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1、第一节 细菌和真菌在自然界中的作用 一、教学目标 1.说出细菌和真菌在物质循环中的作用。
2、 2.运用所学的细菌和真菌的知识，列举它们对动植物及人类的影响。
3、 3.通过对细菌和真菌与动植物和人类关系的认识，体验从正反两个方面辩证地看问题。
4、 二、教学策略 学生已经知道细菌和真菌在生态系统中是分解者，但对细菌和真菌在物质循环中是如何促进物质循环进行的，还不清楚。
5、教师可以提出“细菌和真菌在生态系统中起什么作用?”“细菌和真菌主要的营养方式是什么?”“谁来试着举例说出自然界中二氧化碳的循环?”等问题，引导学生讨论和交流。
6、在此基础上通过观察与思考活动，使学生能够清楚地了解物质循环的过程，明确细菌和真菌在物质循环中起的重要作用，是生态系统中不可或缺的组成部分。
7、 关于“引起动植物和人患病”和“与动植物共生”的教学，要有意识引导学生从有利和有害两个方面认识细菌和真菌与动植物和人类的关系。
8、教师利用的素材除教材中提供的具体实例外，应尽可能选取本地有特殊性的实例，如采集当地常见的动植物患病的标本。
9、通过分析弄清楚细菌或真菌常常引起动植物及人类患病，然后根据细菌和真菌生活需要的条件，讨论怎样防止动植物或人类患病。
10、在此基础上，教师指导学生阅读“与动植物共生”“以菌治虫”的内容，让学生了解细菌和真菌对动植物和人类还有有利的一面。
11、通过“以菌治虫”等知识的学习，理解科学技术在实践中的价值。
12、练习第一、二题可以作为这部分学习的反馈。
13、 最后，教师要让学生对“技能训练”中提供的实验方案进行评价。
14、这个评价过程需要学生进行一定的理性思维，所以教师要给学生充分的时间进行思考和讨论，让他们能够说明各个实验方案可行或不完善的道理，为学生学会选择最佳设计方案打下基础。
15、 三、参考答案 观察与思考 1.枯草杆菌以水果为营养源，靠分解水果中的有机物获得物质和能量，导致水果的腐烂。
16、 2.细菌和真菌在物质循环中起分解者的作用，它使复杂的有机物分解成为简单的无机物，这些无机物，如无机盐和二氧化碳又可以被植物利用，通过光合作用制造出有机物，又为动物所食用。
17、 3.细菌和真菌是利用现成的有机物来生活的。
18、 技能训练 1.因为这个实验方案的目的是研究细菌对植物遗体的分解作用，所以在设置对照组时，要控制其他可能影响实验结果的条件。
19、即除了有无细菌的条件不同外，其他条件都应该相同，因此甲乙两组要用相同的树叶。
20、 2.因为细菌适宜生活在潮湿的环境中。
21、 3.方案1中甲组是对照组，乙组是实验组。
22、方案2中甲组是对照组，乙组是实验组。
23、方案3中甲组是对照组，乙组是实验组。
24、 4.方案3更能说明问题。
25、因为实验前对照组与实验组所处的条件完全相同(都进行灭菌处理);而实验后，除单一变量(接种与不接种)外，对照组与实验组又处于相同的条件下(无菌的条件)。
26、可见，只有方案3排除了所有影响实验的干扰。
27、因此，与方案1和方案2比较，方案3的实验结果更有说服力。
28、 练习 1.因为豆科植物的根上长有根瘤，根瘤中生活着根瘤菌，它们可以固定空气中的氮气，使土壤中氮元素的含量增高。
29、氮元素是植物生活中需要量较大的物质。
30、当植物得到大量氮元素时植物就生长旺盛。
31、因此在农业生产上，人们常常通过种植豆科植物来提高土壤的肥力，达到增产的目的。
32、 2.细菌和真菌是广泛分布在生物圈中的生物，一些细菌和真菌对动植物有利，有些细菌和真菌对动植物不利，还有些细菌、真菌与动植物互利共生。
33、因此我们应该辩证地看待细菌、真菌与动植物的关系。
34、 四、背景资料 细菌的营养方式 细菌的营养方式可以分为两类--异养和自养。
35、多数细菌是进行异养的，少数细菌是进行自养的。
36、 所谓自养，是指细菌不需要吸收外界现成的有机物，而是利用二氧化碳作原料，为自己制造有机物。
37、自养的细菌又可以分成两类:一类细菌能氧化无机物，利用氧化无机物时释放出的能量制造有机物，这类细菌叫做化能合成细菌。
38、例如，硫细菌将硫化氢氧化成硫，再将硫氧化成硫酸(2H2S+O22→2H2O+2S+能量，2S+3O2+2H2O→2H2SO4+能量)。
39、硫细菌就是利用上述物质氧化时释放出来的能量为自身制造有机物的。
40、另一类细菌的体内含有光合色素--细菌叶绿素，它们能利用光能来为自身制造有机物，这与绿色植物的光合作用很相像，叫做细菌光合作用。
41、 甲癣和足癣 甲癣 也叫灰指甲，是指发生在指(趾)甲上的癣。
42、受病的指甲颜色改变、无光泽、指甲增厚、性脆而易碎，并且由于甲沟发炎，指甲下凹成沟状。
43、如果是由红色癣菌感染而引起的，则经常侵害指甲的全层，最终毁坏整个指甲。
44、甲癣是皮肤感染中相当顽固的一种，一般不能自然痊愈，但是只要坚持治疗，也是可以治好的。
45、削去病甲和坚持用药，是治愈甲癣的关键。
46、 足癣 也叫脚湿气，是一种由足癣菌引起的传染性皮肤病。
47、这种发生在趾间或足底的癣，表现出奇痒、水疱、脱屑、糜烂，甚至出现裂隙等症状。
48、足癣病人的鞋子、袜子和浴巾等都带有大量的足癣菌。
49、注意个人卫生，避免与患者接触，经常保持皮肤干燥(特别是脚趾间)，对于预防脚癣十分重要。
50、患了足癣后要及时治疗。
51、 脚气病与脚湿气是不同的。
52、脚气病是一种维生素B1缺乏症，表现出手足麻木、软弱无力、疼痛、腱反射消失、全身性水肿甚至瘫痪等症状，严重的患者可能发生心力衰竭。
53、 人体内菌群 胎儿体内是无菌的，出生后由于与空气、饮食等外界环境的接触，几小时后就会有很多细菌进入体内，它们在胎儿体内合适的地方大量繁殖，所以，每个人体内都有大量的细菌。
54、但人体内有很多细菌不致病，这些细菌被称为正常菌群。
55、人体内的正常菌群是这些菌类和人在共同进化过程中形成的微生态系统。
56、正常菌群在人体内分布广泛，以肠道、口腔、阴道和皮肤贮菌量最多，称为四大菌库。
57、其中肠道内的菌量最多，可以分成三大类:广义上的乳酸菌，包括双歧杆菌、乳杆菌和链球菌;厌氧菌丛，包括拟杆菌、真细菌、消化球菌、梭状芽孢杆菌等;好氧菌丛，包括肠杆菌、葡萄球菌、芽孢杆菌、酵母菌等。
58、 玉米黑粉病 玉米黑粉病是由黑粉菌引起的危害玉米穗部的真菌病害。
59、常见的种类有瘤黑粉病和丝黑穗病。
60、其中瘤黑粉病遍布在世界各玉米产区，在我国也有广泛分布。
61、当黑粉菌侵染玉米植株的腋芽、叶片基部、雌雄穗等具有分生能力的地上部分后，会随着上述各个结构迅速生长，在侵染部位形成大大小小的病瘤。
62、病瘤初呈银白色，有光泽，内部白色，肉质多汁。
63、过一段时间后，病瘤表面变暗，略带浅紫红色，内部则变灰至黑色，失水后外膜破裂散出大量黑粉(冬孢子)。
64、由于黑粉菌菌丝扩展距离不大，基本上是局部侵染，如果雌穗上半部出现病瘤，其余部分还能够结实，这一特征是黑粉病与丝黑穗病的主要区别。
65、防治上述病害的主要措施是:选育抗病良种;清洁田间和实行轮作，及时摘除病瘤或拔除病株，加强田间管理;药物防治，如用多菌灵、五氯硝基苯等杀菌剂拌种、浸种或药土盖种等。
66、 小麦叶锈病 小麦叶锈病是由隐匿柄锈菌引起的危害小麦叶部的真菌病害，靠气流传播。
67、它是禾谷类锈病中分布最广、发生最普遍的一种病害。
68、叶锈病主要在小麦叶部发病，有时也在叶鞘和茎上出现。
69、当病菌侵染小麦的叶片后，在叶片上形成许多散生、排列不规则的圆形的橘红色夏孢子堆，后期在叶背面表皮下产生椭圆形黑色冬孢子堆。
70、这些病菌除了吸收植株养分外，夏孢子还对叶片表皮造成严重破坏，使植株蒸腾量增大。
71、由于植株严重失水，致使灌浆不良，子粒空瘪，造成减产。
72、防治上述病害的主要措施是:选育推广抗病、耐病良种;加强田间管理，精耕细耙，控制夏菌源，适时播种，减少越冬菌源，等等;用药剂防治，如用粉锈宁拌种，控制秋苗发病，减少越冬菌源数量，推迟春季叶锈病流行等。
73、 水稻稻瘟病和棉枯萎病 水稻稻瘟病又叫稻热病，是水稻的主要病害之一。
74、病原菌是稻梨孢菌。
75、由于发病的时期和部位不同，稻瘟病又分为苗稻瘟、叶稻瘟、节稻瘟、穗颈稻瘟、谷粒稻瘟。
76、嫩叶上的病斑是稻瘟病的典型症状。
77、初发病时，叶片上生有暗绿色的小斑点，以后变成褐色的棱形病斑，病斑的中央呈青灰色。
78、病重时全株焦枯或成白穗。
79、病原菌在受害的稻草和种子上越冬，借风雨传播。
80、气候温暖、多雨、多雾、氮肥过多、长期深水或缺水时，稻瘟病最易流行。
81、稻瘟病的防治法是，选育抗病的品种，播种前进行种子消毒，改善稻田的肥水管理，发病后及时喷洒稻瘟净、春雷霉素等药剂。
82、 棉枯萎病是严重危害棉花的一种病害，是国内外检疫对象。
83、病原菌是蚀脉镰孢菌。
84、棉从苗期到成株都可能患病，但以真叶期和蕾铃期比较重。
85、真叶期时受害，真叶枯死脱落，茎秆上常有一层由大型分生孢子组成的淡红色粉状物。
86、蕾铃期株形矮小，叶片严重萎缩，枝叶半边枯黄，半边绿色，茎秆变脆易折，茎中导管呈黑褐色。
87、病菌菌丝在种子、土壤和枯死的棉茎内越冬。
88、防治方法是:选用抗病品种，播种前种子要进行药液拌种(常用的抗菌剂是402或多菌灵)，轮作(特别是水旱轮作最好)，增施钾肥、氮肥，严格检疫。
89、 豆科植物的根瘤 空气中存在着大量的分子态氮，它们约占空气成分的80%。
90、估计在整个大气层中，约有4×1015 t的分子态氮。
91、然而，绝大多数的植物只能从土壤中吸收结合态氮，用来合成自身的含氮化合物(如蛋白质等)。
92、土壤中的含氮化合物，不是土壤本身固有的，而是在生物生命活动过程中逐渐积累起来的，其中很大一部分来自微生物的生物固氮。
93、据估计，地球表面上每年生物固氮的总量约为108 t，其中豆科植物体内根瘤菌的固氮量约为5.5×107 t，占生物固氮总量的55%左右。
94、 我国的劳动人民很早就知道豆类植物具有肥田的作用。
95、例如，公元前1世纪的《(fán)胜之书》中就谈到了瓜类与豆类的间作;公元5世纪的《齐民要术》中就指出了豆类与谷类套作轮栽的好处。
96、科学研究证明，每公顷大豆在其一生中能够固定氮素102 kg(折合成硫酸铵是510 kg)。
97、我国南方的水稻田中种植的绿肥作物紫云英(又叫红花草)，每公顷可以收获鲜草22 500 kg左右，其中含氮素112.5 kg(折合成硫酸铵是525 kg)。
98、因此，人们可以把豆科植物的根瘤比喻成巧妙的生物固氮工厂。
99、 科学研究证明，纯培养的根瘤菌能够单独固氮，但是它的固氮能力是很微弱的。
100、根瘤菌必须在进入豆科植物的根中并形成根瘤以后，才能大量地固定空气中的氮。
101、这就是说，分子态氮必须经过根瘤菌体内固氮酶的催化作用才能转化成氨和氨的化合物。
102、根瘤菌一方面将这些结合态氮供给豆科植物吸收利用，另一方面又从豆科植物的体内吸取碳水化合物和无机盐以维持生命活动。
103、 根瘤菌属里面有十几种根瘤菌，这些种根瘤菌与豆科植物的共生关系是比较特殊的。
104、这就是说，并不是任何一种根瘤菌遇到任何一种豆科植物的根都能够侵入并且形成根瘤的。
105、例如，豌豆的根瘤菌只能在豌豆、蚕豆等植物体的根上形成根瘤;大豆的根瘤菌只能在大豆根中形成根瘤，而不能在豌豆、苜蓿的根中形成根瘤。
106、一种根瘤菌与对应的一种或几种豆科植物之间的这种关系叫做“互接种族”关系。
107、属于同一互接种族的豆科植物，可以相互利用对方的根瘤菌而形成根瘤，反之则不能。
108、互接种族的原因在于豆科植物的根毛能够分泌一类特殊的蛋白质，根瘤菌细胞的表面存在有多糖化合物，蛋白质与多糖化合物的结合具有选择的专一性。
109、 根瘤的形成过程大致是这样的:聚集在根毛顶端的根瘤菌分泌一种纤维素酶，这种酶可以将根毛细胞壁溶解掉，随后根瘤菌从根毛尖端侵入根的内部，产生感染丝(即由根瘤菌排列成行，外面包有一层黏液的结构)。
110、根瘤菌不断地进入根毛，并且大量繁殖。
111、在根瘤菌侵入的刺激下，根细胞分泌一种纤维素，将感染丝包围起来，形成一条分枝或不分枝的纤维素鞘，叫做侵入线(图18)。
112、侵入线不断地延伸，直到根的内皮层。
113、根的内皮层处的薄壁细胞，受到根瘤菌分泌物的刺激，产生大量的皮层细胞，从而使该处的组织膨大，最后形成根瘤。
114、 最小的根瘤只有米粒般大小，最大的根瘤则有黄豆般大小。
115、根瘤的形态有枣形、姜形、掌形或球形。
116、根瘤中含有红色素(豆血红蛋白)、褐色素和绿色素，所以根瘤呈褐色、灰褐色或红色。
117、 根瘤菌的固氮作用是在常温、常压下进行的。
118、根瘤菌的固氮比工业上的固氮所需要的能量少，并且这种能量是来自绿色植物光合作用的产物，也就是说，归根结蒂是来自太阳能。
119、所以，根瘤菌不仅具有固氮效率高、不污染环境等优点，而且具有成本低、收益高的优点。
120、 根瘤菌的菌剂，可以购买，也可以自制。
121、下面介绍两种简易的自制方法:(一)干根瘤法:当根瘤菌活动和繁殖达到最旺盛的时候(豆科植物处于开花盛期)，选择生长健壮的植株，连根挖起(避免损伤根瘤)，挑选根瘤呈粉红色、个大、数多的植株，剪去枝叶和细根后，挂在通风处阴干备用。
122、也可以在豆类植物收获时进行选留，只是用量应比盛花期留取的要多些。
123、第二年春播时，将根瘤割下，在洁净的瓷罐内捣碎，加上无菌水或冷开水搅匀，就可以进行拌种了。
124、一般每公顷地用75~150株的根瘤就够了。
125、(二)鲜根瘤法:预先在苗圃中培养根瘤菌生长旺盛的豆类植株。
126、大田播种时，从苗圃内的豆类植株上选取个大、颜色呈粉红色的新鲜根瘤，把根瘤捣碎后进行拌种。
127、此法只需少量根瘤(每公顷地一般用75~150个)，就能达到增产的目的。
128、值得注意的是:(1)根瘤菌不仅对不同种的豆科植物具有选择性，而且对同种内不同品种的豆科植物也具有一定的选择性。
129、如果接种接错了，就没有增产效果。
130、(2)太阳光中的紫外线，能够杀死根瘤菌，所以，根瘤菌剂、干鲜根瘤以及拌好的种子，一定要放在阴凉处，避免阳光直射。
131、(3)拌种要均匀，不要擦破种皮。
132、(4)拌种时，每公顷豆种如果再拌入75~150 g的钼酸铵，增产效果会更好。
133、(5)多年种植某种豆科植物的土壤，如果继续种植这种豆科植物，也应该年年接种根瘤菌。
134、这是因为土壤中原有根瘤菌的结瘤能力往往下降，即使能够结瘤，固氮效率也很低。
135、 根瘤菌的固氮能力，不仅取决于菌种的品系(实际上，人工培养的一些根瘤菌品系的固氮能力往往比野生品系的固氮能力高几倍)，而且取决于土壤条件和农业措施。
136、增施磷、钾肥料和微量元素肥料(硼肥、铁肥等)，加强对农作物的管理，也是增强根瘤菌固氮效率的重要措施。
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