤表层的覆盖物能提高土壤呼吸速率的原因可能与提高温度有关
6.生物学是一门以实验为基础的自然科学，下列有关探究活动的叙述中正确的是（ ）
A.在“探究培养液中酵母菌种群数量的变化”实验中，采用抽样检测的方法进行，应将培养液滴入血细胞计数板的计数室，待酵母菌全部沉降后盖上盖玻片
B.因土壤中小动物活动能力弱，故适宜采用样方法调查土壤中小动物类群的丰富度
C.“设计并制作生态缸，观察其稳定性”实验中，若分解者数量太少，则最先出现营养危机的是初级消费者
D.在探究“土壤微生物对淀粉的分解作用”实验中，可用碘液或斐林试剂作检测试剂
7.某生物兴趣小组以带有落叶的表层土壤（深5 cm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（ ）
组别 1组 2组 3组 4组
土壤 灭菌 不灭菌 灭菌 不灭菌
处理 湿润 湿润 较干燥 较干燥
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.预期结果是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
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.该实验的自变量为土壤是否灭菌处理，实验中的对照组是1和3
8.为探究土壤微生物的分解作用，某班学习小组设计了两个实验方案。方案1：以带有落叶的土壤为实验材料，观察落叶在土壤微生物的作用下的腐烂情况。方案2：以土壤浸出液为材料，检测土壤微生物对淀粉的分解情况。下列关于这两个方案的分析，不合理的是（ ）
A.方案1应设置两组，对照组土壤不做处理，实验组土壤进行处理，尽可能排除微生物的作用，一段时间后观察两组落叶的腐烂情况
B.方案2中实验组取30mL土壤浸出液加到含淀粉糊的烧杯中，一段时间后取出适量液体，可滴加碘液后观察溶液是否变蓝
C.方案2中对照组向装有淀粉糊的烧杯中加入30mL蒸馏水，一段时间后取出适量液体，加入斐林试剂即可观察到砖红色沉淀
D.在实验过程中要注意控制变量，如方案1实验组土壤处理要尽可能避免土壤理化性质的改变，这属于控制无关变量
9.下表为“探究土壤微生物的分解作用”实验处理，下列有关叙述正确的是（ ）
第1组 第2组
实验处理 60℃恒温箱处理土壤1h + -
将落叶埋入土壤 + +
实验结果 落叶是否腐烂 否 是
注：“+”表示进行处理，“－”表示不进行处理
A.该实验中第1组为对照组，第2组为实验组
B.将落叶埋入土壤前要用塑料袋进行密封处理
C.若第1组落叶也有轻微腐烂，可能是落叶携带的微生物所致
D.60℃恒温箱处理土壤1h，土壤的理化性质不会发生任何改变
10.为探究土壤微生物的分解作用，教材设计了两个实验方案。方案1：以带有落叶的土壤为实验材料，观察落叶在土壤微生物的作用下的腐烂情况；方案2：以土壤浸出液和淀粉糊为材料，检测土壤微生物对淀粉的分解情况。下列关于方案设计的分析，合理的是（ ）
A.方案1和方案2都遵循了单一变量原则，采用了对比实验的方法
B.方案1应设置两组，实验组土壤应不做处理，对照组土壤进行灭菌处理
C.方案1土壤灭菌处理要尽量避免土壤理化性质改变，这属于控制无关变量
D.方案2可加入碘液或斐林试剂直接通过颜色变化检测淀粉糊的分解情况
11.某兴趣小组以带有落叶的表层土壤（距离地面约6cm）为实验材料，研究土壤微生物对落叶的分解作用，每组土壤的处理情况如表所示，其中1、2组的土壤较为湿润，3、4组的土壤是干燥的。回答下列问题：
组别 1 2 3 4
土壤处理 不处理 60℃放置1h 不处理 60℃放置1h
（1）该实验的自变量是__________，因变量是__________。
（2）通过表格中的处理方式来控制自变量时用到了__________（填“加法原理”或“减法原理”），60℃放置处理的目的是__________。
（3）预期上述各组的实验结果：__________。
（4）微生物种类、环境温度、湿度及pH等均会对落叶的分解速率产生影响，不同地块的微生物种类存在差异。现欲证明不同地块微生物对淀粉的分解速率不同，请以碘液作为检验试剂，以不同地块的土壤制成的土壤浸出液、淀粉溶液等为材料，设计实验，写出实验思路。
实验思路：____________________。
12.下列是对土壤微生物开展探究活动的三个案例，请在相应的空白处作答。
（1）案例I：探究落叶在土壤微生物的作用下是否发生腐烂（分解）。
设计思路：
组别 对照组 实验组
处理情况 不做任何处理的带落叶的土壤 处理过的带落叶的土壤
将等量的带落叶的土壤，用带有编号的相同的塑料袋分别包扎好，并埋在5cm深的土壤中
对实验组土壤应该进行________处理，尽可能排除________的作用。
（2）案例Ⅱ：探究土壤微生物对淀粉的分解作用。
实验步骤：
①将取自农田的土壤制成土壤浸出液，放在烧杯中静置一段时间。
②另取两只烧杯，编号为A、B，放入等量的淀粉糊。在A烧杯中加入30 mL土壤浸出液，B烧杯中加入________。
③在室温条件下放置7天后，从A烧杯中取20 mL溶液，分别加入A1和A2两支试管各10 mL；从B烧杯中取20 mL溶液，分别加入B1和B2两支试管各10mL。
④在A1和B1中加入碘液；在A2和B2中加入________，并进行________处理。
⑤观察各试管的颜色变化，记录实验结果。
（3）案例Ⅲ：探究土壤微生物中是否含有分解纤维素的细菌的实验过程中，应将土壤浸出液接种在以________为唯一碳源的培养基上，并用________（试剂）加以鉴别。
答案以及解析
1.答案：B
解析：A、气候、温度等因素均会影响落叶的分解时间，如在温暖的环境中，落叶分解较快，A正确；B、探究微生物对落叶的分解作用时，自变量是微生物的有无，自变量是人为改变的量，因此实验组土壤要灭菌处理，B错误；C、具有分解作用的土壤微生物主要营腐生生活，主要包括细菌、真菌、放线菌等多种类型，C正确；D、探究微生物对淀粉的分解作用时，需提前制备土壤浸出液静置备用，土壤浸出液中含有微生物，可用碘液或斐林试剂进行检测，D正确。故选：B。
2.答案：B
解析：A、气候、环境条件等因素均会影响落叶的分解时间，如在温暖的环境中，落叶分解较快，A正确；B、探究微生物对落叶的分解作用时，自变量是微生物的有无，自变量是人为改变的量，因此实验组土壤要灭菌处理，B错误；C、具有分解作用的土壤微生物主要营腐生生活，主要包括细菌、真菌、放线菌等多种类型，C正确；D、探究微生物对淀粉的分解作用时，需提前制备土壤浸出液静置备用，土壤浸出液中含有微生物，可用碘液或斐林试剂进行检测，D正确。故选：B。
3.答案：D
解析：分解落叶的微生物往往在含有落叶的土壤中分布较多，所以可选择带有落叶的土壤作为实验材料，A正确；由实验目的可知，实验应分两组，一组实验组，一组对照组，所以要将落叶平均分成两份，把土壤也平均分成两份，B正确；将落叶连同网兜分别埋入对照组和实验组两组土壤中，观察落叶的腐烂情况，C正确；把土壤平均分成两份，应将灭菌的土壤设为实验组，不作处理的土壤设为对照组，D错误。
4.答案：D
解析：分析题干可知，本题是通过实验探究土壤微生物能否分解农药，a组高压灭菌，没有土壤微生物，b组不灭菌，存在土壤微生物，所以a组为实验组，b组为对照组，无需增加不喷入“敌草隆”的一组实验，A错误；a组经过高压灭菌，不含土壤微生物，不能将“敌草隆”分解，预计a组的“敌草隆”基本不变，b组不灭菌，存在土壤微生物，可能将“敌草隆”分解，预计b组的“敌草隆”全部消失，B错误；不同的土壤中微生物的种类和数量不同，只用砂土实验效果不如用几种典型土壤混合后的好，C错误；本实验的自变量为有无土壤微生物，“敌草隆”的使用量和培养条件等是无关变量，无关变量应保持相同且适宜，所以应向a、b组中喷入等量“敌草隆”，再置于同一恒温箱中培养相同时间，D正确。
5.答案：A
解析：凋落物中的能量可直接供给分解者和部分第二营养级生物利用，A项错误。碳循环中起关键作用的是生产者和分解者，B项正确。土壤表层凋落物的覆盖情况会影响土壤中分解者的分布，从而会影响有机物的分解速率，C项正确。土壤表层的覆盖物可以提高土壤温度，所以可以提高土壤呼吸速率，D项正确。
6.答案：D
解析：A、在探究培养液中酵母菌种群数量的变化实验中，采用抽样检测的方法进行，应先盖上盖玻片，再将培养液滴入血细胞计数板的计数室，待酵母菌全部沉降后计数，A错误；B、因土壤中小动物活动能力强，故适宜采用取样器取样法调查土壤中小动物类群的丰富度，B错误；C、设计并制作生态缸，观察其稳定性实验中，若分解者数量太少，则产生的无机盐较少，则最先出现营养危机的是生产者，C错误；D、在探究土壤微生物对淀粉的分解作用实验中，可用碘液（检测淀粉有没有被分解）或斐林试剂（检测有没有还原糖的产生）作检测试剂，D正确。
7.答案：D
解析：A、实验组2组合4组可以形成对照，变量是土壤的湿润程度，来研究土壤微生物对落叶的分解作用，A正确；
B、1组和3组由于没有微生物，落叶不被分解，2组和4组由于有微生物，落叶不同程度的被分解，B正确；
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，消除微生物的影响，C正确；
D、该实验的变量有两个，一个是灭菌、不灭菌，一个是湿润、不湿润．自变量是灭菌、不灭菌，在湿润条件下1、2形成对照，在干燥条件下3、4形成对照，所以1、3分别是两组对照实验的对照组，D错误。
故选：D。
8.答案：C
解析：AD、进行实验时应遵循单一变量和控制无关变量原则，方案1应设置两组，对照组土壤不做处理，实验组应对土壤进行灭菌，防止土壤中的微生物对落叶的分解作用影响实验，一段时间后观察两组落叶的腐烂情况，在实验过程中要注意控制变量，如方案1实验组土壤处理要尽可能避免土壤理化性质的改变，这属于控制无关变量，AD正确；B、淀粉遇碘液变蓝，方案2中实验组取30mL土壤浸出液加到含淀粉糊的烧杯中，一段时间后取出适量液体，可滴加碘液后观察溶液是否变蓝，B正确；C、淀粉分解产物是麦芽糖、葡萄糖属于还原性糖，应用斐林试剂进行检测，检测中必须水浴加热，然后观察颜色变化，C错误。故选C。
9.答案：C
解析：据表分析可知，第1组土壤有处理，第2组未做任何处理，因此第1组应为实验组，第2组为对照组，A错误；落叶埋入土壤前不能用塑料袋进行密封处理，否则落叶无法接触到土壤，也无法验证土壤的分解作用，B错误；实验中灭菌处理的是土壤，落叶并未做灭菌处理，因此相同条件下，若实验组叶片也有轻微腐烂，可能是叶片携带的微生物所致，C正确；60℃恒温处理土壤1h，土壤的理化性质会有小幅改变，但对实验影响较小，D错误。
10.答案：C
解析：方案1和2采用了对照实验的方法，A错误；方案1实验组应灭菌处理，对照组不做处理，B错误；方案一的自变量是土壤中是否存在微生物，土壤的理化性质属于无关变量，应保持相同且适宜，灭菌处理时尽量不要被破坏，C正确；方案2若用斐林试剂检测淀粉分解情况，应在50-65℃水浴加热后才能看到颜色变化，D错误。
11.答案：（1）是否进行60℃放置处理和土壤湿度；落叶的分解量
（2）减法原理；既排除土壤中微生物的作用，又避免过高的温度改变土壤的理化性质
（3）2、4组无法分解落叶；1组分解的落叶量最多；3组落叶有一定程度的分解，但分解量低于1组
（4）用不同地块的土制成的等量土壤浸出液分别与等量淀粉溶液混合，在相同并适宜的温度、湿度及pH下作用相同时间，用碘液检测并观察变蓝的程度
解析：（1）该实验是研究土壤微生物对落叶的分解作用，根据表格可知自变量为土壤中是否有微生物（是否进行60°C放置处理）以及是土壤湿润条件，因变量为落叶的分解程度（分解量）。
（2）减法原理是指与常态比较人为去除某种影响因素的称为“减法原理”，该实验通过高温去除土壤中微生物，是减法原理；60°C放置处理目的是既排除土壤中微生物的作用，又避免过高的温度改变土壤的理化性质。
（3）因为2、4组土壤进行60°C放置处理，土壤中微生物被杀灭，无法分解落叶；1、3组没有进行60°C放置处理，存在微生物，因其土壤的湿润条件不同，分解的落叶量也不相同，1组土壤较为湿润，分解的落叶量较多，3组土壤是干燥的，微生物分解能力下降，落叶分解量相较于1组要少一些。
（4）实验目的是证明不同地块微生物对淀粉的分解速率不同。自变量是不同地块，因变量是对淀粉的分解速率，因变量检测指标是碘液变蓝的程度。无关变量：如温度、pH等需要相同且适宜。实验思路为：用不同地块的土制成的等量土壤浸出液分别与等量淀粉溶液混合，在相同并适宜的温度、湿度及pH下作用相同时间，用碘液检测并观察变蓝的程度。
12.答案：（1）灭菌；土壤微生物
（2）30 mL（等量）无菌水；（等量的）斐林试剂；水浴加热
（3）纤维素；刚果红
解析：（1）自变量的处理方法：①案例Ⅰ中实验的自变量是土壤微生物的有无，对照组不做处理含有微生物，实验组应不含微生物，应进行灭菌处理；②案例Ⅱ中实验的自变量是分解淀粉的微生物的有无，A烧杯中的土壤浸出液含有微生物，B烧杯中加入的液体应不含微生物，因此可加入等量的蒸馏水。
（2）验证不同糖类需要的试剂：①淀粉遇碘液变蓝；②淀粉分解产生的还原糖遇斐林试剂在加热的情况下产生砖红色沉淀。实验现象的观察：根据选择的检测试剂（碘液、斐林试剂）可知，观察指标应是颜色的变化。

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