实验05 探究土壤微生物的分解作用（讲义）生物人教版选择性必修2

实验05 探究土壤微生物的分解作用 实验目标透析：课标解读+重点先知，精识目标 教材知识链接：教材解析+知识渗透，融会贯通 实验过程精讲：实验全析全解，全面掌握 实验要点速记：要点解析+典例精讲，重点提升 实验提升专练：真题感知+模拟提升，双向突破 2017版2020年修订课标 课标解读 1. 生命观念 理解微生物作为分解者在生态系统物质循环中的关键作用，建立生态系统整体性与可持续性的生物学观点。 2. 科学思维 运用对照实验和定量分析，培养逻辑推理与数据建模能力。 3. 科学探究 掌握实验设计、变量控制及实证研究方法，提升操作规范性。 4. 社会责任 认识微生物分解对生态保护与资源利用的意义，培养环境伦理观。 一、核心素养导向 通过探究土壤微生物对有机物的分解作用，帮助学生理解生态系统中物质循环的核心机制（生命观念：物质与能量观、稳态与平衡观）；引导学生设计对照实验、分析实验数据（如有机物剩余量、产物生成量），并基于证据推断微生物的分解效率与环境因素的关系（科学思维：归纳与演绎、模型与建模）；通过自主选择实验材料（落叶、淀粉等）、控制变量（温度、湿度、灭菌与否），提升实验设计、操作及结果分析的科学探究能力。 二、课标要求定位 该实验属于选择性必修2《生物与环境》模块“生态系统的物质循环”主题，要求学生通过对比“有微生物”与“无微生物”（如灭菌处理）条件下有机物的分解速率及产物（如CO₂释放、腐殖质生成），阐明分解者在生态系统物质循环和能量流动中的关键作用，理解生态系统各组分间的相互依存关系。 三、教学实践建议 情境化导入：结合“秸秆还田”“垃圾分类腐熟”等现实问题，引导学生提出“土壤微生物如何影响有机物分解”的探究问题，体现生物学与生产生活的联系。 材料与变量拓展：提供多样化分解底物（纤维素、蛋白质、脂肪类有机物），设置梯度温度、pH等环境变量，鼓励学生探究不同条件对微生物分解能力的影响，培养变量控制意识。 重点先知： 1、明确实验的核心变量。让学生清晰区分自变量（土壤微生物的有无，如灭菌组 vs 未灭菌组）、因变量（分解作用的体现，如有机物重量变化、溶液颜色变化）和无关变量（如土壤用量、温度、湿度、有机物种类与数量）。 2、指导对照实验的具体设置。需设计两组平行实验，一组为含有微生物的正常土壤（对照组），另一组为经高温灭菌（如 121℃高压蒸汽灭菌）去除微生物的土壤（实验组），其余条件完全一致。 3、选择合适的分解材料。推荐使用易观察、易量化的材料，如带有淀粉的滤纸片（用碘液检测剩余淀粉）、落叶（称重检测重量减少）或稀释的牛奶（观察腐败程度）。 教材内容 一、实验核心知识链接 1、生态功能定位 土壤微生物是生态系统分解者的核心组成部分，通过分泌胞外酶（如纤维素酶、蛋白酶）将动植物残体中的有机物分解为无机物（如CO₂、无机盐），完成物质循环的关键环节。 实验本质：验证微生物在“生物群落→无机环境”物质转移中的作用，呼应课标“分析生态系统物质循环规律”的要求。 2、定量分析创新 传统教材实验依赖定性观察落叶分解程度，改进方案引入残留率公式（残留率=残渣质量/原质量×100%）和微生物数量测定（稀释涂布平板法），实现分解效果的量化对比。例如：60℃处理1h的土壤，微生物数量下降70%-90%（尤其放线菌减少最显著），残留率显著高于自然土壤组。 二、与教材知识的关联 1、对应教材模块 该实验隶属人教版选择性必修2《生物与环境》第3章第3节“生态系统的物质循环”，是“探究·实践”活动的典型案例。 2、教材实验的局限性及改进方向 问题 交出方案缺陷 优化策略 实验周期过长 落叶分解需2月以上 改用易腐国蔬（西红柿、香蕉） 过程不可见 材料埋于土下难以观察 透明培养皿装置，实时监测腐烂过程 未验证土壤处理效果 未检测微生物数量变化 增设细菌/真菌/放线菌平板计数 结果分析定性化 仅描述分解程度 计算残留率，定量对比分解效率 三、教学延伸与拓展 1、跨学科实践 地理关联：结合Bilibili茶包法（Tea Bag Index），组织学生测量不同气候带土壤分解率，理解温度、湿度对分解速率的影响。 技术应用：利用稀释涂布平板法培养微生物，衔接微生物培养技术（选修）和数据分析（数学建模）。 2、实验材料创新 除果蔬外，可拓展至淀粉分解实验： 用碘液和斐林试剂检测土壤浸出液对淀粉的分解效果，直观验证糖类转化过程。 3、社会责任渗透 引导学生参与全球土壤分解力监测项目（如茶包埋藏90天计划），贡献生态大数据。 四、常见问题解析 1、为何设置60℃处理土壤？ 60℃可有效灭活微生物（杀菌率>70%）而不破坏土壤结构，避免高温碳化有机质。对比实验需设：自然土壤（对照组）vs. 灭菌土壤（实验组）。 2、如何排除非微生物因素的干扰？ 严格对照组：对照组与实验组使用相同土壤（仅灭菌差异）； 环境控制：容器密封（透气封口膜），避免外界微生物污染。 3、分解缓慢的可能原因 土壤湿度过低或温度不适宜；土壤通气不良（需确保装置透气性）。 【实验目的】 1、验证土壤微生物具有分解有机物的作用，明确微生物是生态系统中分解者的核心组成部分。 2、通过控制变量（如有无微生物、温度、湿度等），分析影响土壤微生物分解作用的关键环境因素。​ 3、学会设计对照实验，掌握土壤取样、有机物分解速率测定（如重量变化、CO₂释放量等）的基本方法。 【材料用具】 材料用具 （一）实验材料​ 土壤样本：选取当地不同类型的土壤（如农田土、森林土、草地土，或同一区域不同深度的土壤，如表层 0-10cm、深层 20-30cm），用于提取微生物或直接作为实验基质；​ 分解底物：选择易观察、易称量的有机物，如：​ 植物类：烘干的落叶（如杨树叶、槐树叶，剪成 1cm×1cm 碎片）、小麦秸秆（剪成 5cm 小段）、马铃薯块（去皮，切成 2cm×2cm×2cm 立方体）；​ 动物类：脱脂棉（模拟动物纤维）、煮熟的蛋黄（模拟动物组织，需灭菌处理）；​ 灭菌相关材料：无菌水、牛皮纸、纱布（用于土壤灭菌与过滤）；​ 检测试剂：澄清石灰水（或溴麝香草酚蓝溶液，用于检测微生物分解产生的 CO₂）、斐林试剂（用于检测淀粉类底物分解产生的还原糖）。​ （二）实验用具​ 取样与处理工具：小铲（用于土壤取样）、土样筛（孔径 2mm，去除土壤中的石块、植物残根）、天平（精度 0.01g，用于称量土壤与底物重量）、恒温干燥箱（用于烘干底物与土壤，测定干重）；​ 培养容器：锥形瓶（500mL，带橡胶塞，用于密封培养）、培养皿（直径 9cm，用于浅层培养）、烧杯（100mL，用于配置试剂）；​ 灭菌工具：高压蒸汽灭菌锅（用于土壤、底物及用具的灭菌，排除原有微生物干扰）、酒精灯（用于无菌操作时的局部灭菌）；​ 检测工具：试管、胶头滴管（用于 CO₂检测实验）、秒表（用于记录反应时间）、pH 计（用于测定培养过程中土壤 pH 变化，分析对微生物活性的影响）；​ 其他：标签纸（用于标记实验组与对照组）、保鲜膜（用于密封培养皿，保持湿度）、温度计（用于监测培养环境温度）。 【方法步骤】 （1） 实验准备 1、土壤处理：​ 有菌土壤：取新鲜土壤，过 2mm 土样筛，去除杂质，混合均匀后备用（保留土壤中的天然微生物群落）； 无菌土壤：取等量上述新鲜土壤，装入锥形瓶，用牛皮纸封口，置于高压蒸汽灭菌锅（121℃、101kPa）中灭菌 30min，冷却后备用（杀灭土壤中的微生物，作为空白对照）。​ 2、底物处理：​ 将落叶、小麦秸秆、马铃薯块等底物置于恒温干燥箱（80℃）中烘干至恒重，分别称量每份底物的干重（记为初始干重 W₀），用标签纸标记；​ 若用脱脂棉或煮熟的蛋黄，需先在无菌水中浸泡 10min（模拟自然湿度），沥干后称量初始重量。 3、试剂准备：​ 配置澄清石灰水：取适量熟石灰加入蒸馏水中，搅拌后静置，取上层澄清液体装入试管，每支试管装 10mL； 配置溴麝香草酚蓝溶液（0.1%）：称取 0.1g 溴麝香草酚蓝，溶于 100mL 蒸馏水中，调节 pH 至 7.0（此时溶液为蓝色，遇 CO₂会变为黄色）。 （2） 分组与处理（以 “有无微生物” 为核心变量，设 2 组，每组 3 次重复） 1、装样：在每组锥形瓶中，先加入对应土壤（有菌 / 无菌），再将称量好的底物（如落叶）均匀铺在土壤表面，轻轻压实，避免底物与土壤分层；​ 2、调节湿度：用无菌水向每组土壤中滴加蒸馏水，使土壤湿度达到 60%（以手握土壤成团、松开后轻碰即散为宜），对照组操作与实验组完全一致；​ 3、密封与标记：用带有小孔的橡胶塞塞紧锥形瓶（小孔处用纱布覆盖，既保证通气，又防止外界微生物进入），在标签纸上注明组别、日期、底物类型，置于 25℃恒温培养箱中培养。 （三）增设环境因素实验组（可选，分析温度 / 湿度对分解作用的影响）​ 1、温度影响组：设置 3 个温度梯度（10℃低温、25℃常温、35℃高温），每组均用有菌土壤 + 落叶底物，其他条件与核心实验一致，培养相同时间；​ 2、湿度影响组：设置 3 个湿度梯度（30% 低湿度、60% 中湿度、90% 高湿度），每组均用有菌土壤 + 落叶底物，25℃恒温培养，其他条件一致。​ （四）分解作用检测（培养周期为 2 周，每 3 天检测 1 次）​ 1、重量法（核心检测）：​ 取出每组锥形瓶中的底物，用蒸馏水轻轻冲洗表面附着的土壤，置于恒温干燥箱（80℃）中烘干至恒重，称量剩余干重（记为 Wₙ）；​ 计算分解速率：分解率 =（初始干重 W₀- 剩余干重 Wₙ）/ 初始干重 W₀×100%，记录每次检测的分解率。​ 2、CO₂释放法（辅助检测）：​ 取一支装有澄清石灰水的试管，将锥形瓶橡胶塞的小孔与试管相连（用橡胶管连接，确保气密性）；​ 静置 30min，观察石灰水是否变浑浊（或溴麝香草酚蓝溶液是否由蓝变绿再变黄），记录浑浊程度（如 “轻微浑浊”“明显浑浊”“重度浑浊”），间接反映微生物分解产生的 CO₂量。​ 3、底物特性检测（可选）：​ 若底物为马铃薯块（含淀粉），取少量底物研磨后加蒸馏水制成匀浆，加入斐林试剂并水浴加热，观察是否产生砖红色沉淀，判断淀粉是否被分解为还原糖；​ 若底物为脱脂棉（含纤维素），取少量底物加刚果红染液，观察颜色变化（纤维素被分解后，刚果红 - 纤维素复合物会解体，出现透明圈）。​ （五）数据记录与整理​ 设计实验数据记录表，记录每组的检测结果 【实验结果】 1、核心实验（有无微生物）结果：​ 重量变化：培养 14 天后，实验组（有菌土壤）中底物的分解率显著高于对照组（无菌土壤），如落叶底物实验组分解率约 35%-40%，对照组仅 3%-5%；马铃薯块实验组分解率约 45%-50%，对照组仅 5%-8%，且实验组底物剩余部分质地松软、颜色变深（如落叶从黄褐色变为黑褐色），对照组底物形态基本完整。CO₂释放：实验组随培养时间延长，澄清石灰水浑浊程度逐渐增强（3 天轻微浑浊，7 天明显浑浊，14 天重度浑浊），溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄；对照组全程无明显浑浊或颜色变化，说明实验组有大量 CO₂产生，对照组几乎无 CO₂释放。​ 底物特性：马铃薯块实验组加斐林试剂后出现明显砖红色沉淀，对照组仅产生微量沉淀；脱脂棉实验组加刚果红染液后出现明显透明圈，对照组无透明圈，证明实验组底物被微生物分解产生了还原糖、纤维素被分解。​ 2、环境因素实验结果：​ 温度影响：25℃常温组底物分解率最高（约 38%），35℃高温组次之（约 25%），10℃低温组最低（约 10%），且常温组 CO₂释放量最多，说明土壤微生物分解作用的最适温度接近常温，低温抑制微生物活性，高温可能导致部分微生物死亡。​ 湿度影响：60% 中湿度组底物分解率最高（约 36%），90% 高湿度组次之（约 22%），30% 低湿度组最低（约 8%），低湿度组底物干燥、质地坚硬，微生物难以活动；高湿度组土壤透气性差，缺氧抑制好氧微生物活性，证明适宜湿度是微生物分解作用的必要条件。 【实验结论】 1、土壤微生物具有显著的分解有机物作用，是生态系统中分解有机物、释放 CO₂及小分子物质（如还原糖）的关键生物，实验组底物分解率、CO₂释放量均远高于对照组，直接验证了微生物的分解功能。​ 2、环境因素对土壤微生物分解作用影响显著：​ 温度：在 10℃-35℃范围内，分解作用随温度升高先增强后减弱，25℃左右为适宜温度，低温抑制微生物代谢，高温破坏微生物结构；​ 湿度：60% 左右的土壤湿度最利于分解作用，低湿度限制微生物吸水与物质运输，高湿度导致土壤缺氧，抑制好氧微生物活性。​ 3、土壤微生物的分解作用具有底物特异性，对易降解底物（如马铃薯块、落叶）的分解效率高于难降解底物（如小麦秸秆、脱脂棉），反映了微生物群落对不同有机物的适应能力差异。​ 4、土壤微生物的分解作用是生态系统物质循环的核心环节，通过分解动植物残体，将有机物中的碳、氮等元素转化为无机物（如 CO₂、无机盐），重新被生产者利用，实现物质的循环再生。 【注意事项】 1、无菌操作规范性：​ 制备无菌土壤时，需确保高压蒸汽灭菌锅的参数（121℃、101kPa、30min）达标，灭菌后冷却过程中避免接触空气，防止外界微生物污染；​ 装样、取样时需在酒精灯火焰旁进行，使用的镊子、烧杯等用具需提前灭菌，避免操作过程中引入杂菌，干扰对照实验结果。​ 2、底物与土壤处理一致性：​ 底物需烘干至恒重后称量，确保初始重量准确；不同组别底物的大小、形状、数量需完全一致，避免因底物差异导致分解率计算误差；​ 土壤取样需在同一区域、同一深度（或明确区分不同类型土壤），过筛后充分混合，保证土壤质地均匀，减少土壤本身差异对实验的影响。​ 3、培养条件控制：​ 恒温培养箱需提前校准温度，确保各组温度稳定（误差≤1℃）；湿度调节后，需用保鲜膜密封培养容器（留少量通气孔），定期补充蒸馏水，维持湿度恒定；​ 检测 CO₂时，需确保锥形瓶与试管的连接气密性，若有漏气，会导致 CO₂逸散，使石灰水浑浊程度偏低，影响结果判断。 【实验讨论】 1、为何实验中需设置 “无菌土壤” 对照组？仅用 “无土壤” 组作为对照是否可行？​ 无菌土壤对照组的核心作用是排除 “土壤物理化学性质（如土壤颗粒吸附、pH 值变化）对底物分解的影响”，仅保留 “微生物” 这一单一变量。若仅用无土壤组作为对照，底物分解可能受空气、水分等因素影响（如风干导致重量下降），无法区分 “物理变化” 与 “微生物分解作用”；而无菌土壤与有菌土壤的物理化学环境一致，仅微生物存在差异，能更准确验证微生物的分解功能。例如，对照组底物重量轻微下降（3%-5%），主要是土壤颗粒吸附或少量物理溶解导致，远低于实验组的生物分解率，进一步凸显微生物的作用。​ 2、不同类型土壤（如农田土、森林土）中微生物分解作用存在差异，可能的原因是什么？ 差异主要源于土壤微生物群落组成与活性的不同：①森林土表层有大量枯枝落叶，长期处于富含有机物的环境，分解性微生物（如真菌、放线菌）种类多、数量大，分解效率高；农田土因长期施肥，微生物以分解速效养分的细菌为主，对复杂有机物（如秸秆）的分解能力较弱；②土壤 pH 值影响微生物类型：酸性森林土中真菌占优势，中性农田土中细菌更活跃，而真菌对木质素等难降解有机物的分解能力强于细菌；③土壤通气性：森林土疏松，透气性好，好氧微生物活性高；农田土若长期耕作压实，透气性差，厌氧微生物比例增加，分解速率较慢。​ 3、实验中底物分解率随时间变化呈现 “先快后慢” 的趋势，原因是什么？​ 初期（1-7 天）分解率快，是因为底物中易降解成分（如淀粉、可溶性糖、简单蛋白质）含量高，微生物可快速利用这些物质进行代谢繁殖，种群数量增长快，分解作用强；后期（7-14 天）底物中剩余的多为难以降解的成分（如纤维素、木质素），微生物需分泌特定酶（如纤维素酶）才能分解，代谢效率降低；同时，分解过程中产生的有机酸、醇类等代谢产物积累，会抑制微生物活性；此外，微生物种群数量达到环境容纳量后，种内竞争加剧，也会导致分解速率减慢。 1.需设置 “有无微生物” 的对照组，保证除微生物存在与否外，其他条件完全一致。实验组（有微生物组）取自然土壤，过 2mm 筛去除杂质后与等量灭菌落叶（或淀粉、纤维素等可分解底物）混合，装入透气培养瓶（留少量气孔，保证微生物呼吸）；对照组（无微生物组）取相同自然土壤，经高压蒸汽灭菌（121℃、100kPa 下灭菌 20 分钟，彻底杀灭微生物）后，与等量相同灭菌落叶混合，装入相同规格培养瓶。两组均置于 25-28℃恒温环境，保持土壤湿度为田间持水量的 60%（定期滴加无菌水），避免温度、湿度、底物量等无关变量干扰，通过对比两组底物的分解速率（如落叶重量减少量、淀粉遇碘变蓝程度变化），明确微生物的分解作用。 【典例01】某研究小组进行了“探究土壤微生物的分解作用”的实践活动，主要过程如下表所示，相关说法正确的是（    ） 组别 a组 b组 处理情况 进行处理的带落叶的土壤 不做处理的带落叶的土壤 将等量事先灭菌的落叶分成两组并编号，分别埋在两组土壤中 A．a组土壤无微生物为对照组，b组土壤含有微生物为实验组 B．为排除土壤微生物的作用，可将土壤用塑料袋包好后放在干热灭菌箱中处理2～3h C．在本对照实验中，控制自变量采用“加法原理” D．预计a组和b组的落叶分解情况差异显著 2、根据底物类型选择针对性检测方法，若以落叶为底物，每周称量两组落叶的烘干重量（60℃烘干至恒重），计算重量减少率（公式：减少率 =（初始重量 - 剩余重量）/ 初始重量 ×100%），实验组因微生物分解，重量减少率应显著高于对照组；若以淀粉为底物，每周取少量土壤样本，加入蒸馏水研磨过滤，取滤液滴加碘液，观察蓝色深浅变化，实验组蓝色会随淀粉分解逐渐变浅，对照组因无微生物分解，蓝色基本不变。同时记录两组土壤的 pH 值变化（微生物分解有机物会产生酸性物质，实验组 pH 可能略有下降），并拍摄底物外观变化照片（如落叶腐烂程度、颜色变化），通过量化数据与直观现象结合，更严谨地证明土壤微生物的分解功能。 【典例02】土壤中微生物数量和脲酶活性可反映土壤肥力。为研究不同施肥方式对土壤微生物数量和脲酶活性的影响，实验分组如下：不施肥（CK）、有机肥（M）、化肥（NP）、麦秸还田（S）、有机肥+化肥（M+NP）、麦秸还田+化肥（S+NP），结果如图所示。下列叙述正确的是（　　） A．该实验中 CK 组是对照组，因变量为微生物数量和脲酶活性 B．据图分析，与 CK 组相比，S 组施肥后土壤肥力增加显著 C．据图分析不同施肥方式均可增加土壤微生物数量和脲酶活性 D．对土壤微生物数量和脲酶活性影响最大的施肥方式是 NP 组 · 模拟题感知练 1．在探究土壤微生物分解作用的实验中，某小组将相同的厨余垃圾分别埋入未处理土壤（A组）和经微波处理杀死微生物的土壤（B组）中，一段时间后发现A组厨余垃圾明显腐烂，B组几乎无变化。下列叙述错误的是（    ） A．该实验说明土壤微生物对厨余垃圾有分解作用 B．为保证实验准确性，两组应保持相同的土壤体积和掩埋深度 C．若在B组加入从A组提取的土壤浸出液，厨余垃圾可能会开始分解 D．本实验对土壤微生物的处理，运用了加法原理控制自变量 2．使用催腐剂（含腐生细菌、真菌）有助于解决由焚烧秸秆带来的环境污染、土地肥力下降等问题。为探究催腐剂对植物落叶的分解作用，某研究小组将带有落叶的表层土壤均分为甲、乙、丙三组，其中甲组不作处理，浇上等量的蒸馏水，三组均放在无菌且其他条件适宜的环境中，每隔一段时间测定未腐烂的落叶量，结果如图所示。下列相关分析错误的是（    ） A．甲组中参与落叶中有机物分解的生物主要是细菌和真菌 B．乙组可能是对带有落叶的表层土进行了灭菌处理 C．丙组是一段时间后在带有落叶的表层土壤中加入了催腐剂 D．催腐剂降解落叶产生的CO2和能量等可被植物重新吸收利用 3．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，不合理的是（　　） A．方案1土壤灭菌处理时要尽量避免土壤理化性质改变，这属于控制无关变量 B．方案1对照组的土壤应进行灭菌处理，以尽可能排除土壤微生物的作用 C．方案2可将部分土壤浸出液灭菌后加入含有淀粉糊的烧杯中作为对照 D．方案2利用斐林试剂检测淀粉糊的分解情况时需要进行水浴加热 4．为了证明某种细菌对植物遗体具有分解作用，某生物兴趣小组的同学设计了如下实验方案，三种方案的共同点是：将同一种树的落叶等分成甲、乙两组。实验过程中滴加无菌水，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）。 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。 方案三：将甲组灭菌后放在无菌条件下；乙组灭菌后，再接种该种细菌后放在无菌条件下。 下列叙述错误的是（　　） A．三个方案中都设置甲、乙两组的目的是设置对照实验 B．方案一和方案二实验中，两者实验结果说服力不强 C．若方案三观察到甲组树叶被分解，乙组树叶未被分解，则说明结论成立 D．方案三实验过程中滴加无菌水，使树叶保持潮湿是因为细菌的生活需要适宜的水分 5．为探究土壤微生物的分解作用，课本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。下列关于实验的分析合理的是（    ） A．方案1的预期实验结果是对照组的落叶分解速率小于实验组的落叶分解速率 B．实验所用土壤中的所有微生物构成了一个微型的生物群落 C．方案2加入斐林试剂不能立即通过颜色变化检测淀粉糊的分解情况 D．土壤理化性质均属于上述两个实验的无关变量，对实验结果没有影响 6．某学生为探究土壤微生物对淀粉的分解作用，分别从公路边的空地和校园花坛内取土壤，制备土壤浸出液甲、乙。用碘液检测甲、乙处理后的淀粉溶液，分别呈蓝色和黄褐色。相关叙述错误的是（    ） A．将土壤灭菌后，加水搅拌，过滤获得土壤浸出液 B．向淀粉溶液加入土壤浸出液，在室温放置7d后用碘液检测 C．结果说明公路边空地土壤微生物的淀粉分解作用比校园花坛的弱 D．用斐林试剂检测甲处理后的淀粉溶液，可能不出现砖红色沉淀 7．某小组开展了“验证土壤微生物的分解作用”实验。一组土壤灭菌，另一组土壤不做处理，检测土壤中落叶的分解情况，下列对实验分析正确的是（    ） A．落叶也可以灭菌，以避免落叶表面的微生物对实验的影响 B．土壤理化性质属于该实验的无关变量，对实验结果没有影响 C．实验组落叶的分解速率明显高于对照组的分解速率 D．该实验所用土壤中的所有微生物构成了一个微型的生物群落 8．兴趣小组设计实验来探究自然状态下土壤微生物对落叶的分解作用，下列操作及分析正确的是（    ） A．可以采用加热烘干的方法除去实验组土壤中的微生物 B．实验组和对照组土壤需放在隔绝空气的条件下进行实验 C．实验组和对照组中所用的落叶需要事先进行灭菌处理 D．实验组中落叶的分解速度明显高于对照组的分解速度 9．“落红不是无情物，化作春泥更护花”，体现了生态系统中分解者的分解作用。某兴趣小组设计实验验证土壤微生物对落叶的分解作用，下列相关叙述错误的是（    ） A．可以采用直接加热烘干土壤的方法除去实验组土壤中的微生物 B．探究落叶是否在土壤微生物作用下腐烂的实验采用了“减法原理” C．根据相同时间内土壤中同种落叶的腐烂程度可以判断土壤微生物的作用 D．实验中土壤的取材位置、含水量、落叶的种类、数量和大小等都应保持相同且适宜 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，不合理的是（    ） A．方案1和方案2都遵循了单一变量原则，采用了对照实验的方法 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可加入碘液通过颜色变化检测淀粉糊的分解情况 11．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，不合理的是（    ） A．方案1对照组的土壤应进行灭菌处理，以尽可能排除土壤微生物的作用 B．方案1土壤灭菌处理时要尽量避免土壤理化性质改变，这属于控制无关变量 C．方案2可将部分土壤浸出液灭菌后加入含有淀粉糊的烧杯中作为对照 D．方案2利用斐林试剂检测淀粉糊的分解情况时可将试管放在酒精灯火焰上直接加热 12．科研小组选择芒果、香蕉、西瓜和西红柿作为实验材料来探究土壤微生物的分解作用，8天后将分解所剩的残渣取出，称量并计算残留率，结果如下图所示。下列叙述正确的是（　　） 注：数据采集于实验开始后第8天，处理组为60℃恒温箱中处理1h的土样。 A．对照组为自然状态下的土样 B．处理组的残留率均比对照组高 C．西瓜组是该定量分析的理想材料 D．处理组60℃处理是作消毒处理 13．某同学利用学校花园土壤研究“土壤中微生物对枯枝落叶的分解作用”。下列相关叙述正确的是（    ） A．土壤中的微生物均依靠分解土壤中的有机物而获取能量 B．该实验中实验组为高温灭菌后的土壤，对照组为不作任何处理 C．为防止土壤理化性质的改变，实验所用土样应敞开置于室温下保存 D．用碘液检测土壤微生物对淀粉的分解作用，加入土壤浸出液的淀粉溶液蓝色变浅 14．为探究落叶是否在土壤微生物的作用下腐烂，下列各项构成了一个实验设计，其中符合实验目的和步骤的是（    ） A．可选择带有落叶的土壤为实验材料，筛出落叶和土壤 B．将落叶平均分成两份，把土壤也平均分成两份 C．将土壤分为两组，对照组土壤进行接种微生物处理，实验组土壤不做处理 D．将落叶分别埋入两组土壤中，观察腐烂情况 15．为探究落叶是否是在土壤微生物的作用下腐烂的，下列实验设计中，正确的是（　　） A．可选择带有落叶的土壤为实验材料 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，实验组土壤不做处理 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 实验05 探究土壤微生物的分解作用 实验目标透析：课标解读+重点先知，精识目标 教材知识链接：教材解析+知识渗透，融会贯通 实验过程精讲：实验全析全解，全面掌握 实验要点速记：要点解析+典例精讲，重点提升 实验提升专练：真题感知+模拟提升，双向突破 2017版2020年修订课标 课标解读 1. 生命观念 理解微生物作为分解者在生态系统物质循环中的关键作用，建立生态系统整体性与可持续性的生物学观点。 2. 科学思维 运用对照实验和定量分析，培养逻辑推理与数据建模能力。 3. 科学探究 掌握实验设计、变量控制及实证研究方法，提升操作规范性。 4. 社会责任 认识微生物分解对生态保护与资源利用的意义，培养环境伦理观。 一、核心素养导向 通过探究土壤微生物对有机物的分解作用，帮助学生理解生态系统中物质循环的核心机制（生命观念：物质与能量观、稳态与平衡观）；引导学生设计对照实验、分析实验数据（如有机物剩余量、产物生成量），并基于证据推断微生物的分解效率与环境因素的关系（科学思维：归纳与演绎、模型与建模）；通过自主选择实验材料（落叶、淀粉等）、控制变量（温度、湿度、灭菌与否），提升实验设计、操作及结果分析的科学探究能力。 二、课标要求定位 该实验属于选择性必修2《生物与环境》模块“生态系统的物质循环”主题，要求学生通过对比“有微生物”与“无微生物”（如灭菌处理）条件下有机物的分解速率及产物（如CO₂释放、腐殖质生成），阐明分解者在生态系统物质循环和能量流动中的关键作用，理解生态系统各组分间的相互依存关系。 三、教学实践建议 情境化导入：结合“秸秆还田”“垃圾分类腐熟”等现实问题，引导学生提出“土壤微生物如何影响有机物分解”的探究问题，体现生物学与生产生活的联系。 材料与变量拓展：提供多样化分解底物（纤维素、蛋白质、脂肪类有机物），设置梯度温度、pH等环境变量，鼓励学生探究不同条件对微生物分解能力的影响，培养变量控制意识。 重点先知： 1、明确实验的核心变量。让学生清晰区分自变量（土壤微生物的有无，如灭菌组 vs 未灭菌组）、因变量（分解作用的体现，如有机物重量变化、溶液颜色变化）和无关变量（如土壤用量、温度、湿度、有机物种类与数量）。 2、指导对照实验的具体设置。需设计两组平行实验，一组为含有微生物的正常土壤（对照组），另一组为经高温灭菌（如 121℃高压蒸汽灭菌）去除微生物的土壤（实验组），其余条件完全一致。 3、选择合适的分解材料。推荐使用易观察、易量化的材料，如带有淀粉的滤纸片（用碘液检测剩余淀粉）、落叶（称重检测重量减少）或稀释的牛奶（观察腐败程度）。 教材内容 一、实验核心知识链接 1、生态功能定位 土壤微生物是生态系统分解者的核心组成部分，通过分泌胞外酶（如纤维素酶、蛋白酶）将动植物残体中的有机物分解为无机物（如CO₂、无机盐），完成物质循环的关键环节。 实验本质：验证微生物在“生物群落→无机环境”物质转移中的作用，呼应课标“分析生态系统物质循环规律”的要求。 2、定量分析创新 传统教材实验依赖定性观察落叶分解程度，改进方案引入残留率公式（残留率=残渣质量/原质量×100%）和微生物数量测定（稀释涂布平板法），实现分解效果的量化对比。例如：60℃处理1h的土壤，微生物数量下降70%-90%（尤其放线菌减少最显著），残留率显著高于自然土壤组。 二、与教材知识的关联 1、对应教材模块 该实验隶属人教版选择性必修2《生物与环境》第3章第3节“生态系统的物质循环”，是“探究·实践”活动的典型案例。 2、教材实验的局限性及改进方向 问题 交出方案缺陷 优化策略 实验周期过长 落叶分解需2月以上 改用易腐国蔬（西红柿、香蕉） 过程不可见 材料埋于土下难以观察 透明培养皿装置，实时监测腐烂过程 未验证土壤处理效果 未检测微生物数量变化 增设细菌/真菌/放线菌平板计数 结果分析定性化 仅描述分解程度 计算残留率，定量对比分解效率 三、教学延伸与拓展 1、跨学科实践 地理关联：结合Bilibili茶包法（Tea Bag Index），组织学生测量不同气候带土壤分解率，理解温度、湿度对分解速率的影响。 技术应用：利用稀释涂布平板法培养微生物，衔接微生物培养技术（选修）和数据分析（数学建模）。 2、实验材料创新 除果蔬外，可拓展至淀粉分解实验： 用碘液和斐林试剂检测土壤浸出液对淀粉的分解效果，直观验证糖类转化过程。 3、社会责任渗透 引导学生参与全球土壤分解力监测项目（如茶包埋藏90天计划），贡献生态大数据。 四、常见问题解析 1、为何设置60℃处理土壤？ 60℃可有效灭活微生物（杀菌率>70%）而不破坏土壤结构，避免高温碳化有机质。对比实验需设：自然土壤（对照组）vs. 灭菌土壤（实验组）。 2、如何排除非微生物因素的干扰？ 严格对照组：对照组与实验组使用相同土壤（仅灭菌差异）； 环境控制：容器密封（透气封口膜），避免外界微生物污染。 3、分解缓慢的可能原因 土壤湿度过低或温度不适宜；土壤通气不良（需确保装置透气性）。 【实验目的】 1、验证土壤微生物具有分解有机物的作用，明确微生物是生态系统中分解者的核心组成部分。 2、通过控制变量（如有无微生物、温度、湿度等），分析影响土壤微生物分解作用的关键环境因素。​ 3、学会设计对照实验，掌握土壤取样、有机物分解速率测定（如重量变化、CO₂释放量等）的基本方法。 【材料用具】 材料用具 （一）实验材料​ 土壤样本：选取当地不同类型的土壤（如农田土、森林土、草地土，或同一区域不同深度的土壤，如表层 0-10cm、深层 20-30cm），用于提取微生物或直接作为实验基质；​ 分解底物：选择易观察、易称量的有机物，如：​ 植物类：烘干的落叶（如杨树叶、槐树叶，剪成 1cm×1cm 碎片）、小麦秸秆（剪成 5cm 小段）、马铃薯块（去皮，切成 2cm×2cm×2cm 立方体）；​ 动物类：脱脂棉（模拟动物纤维）、煮熟的蛋黄（模拟动物组织，需灭菌处理）；​ 灭菌相关材料：无菌水、牛皮纸、纱布（用于土壤灭菌与过滤）；​ 检测试剂：澄清石灰水（或溴麝香草酚蓝溶液，用于检测微生物分解产生的 CO₂）、斐林试剂（用于检测淀粉类底物分解产生的还原糖）。​ （二）实验用具​ 取样与处理工具：小铲（用于土壤取样）、土样筛（孔径 2mm，去除土壤中的石块、植物残根）、天平（精度 0.01g，用于称量土壤与底物重量）、恒温干燥箱（用于烘干底物与土壤，测定干重）；​ 培养容器：锥形瓶（500mL，带橡胶塞，用于密封培养）、培养皿（直径 9cm，用于浅层培养）、烧杯（100mL，用于配置试剂）；​ 灭菌工具：高压蒸汽灭菌锅（用于土壤、底物及用具的灭菌，排除原有微生物干扰）、酒精灯（用于无菌操作时的局部灭菌）；​ 检测工具：试管、胶头滴管（用于 CO₂检测实验）、秒表（用于记录反应时间）、pH 计（用于测定培养过程中土壤 pH 变化，分析对微生物活性的影响）；​ 其他：标签纸（用于标记实验组与对照组）、保鲜膜（用于密封培养皿，保持湿度）、温度计（用于监测培养环境温度）。 【方法步骤】 （1） 实验准备 1、土壤处理：​ 有菌土壤：取新鲜土壤，过 2mm 土样筛，去除杂质，混合均匀后备用（保留土壤中的天然微生物群落）； 无菌土壤：取等量上述新鲜土壤，装入锥形瓶，用牛皮纸封口，置于高压蒸汽灭菌锅（121℃、101kPa）中灭菌 30min，冷却后备用（杀灭土壤中的微生物，作为空白对照）。​ 2、底物处理：​ 将落叶、小麦秸秆、马铃薯块等底物置于恒温干燥箱（80℃）中烘干至恒重，分别称量每份底物的干重（记为初始干重 W₀），用标签纸标记；​ 若用脱脂棉或煮熟的蛋黄，需先在无菌水中浸泡 10min（模拟自然湿度），沥干后称量初始重量。 3、试剂准备：​ 配置澄清石灰水：取适量熟石灰加入蒸馏水中，搅拌后静置，取上层澄清液体装入试管，每支试管装 10mL； 配置溴麝香草酚蓝溶液（0.1%）：称取 0.1g 溴麝香草酚蓝，溶于 100mL 蒸馏水中，调节 pH 至 7.0（此时溶液为蓝色，遇 CO₂会变为黄色）。 （2） 分组与处理（以 “有无微生物” 为核心变量，设 2 组，每组 3 次重复） 1、装样：在每组锥形瓶中，先加入对应土壤（有菌 / 无菌），再将称量好的底物（如落叶）均匀铺在土壤表面，轻轻压实，避免底物与土壤分层；​ 2、调节湿度：用无菌水向每组土壤中滴加蒸馏水，使土壤湿度达到 60%（以手握土壤成团、松开后轻碰即散为宜），对照组操作与实验组完全一致；​ 3、密封与标记：用带有小孔的橡胶塞塞紧锥形瓶（小孔处用纱布覆盖，既保证通气，又防止外界微生物进入），在标签纸上注明组别、日期、底物类型，置于 25℃恒温培养箱中培养。 （三）增设环境因素实验组（可选，分析温度 / 湿度对分解作用的影响）​ 1、温度影响组：设置 3 个温度梯度（10℃低温、25℃常温、35℃高温），每组均用有菌土壤 + 落叶底物，其他条件与核心实验一致，培养相同时间；​ 2、湿度影响组：设置 3 个湿度梯度（30% 低湿度、60% 中湿度、90% 高湿度），每组均用有菌土壤 + 落叶底物，25℃恒温培养，其他条件一致。​ （四）分解作用检测（培养周期为 2 周，每 3 天检测 1 次）​ 1、重量法（核心检测）：​ 取出每组锥形瓶中的底物，用蒸馏水轻轻冲洗表面附着的土壤，置于恒温干燥箱（80℃）中烘干至恒重，称量剩余干重（记为 Wₙ）；​ 计算分解速率：分解率 =（初始干重 W₀- 剩余干重 Wₙ）/ 初始干重 W₀×100%，记录每次检测的分解率。​ 2、CO₂释放法（辅助检测）：​ 取一支装有澄清石灰水的试管，将锥形瓶橡胶塞的小孔与试管相连（用橡胶管连接，确保气密性）；​ 静置 30min，观察石灰水是否变浑浊（或溴麝香草酚蓝溶液是否由蓝变绿再变黄），记录浑浊程度（如 “轻微浑浊”“明显浑浊”“重度浑浊”），间接反映微生物分解产生的 CO₂量。​ 3、底物特性检测（可选）：​ 若底物为马铃薯块（含淀粉），取少量底物研磨后加蒸馏水制成匀浆，加入斐林试剂并水浴加热，观察是否产生砖红色沉淀，判断淀粉是否被分解为还原糖；​ 若底物为脱脂棉（含纤维素），取少量底物加刚果红染液，观察颜色变化（纤维素被分解后，刚果红 - 纤维素复合物会解体，出现透明圈）。​ （五）数据记录与整理​ 设计实验数据记录表，记录每组的检测结果 【实验结果】 1、核心实验（有无微生物）结果：​ 重量变化：培养 14 天后，实验组（有菌土壤）中底物的分解率显著高于对照组（无菌土壤），如落叶底物实验组分解率约 35%-40%，对照组仅 3%-5%；马铃薯块实验组分解率约 45%-50%，对照组仅 5%-8%，且实验组底物剩余部分质地松软、颜色变深（如落叶从黄褐色变为黑褐色），对照组底物形态基本完整。CO₂释放：实验组随培养时间延长，澄清石灰水浑浊程度逐渐增强（3 天轻微浑浊，7 天明显浑浊，14 天重度浑浊），溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄；对照组全程无明显浑浊或颜色变化，说明实验组有大量 CO₂产生，对照组几乎无 CO₂释放。​ 底物特性：马铃薯块实验组加斐林试剂后出现明显砖红色沉淀，对照组仅产生微量沉淀；脱脂棉实验组加刚果红染液后出现明显透明圈，对照组无透明圈，证明实验组底物被微生物分解产生了还原糖、纤维素被分解。​ 2、环境因素实验结果：​ 温度影响：25℃常温组底物分解率最高（约 38%），35℃高温组次之（约 25%），10℃低温组最低（约 10%），且常温组 CO₂释放量最多，说明土壤微生物分解作用的最适温度接近常温，低温抑制微生物活性，高温可能导致部分微生物死亡。​ 湿度影响：60% 中湿度组底物分解率最高（约 36%），90% 高湿度组次之（约 22%），30% 低湿度组最低（约 8%），低湿度组底物干燥、质地坚硬，微生物难以活动；高湿度组土壤透气性差，缺氧抑制好氧微生物活性，证明适宜湿度是微生物分解作用的必要条件。 【实验结论】 1、土壤微生物具有显著的分解有机物作用，是生态系统中分解有机物、释放 CO₂及小分子物质（如还原糖）的关键生物，实验组底物分解率、CO₂释放量均远高于对照组，直接验证了微生物的分解功能。​ 2、环境因素对土壤微生物分解作用影响显著：​ 温度：在 10℃-35℃范围内，分解作用随温度升高先增强后减弱，25℃左右为适宜温度，低温抑制微生物代谢，高温破坏微生物结构；​ 湿度：60% 左右的土壤湿度最利于分解作用，低湿度限制微生物吸水与物质运输，高湿度导致土壤缺氧，抑制好氧微生物活性。​ 3、土壤微生物的分解作用具有底物特异性，对易降解底物（如马铃薯块、落叶）的分解效率高于难降解底物（如小麦秸秆、脱脂棉），反映了微生物群落对不同有机物的适应能力差异。​ 4、土壤微生物的分解作用是生态系统物质循环的核心环节，通过分解动植物残体，将有机物中的碳、氮等元素转化为无机物（如 CO₂、无机盐），重新被生产者利用，实现物质的循环再生。 【注意事项】 1、无菌操作规范性：​ 制备无菌土壤时，需确保高压蒸汽灭菌锅的参数（121℃、101kPa、30min）达标，灭菌后冷却过程中避免接触空气，防止外界微生物污染；​ 装样、取样时需在酒精灯火焰旁进行，使用的镊子、烧杯等用具需提前灭菌，避免操作过程中引入杂菌，干扰对照实验结果。​ 2、底物与土壤处理一致性：​ 底物需烘干至恒重后称量，确保初始重量准确；不同组别底物的大小、形状、数量需完全一致，避免因底物差异导致分解率计算误差；​ 土壤取样需在同一区域、同一深度（或明确区分不同类型土壤），过筛后充分混合，保证土壤质地均匀，减少土壤本身差异对实验的影响。​ 3、培养条件控制：​ 恒温培养箱需提前校准温度，确保各组温度稳定（误差≤1℃）；湿度调节后，需用保鲜膜密封培养容器（留少量通气孔），定期补充蒸馏水，维持湿度恒定；​ 检测 CO₂时，需确保锥形瓶与试管的连接气密性，若有漏气，会导致 CO₂逸散，使石灰水浑浊程度偏低，影响结果判断。 【实验讨论】 1、为何实验中需设置 “无菌土壤” 对照组？仅用 “无土壤” 组作为对照是否可行？​ 无菌土壤对照组的核心作用是排除 “土壤物理化学性质（如土壤颗粒吸附、pH 值变化）对底物分解的影响”，仅保留 “微生物” 这一单一变量。若仅用无土壤组作为对照，底物分解可能受空气、水分等因素影响（如风干导致重量下降），无法区分 “物理变化” 与 “微生物分解作用”；而无菌土壤与有菌土壤的物理化学环境一致，仅微生物存在差异，能更准确验证微生物的分解功能。例如，对照组底物重量轻微下降（3%-5%），主要是土壤颗粒吸附或少量物理溶解导致，远低于实验组的生物分解率，进一步凸显微生物的作用。​ 2、不同类型土壤（如农田土、森林土）中微生物分解作用存在差异，可能的原因是什么？ 差异主要源于土壤微生物群落组成与活性的不同：①森林土表层有大量枯枝落叶，长期处于富含有机物的环境，分解性微生物（如真菌、放线菌）种类多、数量大，分解效率高；农田土因长期施肥，微生物以分解速效养分的细菌为主，对复杂有机物（如秸秆）的分解能力较弱；②土壤 pH 值影响微生物类型：酸性森林土中真菌占优势，中性农田土中细菌更活跃，而真菌对木质素等难降解有机物的分解能力强于细菌；③土壤通气性：森林土疏松，透气性好，好氧微生物活性高；农田土若长期耕作压实，透气性差，厌氧微生物比例增加，分解速率较慢。​ 3、实验中底物分解率随时间变化呈现 “先快后慢” 的趋势，原因是什么？​ 初期（1-7 天）分解率快，是因为底物中易降解成分（如淀粉、可溶性糖、简单蛋白质）含量高，微生物可快速利用这些物质进行代谢繁殖，种群数量增长快，分解作用强；后期（7-14 天）底物中剩余的多为难以降解的成分（如纤维素、木质素），微生物需分泌特定酶（如纤维素酶）才能分解，代谢效率降低；同时，分解过程中产生的有机酸、醇类等代谢产物积累，会抑制微生物活性；此外，微生物种群数量达到环境容纳量后，种内竞争加剧，也会导致分解速率减慢。 1.需设置 “有无微生物” 的对照组，保证除微生物存在与否外，其他条件完全一致。实验组（有微生物组）取自然土壤，过 2mm 筛去除杂质后与等量灭菌落叶（或淀粉、纤维素等可分解底物）混合，装入透气培养瓶（留少量气孔，保证微生物呼吸）；对照组（无微生物组）取相同自然土壤，经高压蒸汽灭菌（121℃、100kPa 下灭菌 20 分钟，彻底杀灭微生物）后，与等量相同灭菌落叶混合，装入相同规格培养瓶。两组均置于 25-28℃恒温环境，保持土壤湿度为田间持水量的 60%（定期滴加无菌水），避免温度、湿度、底物量等无关变量干扰，通过对比两组底物的分解速率（如落叶重量减少量、淀粉遇碘变蓝程度变化），明确微生物的分解作用。 【典例01】某研究小组进行了“探究土壤微生物的分解作用”的实践活动，主要过程如下表所示，相关说法正确的是（    ） 组别 a组 b组 处理情况 进行处理的带落叶的土壤 不做处理的带落叶的土壤 将等量事先灭菌的落叶分成两组并编号，分别埋在两组土壤中 A．a组土壤无微生物为对照组，b组土壤含有微生物为实验组 B．为排除土壤微生物的作用，可将土壤用塑料袋包好后放在干热灭菌箱中处理2～3h C．在本对照实验中，控制自变量采用“加法原理” D．预计a组和b组的落叶分解情况差异显著 【答案】D 【详解】A、a组土壤经过处理为实验组，b组未处理（含微生物）为对照组，A错误； B、干热灭菌适用于耐高温的干燥物品，且塑料袋高温会熔化，故不可将土壤用塑料袋包好后放在干热灭菌箱中处理2～3h，B错误； C、该实验通过去除微生物（a组处理）设置对照，属于“减法原理”，C错误； D、a组土壤微生物被灭活，分解能力弱；b组微生物正常，分解落叶能力强，故两组差异显著，D正确。 故选D。 2、根据底物类型选择针对性检测方法，若以落叶为底物，每周称量两组落叶的烘干重量（60℃烘干至恒重），计算重量减少率（公式：减少率 =（初始重量 - 剩余重量）/ 初始重量 ×100%），实验组因微生物分解，重量减少率应显著高于对照组；若以淀粉为底物，每周取少量土壤样本，加入蒸馏水研磨过滤，取滤液滴加碘液，观察蓝色深浅变化，实验组蓝色会随淀粉分解逐渐变浅，对照组因无微生物分解，蓝色基本不变。同时记录两组土壤的 pH 值变化（微生物分解有机物会产生酸性物质，实验组 pH 可能略有下降），并拍摄底物外观变化照片（如落叶腐烂程度、颜色变化），通过量化数据与直观现象结合，更严谨地证明土壤微生物的分解功能。 【典例02】土壤中微生物数量和脲酶活性可反映土壤肥力。为研究不同施肥方式对土壤微生物数量和脲酶活性的影响，实验分组如下：不施肥（CK）、有机肥（M）、化肥（NP）、麦秸还田（S）、有机肥+化肥（M+NP）、麦秸还田+化肥（S+NP），结果如图所示。下列叙述正确的是（　　） A．该实验中 CK 组是对照组，因变量为微生物数量和脲酶活性 B．据图分析，与 CK 组相比，S 组施肥后土壤肥力增加显著 C．据图分析不同施肥方式均可增加土壤微生物数量和脲酶活性 D．对土壤微生物数量和脲酶活性影响最大的施肥方式是 NP 组 【答案】A 【详解】A、由图可知，该实验中 CK 组是对照组，自变量为不同施肥方式，因变量为微生物数量和脲酶活性，A正确； B、据图分析，与CK组相比，S组施肥后微生物数量变化不明显，且脲酶活性降低，可知S组土壤肥力没有明显增加，B错误； C、图1对比不施肥（CK）组与其他施肥组，可知施肥后土壤微生物数量有所增加，图2中不施肥（CK）组的脲酶活性比M组和S组高，说明施肥不一定有利于脲酶活性的增加，C错误； D、从图1、2中可以看出，“有机肥+化肥（M+NP）”处理组的土壤微生物数量和脲酶活性均高于其他组，所以对土壤微生物数量和脲酶活性影响最大的是“有机肥+化肥（M+NP）”，D错误。 故选A。 · 模拟题感知练 1．在探究土壤微生物分解作用的实验中，某小组将相同的厨余垃圾分别埋入未处理土壤（A组）和经微波处理杀死微生物的土壤（B组）中，一段时间后发现A组厨余垃圾明显腐烂，B组几乎无变化。下列叙述错误的是（    ） A．该实验说明土壤微生物对厨余垃圾有分解作用 B．为保证实验准确性，两组应保持相同的土壤体积和掩埋深度 C．若在B组加入从A组提取的土壤浸出液，厨余垃圾可能会开始分解 D．本实验对土壤微生物的处理，运用了加法原理控制自变量 【答案】D 【详解】A、A组有微生物厨余垃圾明显腐烂，B组无微生物几乎无变化，对比可知土壤微生物对厨余垃圾有分解作用，A正确； B、为保证实验准确性，除了有无微生物这一自变量外，两组应保持相同的土壤体积和掩埋深度等无关变量，B正确； C、A组土壤浸出液中含有微生物，若在B组加入从A组提取的土壤浸出液，厨余垃圾可能会因有了分解者而开始分解，C正确； D、本实验对土壤微生物的处理，运用的是减法原理控制自变量，即通过杀死微生物来去除这一因素，而不是加法原理，D错误。 故选D。 2．使用催腐剂（含腐生细菌、真菌）有助于解决由焚烧秸秆带来的环境污染、土地肥力下降等问题。为探究催腐剂对植物落叶的分解作用，某研究小组将带有落叶的表层土壤均分为甲、乙、丙三组，其中甲组不作处理，浇上等量的蒸馏水，三组均放在无菌且其他条件适宜的环境中，每隔一段时间测定未腐烂的落叶量，结果如图所示。下列相关分析错误的是（    ） A．甲组中参与落叶中有机物分解的生物主要是细菌和真菌 B．乙组可能是对带有落叶的表层土进行了灭菌处理 C．丙组是一段时间后在带有落叶的表层土壤中加入了催腐剂 D．催腐剂降解落叶产生的CO2和能量等可被植物重新吸收利用 【答案】D 【分析】土壤微生物的分解作用是指土壤中的微生物（如细菌、真菌、放线菌等）通过代谢活动，将土壤中的有机物（如落叶、动植物遗体、排泄物等）分解为无机物（如二氧化碳、水、无机盐等）的过程。 【详解】A、土壤中参与有机物分解的主要是细菌和真菌等微生物，甲组不作处理，其中参与落叶中有机物分解的生物主要是细菌和真菌，A正确；    B、乙组未腐烂的落叶量一直不变，说明没有微生物分解落叶，很可能是对带有落叶的表层土进行了灭菌处理，导致没有分解者，B正确；   C、丙组落叶分解速度比甲组快，结合实验目的探究催腐剂对植物落叶的分解作用，丙组可能是一段时间后在带有落叶的表层土壤中加入了催腐剂，C正确；    D、催腐剂降解落叶产生的CO2可被植物光合作用重新吸收利用，但能量是单向流动、不可循环的，植物不能重新吸收利用降解落叶产生的能量，D错误。    故选D。 3．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，不合理的是（　　） A．方案1土壤灭菌处理时要尽量避免土壤理化性质改变，这属于控制无关变量 B．方案1对照组的土壤应进行灭菌处理，以尽可能排除土壤微生物的作用 C．方案2可将部分土壤浸出液灭菌后加入含有淀粉糊的烧杯中作为对照 D．方案2利用斐林试剂检测淀粉糊的分解情况时需要进行水浴加热 【答案】B 【详解】1、方案1中的实验目的是探究落叶在土壤微生物的作用下是否发生腐烂分解，据此分析可知自变量是土壤微生物的有无，因变量是落叶的腐烂程度。在设计实验时，对照组土壤不做处理，实验组应对土壤进行灭菌。 2、方案2中的实验目的是探究土壤微生物对淀粉的分解作用，土壤中的微生物将淀粉水解后，产物是麦芽糖、葡萄糖等还原糖，加入斐林试剂以后，还原糖在加热的条件下，能够将斐林试剂还原成砖红色。 【分析】A、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，A正确； B、案例1中的实验目的是探究落叶在土壤微生物的作用下是否发生腐烂分解，据此分析可知自变量是土壤微生物的有无，对照组土壤不做处理，实验组应对土壤进行灭菌，B错误； C、方案2中的实验目的是探究土壤微生物对淀粉的分解作用，因此方案2可将部分土壤浸出液灭菌后加入含有淀粉糊的烧杯中作为对照，C正确； D、土壤中的微生物将淀粉水解后，产物是麦芽糖、葡萄糖等还原糖，检测还原糖时需要用到斐林试剂，并进行水浴加热，不能将试管放在酒精灯火焰上直接加热，D正确。 故选B。 4．为了证明某种细菌对植物遗体具有分解作用，某生物兴趣小组的同学设计了如下实验方案，三种方案的共同点是：将同一种树的落叶等分成甲、乙两组。实验过程中滴加无菌水，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）。 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。 方案三：将甲组灭菌后放在无菌条件下；乙组灭菌后，再接种该种细菌后放在无菌条件下。 下列叙述错误的是（　　） A．三个方案中都设置甲、乙两组的目的是设置对照实验 B．方案一和方案二实验中，两者实验结果说服力不强 C．若方案三观察到甲组树叶被分解，乙组树叶未被分解，则说明结论成立 D．方案三实验过程中滴加无菌水，使树叶保持潮湿是因为细菌的生活需要适宜的水分 【答案】C 【分析】对照实验：除作为自变量的因素外，其他因素（无关变量）都保持一致，并将结果进行比较的实验叫做对照实验。根据变量设置一组对照实验，使实验结果具有说服力。一般来说对自变量进行处理的组别就是实验组，对自变量没有处理的组别就是对照组。 【详解】A、除作为自变量的因素外，其他因素（无关变量）都保持一致，并将结果进行比较的实验叫作对照实验。实验方案中将落叶分成甲、乙两组的目的是形成对照实验，A正确； B、方案一和方案二实验中没有控制单一变量，实验结果说服力不强，B正确； C、若方案三的实验现象为甲、乙两组树叶中，只有乙组树叶被分解了，则可证明该种细菌对植物遗体具有分解作用，C错误； D、方案三实验过程中滴加无菌水，使树叶保持潮湿是因为细菌的生活需要适宜的水分，D正确。 故选C。 5．为探究土壤微生物的分解作用，课本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。下列关于实验的分析合理的是（    ） A．方案1的预期实验结果是对照组的落叶分解速率小于实验组的落叶分解速率 B．实验所用土壤中的所有微生物构成了一个微型的生物群落 C．方案2加入斐林试剂不能立即通过颜色变化检测淀粉糊的分解情况 D．土壤理化性质均属于上述两个实验的无关变量，对实验结果没有影响 【答案】C 【分析】1、案例1中的实验目的是探究落叶在土壤微生物的作用下是否发生腐烂分解，据此分析可知自变量是土壤微生物的有无，因变量是落叶的腐烂程度。在设计实验时，对照组土壤不做处理，实验组应对土壤进行灭菌。 2、案例2中的实验目的是探究土壤微生物对淀粉的分解作用，土壤中的微生物将淀粉水解后，产物是麦芽糖、葡萄糖等还原糖，加入斐林试剂以后，还原糖在加热的条件下，能够将斐林试剂还原成砖红色。 【详解】A、实验组由于缺乏土壤微生物的作用，其落叶的腐烂程度明显低于对照组，A错误； B、该实验所用土壤中的所有生物而不是微生物构成了一个微型的生物群落，B错误； C、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，C正确； D、上述两个实验的自变量均为土壤微生物的有无，实验1的因变量是落叶的腐烂程度。实验2的因变量是淀粉的分解程度。土壤的理化性质例如温度、pH均属于无关变量，无关变量对实验结果有影响，D错误。 故选C。 6．某学生为探究土壤微生物对淀粉的分解作用，分别从公路边的空地和校园花坛内取土壤，制备土壤浸出液甲、乙。用碘液检测甲、乙处理后的淀粉溶液，分别呈蓝色和黄褐色。相关叙述错误的是（    ） A．将土壤灭菌后，加水搅拌，过滤获得土壤浸出液 B．向淀粉溶液加入土壤浸出液，在室温放置7d后用碘液检测 C．结果说明公路边空地土壤微生物的淀粉分解作用比校园花坛的弱 D．用斐林试剂检测甲处理后的淀粉溶液，可能不出现砖红色沉淀 【答案】A 【分析】大多数的土壤微生物是生态系统中的分解者，能够将土壤中的有机物分解为无机物进入无菌环境，是生态系统中的关键成分。根据题干信息分析，该实验的目的是探索土壤中的微生物是否有分解淀粉的作用，自变量是土壤中分解淀粉的微生物的有无，因变量是淀粉是否被水解。 【详解】A、将土壤灭菌后，会导致微生物失活，故不可对土壤灭菌，A错误； B、放置7d后，淀粉是否被分解可用碘液检测，故向淀粉溶液加入土壤浸出液，在室温放置7d后用碘液检测，B正确； C、公路边空地的土壤浸出液（甲）处理后淀粉剩余较多（蓝色），说明其微生物分解作用较弱；校园花坛土壤浸出液（乙）分解作用较强（黄褐色），C正确； D、斐林试剂检测还原糖（淀粉分解产物），甲（蓝色）说明淀粉分解少，可能不生成砖红色沉淀；乙（黄褐色）说明淀粉分解多，应生成砖红色沉淀，D正确。 故选A。 7．某小组开展了“验证土壤微生物的分解作用”实验。一组土壤灭菌，另一组土壤不做处理，检测土壤中落叶的分解情况，下列对实验分析正确的是（    ） A．落叶也可以灭菌，以避免落叶表面的微生物对实验的影响 B．土壤理化性质属于该实验的无关变量，对实验结果没有影响 C．实验组落叶的分解速率明显高于对照组的分解速率 D．该实验所用土壤中的所有微生物构成了一个微型的生物群落 【答案】A 【分析】本实验是探究土壤微生物对落叶的分解作用的实验，自变量是土壤中微生物的有无（可采用普通土壤和排除土壤中微生物的土壤），采用普通土壤的为对照组，采用排除土壤中微生物的为实验组，因变量是落叶的分解速度。 【详解】A、该实验采取以带有落叶的土壤为实验材料，自变量是土壤微生物的有无，但落叶表面的微生物对实验结果有影响，因此落叶也可以灭菌，以避免落叶表面的微生物对实验的影响，A正确； B、自变量是土壤微生物的有无，因变量是落叶的腐烂程度，因此土壤的理化性质例如温度、pH属于无关变量，但对实验结果有影响，B错误； C、实验组由于缺乏土壤微生物的作用，其落叶的腐烂程度明显低于对照组，C错误； D、该实验所用土壤中的所有生物而不是微生物构成了一个微型的生物群落，D错误。 故选A。 8．兴趣小组设计实验来探究自然状态下土壤微生物对落叶的分解作用，下列操作及分析正确的是（    ） A．可以采用加热烘干的方法除去实验组土壤中的微生物 B．实验组和对照组土壤需放在隔绝空气的条件下进行实验 C．实验组和对照组中所用的落叶需要事先进行灭菌处理 D．实验组中落叶的分解速度明显高于对照组的分解速度 【答案】C 【分析】分析题意，本实验是探究土壤微生物对落叶的分解作用的实验，自变量是土壤中微生物的有无（可采用普通土壤和排除土壤中微生物的土壤），采用普通土壤的为对照组，采用排除土壤中微生物的为实验组，因变量是落叶的分解速度。 【详解】A、对实验组土壤进行处理时，既要除去土壤中的微生物，又要尽可能避免土壤理化性质的改变，因此不能采用加热烘干的方法，可以将土壤用塑料袋包好，放在60℃恒温箱中处理1h ，A错误； BC、本实验目的是探究自然状态下土壤微生物对落叶的分解作用，所以实验组和对照组土壤都不能放在隔绝空气的条件下进行实验，隔绝空气会影响土壤微生物的正常代谢活动，实验要遵循单一变量原则，为排除落叶中微生物对实验结果的影响，应将落叶事先灭菌，B错误，C正确； D、实验组土壤中没有微生物，对照组土壤中有微生物，因此实验组中落叶的分解速度明显低于对照组的分解速度，D错误。 故选C。 9．“落红不是无情物，化作春泥更护花”，体现了生态系统中分解者的分解作用。某兴趣小组设计实验验证土壤微生物对落叶的分解作用，下列相关叙述错误的是（    ） A．可以采用直接加热烘干土壤的方法除去实验组土壤中的微生物 B．探究落叶是否在土壤微生物作用下腐烂的实验采用了“减法原理” C．根据相同时间内土壤中同种落叶的腐烂程度可以判断土壤微生物的作用 D．实验中土壤的取材位置、含水量、落叶的种类、数量和大小等都应保持相同且适宜 【答案】A 【分析】土壤是微生物的天然培养基，大多数的土壤微生物是生态系统中是分解者，能够将土壤中的有机物分解为无机物。土壤微生物的分解能力受温度和土壤湿度影响较大，一般情况下温度与湿度越高，土壤微生物的分解能力越强；反之，则越弱。 【详解】A、对实验组土壤进行处理时，既要除去土壤中的微生物，又要尽可能避免土壤理化性质的改变，因此不能采用加热烘干的方法，可以将土壤用塑料袋包好，放在60℃恒温箱中处理1h，A错误； B、实验中对照组的土壤为自然状态，不做处理，实验组的土壤要进行灭菌处理，利用的是“减法原理”，B正确； C、实验过程中可通过比较相同时间内，土壤中同种落叶的腐烂程度作为检测的指标，C正确； D、实验中土壤的取材位置，温度和含水量、落叶的种类和大小属于无关变量，无关变量应保持相同且适宜，D正确。 故选A。 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，不合理的是（    ） A．方案1和方案2都遵循了单一变量原则，采用了对照实验的方法 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可加入碘液通过颜色变化检测淀粉糊的分解情况 【答案】B 【分析】1、案例Ⅰ中的实验目的是探究落叶在土壤微生物的作用下是否发生腐烂分解，据此分析可知自变量是土壤微生物的有无，因变量是落叶的腐烂程度。在设计实验时，对照组土壤不做处理，实验组应对土壤进行灭菌。2、案例Ⅱ中的实验目的是探究土壤微生物对淀粉的分解作用，土壤中的微生物将淀粉水解后，产物是麦芽糖、葡萄糖等还原糖，加入斐林试剂以后，还原糖在加热的条件下，能够将斐林试剂还原成砖红色。 【详解】A、方案1和2采用了对照实验的方法，A正确； B、方案1实验组应灭菌处理，对照组不做处理，B错误； C、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； D、方案2中淀粉水解情况可以用碘液来检测，D正确。 故选B。 11．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，不合理的是（    ） A．方案1对照组的土壤应进行灭菌处理，以尽可能排除土壤微生物的作用 B．方案1土壤灭菌处理时要尽量避免土壤理化性质改变，这属于控制无关变量 C．方案2可将部分土壤浸出液灭菌后加入含有淀粉糊的烧杯中作为对照 D．方案2利用斐林试剂检测淀粉糊的分解情况时可将试管放在酒精灯火焰上直接加热 【答案】AD 【分析】1、方案1中的实验目的是探究落叶在土壤微生物的作用下是否发生腐烂分解，据此分析可知自变量是土壤微生物的有无，因变量是落叶的腐烂程度。在设计实验时，对照组土壤不做处理，实验组应对土壤进行灭菌。 2、方案2中的实验目的是探究土壤微生物对淀粉的分解作用，土壤中的微生物将淀粉水解后，产物是麦芽糖、葡萄糖等还原糖，加入斐林试剂以后，还原糖在加热的条件下，能够将斐林试剂还原成砖红色。 【详解】A、案例1中的实验目的是探究落叶在土壤微生物的作用下是否发生腐烂分解，据此分析可知自变量是土壤微生物的有无，对照组土壤不做处理，实验组应对土壤进行灭菌，A错误； B、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，B正确； C、方案2中的实验目的是探究土壤微生物对淀粉的分解作用，因此方案2可将部分土壤浸出液灭菌后加入含有淀粉糊的烧杯中作为对照，C正确； D、土壤中的微生物将淀粉水解后，产物是麦芽糖、葡萄糖等还原糖，检测还原糖时需要用到斐林试剂，并进行水浴加热，不能将试管放在酒精灯火焰上直接加热，D错误。 故选AD。 12．科研小组选择芒果、香蕉、西瓜和西红柿作为实验材料来探究土壤微生物的分解作用，8天后将分解所剩的残渣取出，称量并计算残留率，结果如下图所示。下列叙述正确的是（　　） 注：数据采集于实验开始后第8天，处理组为60℃恒温箱中处理1h的土样。 A．对照组为自然状态下的土样 B．处理组的残留率均比对照组高 C．西瓜组是该定量分析的理想材料 D．处理组60℃处理是作消毒处理 【答案】AB 【分析】根据题意可知：实验目的是探究落叶在土壤微生物的作用下是否发生腐烂，根据实验目的实验分两组，一组实验组应去除土壤中微生物，即对实验组进行灭菌处理，尽可能排除土壤微生物的作用；对照组对土壤不做任何处理。 【详解】A、依据题干实验目的“探究土壤微生物的分解作用”可推知，对照组含有微生物，为自然状态下的土样，A正确； B、依据题图可知，处理组的残留率均比对照组高，B正确； C、香蕉组残留率对比较为明显，是定量分析的理想材料，C错误； D、处理组60℃处理是作灭菌处理，D错误。 故选AB。 13．某同学利用学校花园土壤研究“土壤中微生物对枯枝落叶的分解作用”。下列相关叙述正确的是（    ） A．土壤中的微生物均依靠分解土壤中的有机物而获取能量 B．该实验中实验组为高温灭菌后的土壤，对照组为不作任何处理 C．为防止土壤理化性质的改变，实验所用土样应敞开置于室温下保存 D．用碘液检测土壤微生物对淀粉的分解作用，加入土壤浸出液的淀粉溶液蓝色变浅 【答案】BD 【分析】要探究微生物对落叶的分解作用，实验的自变量是有无土壤微生物，因变量是落叶是否腐烂。 【详解】A、土壤中的微生物包括生产者、消费者和分解者，不全是分解者，A错误； B、土壤需要经过高温灭菌后的组别是实验组，不作任何处理的是对照组，B正确； C、为防止土壤理化性质的改变，将土壤用塑料袋包好，放在60℃恒温箱中处理1小时，C错误； D、用碘液检测土壤微生物对淀粉的分解作用，加入土壤浸出液的烧杯由于微生物的分解作用，淀粉被分解为葡萄糖，溶液蓝色变浅，D正确。 故选BD。 14．为探究落叶是否在土壤微生物的作用下腐烂，下列各项构成了一个实验设计，其中符合实验目的和步骤的是（    ） A．可选择带有落叶的土壤为实验材料，筛出落叶和土壤 B．将落叶平均分成两份，把土壤也平均分成两份 C．将土壤分为两组，对照组土壤进行接种微生物处理，实验组土壤不做处理 D．将落叶分别埋入两组土壤中，观察腐烂情况 【答案】ABD 【分析】本实验的目的是探究落叶是否在土壤微生物的作用下腐烂，则实验的自变量是土壤是否灭菌 ，因变量是落叶的分解程度。处理时间、落叶量，土量均是无关变量。 【详解】A、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为实验材料，筛出落叶和土壤，A正确； B、由实验目的可知，实验分两组，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； C、将土壤分为两组，应将灭菌的土壤设为实验组，不做处理的土壤设为对照组，C错误； D、将落叶分别埋入两组土壤中，一段时间后，观察腐烂情况，D正确。 故选ABD。 15．为探究落叶是否是在土壤微生物的作用下腐烂的，下列实验设计中，正确的是（　　） A．可选择带有落叶的土壤为实验材料 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，实验组土壤不做处理 【答案】ABC 【分析】探究落叶是否在土壤微生物的作用下腐烂的，该实验的自变量是土壤中是否含有微生物，因变量是土壤中落叶的腐烂情况，对照组土壤不做处理，实验组土壤进行灭菌处理。 【详解】A、分解落叶的微生物往往在含有落叶的土壤中较多，所以可选择带有落叶的土壤为实验材料，筛选出落叶和土壤，A正确； B、由实验目的可知，实验分两组，一组实验组，一组对照组，所以要将落叶平均分成两份，置于网兜中，B正确； C、实验可设计两组，将落叶连同网兜分别埋入对照组和实验组两组土壤中，观察腐烂情况，C正确； D、对照组土壤不做处理，实验组土壤进行灭菌处理，D错误。 故选ABC。 / 学科网（北京）股份有限公司 $