实验专题讲座1 实验设计的“原则”与“变量”分析.docx

F实验专题讲座1实验设计的“原那么”与“变量”分析技能必备1 .实验设计遵循的三大基本原那么（1）单一变量原那么：即除自变量（实验变量）以外，应使实验组与对照组的无 关变量保持相同且适宜。如生物材料相同（大小、生理状况、年龄、性别等）、 实验器具相同（型号、洁净程度等）、实验试剂相同（用量、浓度、使用方法等） 和条件相同（保温或冷却、光照或黑暗、搅拌、振荡等）。（2）对照原那么：应设置对照实验，使实验组与对照组的自变量不同（其他因素 都相同），以便减小实验误差。（3）平行重复原那么：在实验设计中为了防止实验结果的偶然性，必须对所做实 验进行足够次数的重复，以获得屡次实验结果的平均值,保证实验结果的准确性。2 .三类变量（自变量、因变量' 无关变量）分析仅量分仅量分自变量所探究的条件和因子，是作用于实验对象； :的刺激变量，坐标中横轴标识一般为自变量： J又森庆应金正:真而向薪菱花冠逊友！ 譬胤应或发生变化的变量，应具有可测性和客 ;观性，坐标中纵轴标识一般为因变量；J元卖诵攵森丰殛基画海基组的营、； 无关1研究目标无关.但却影响研究结果的变量， 变量:一实验时一般需控制无关变量适宜且1（相同，3 .教材中探究类实验的变量分析实验名称自变量因变量无关变量探究温度对淀粉酶活性的影响不同温度（至少三种）酶的活性（加碘液 后溶液颜色的变 化）pH、底物量、酶量、 试管的洁净程度、 反响时间、操作程 序等探究pH对过氧化 氢能活性的影响不同pH （至少三 种）酶的活性（气泡的 数量或带火星的卫 生香燃烧的猛烈程 度）温度、底物量、酶 量、试管的洁净程 度、反响时间、操 作程序等探究酵母菌的呼吸方式氧气的有无模拟探究细胞外表 积与体积的关系琼脂块体积的大小探究生长素类似物 促进插条生根的最 适浓度不同浓度的生长素 类似物探究培养液中酵母 菌数量的动态变化时间探究水族箱中的群落演替时间C02生成量（澄清 石灰水的混浊程 度）；酒精产生（用 酸性重铭酸钾检 测）葡萄糖溶液、石灰 水的量、温度、pH、 锥形瓶的洁净程度 等物质运输的效率NaOH溶液的量、 浸泡的时间、测量 的准确性等杆插枝条的生根数量或长度实验材料的一致 性、生长素类似物 浓度的准确性、处 理时间的一致性等酵母菌种群数量培养液的成分、培养条件、空间等群落的变化水族箱的培养条件和环境等4 .实验设计策略（1）程序明确实 分析实 J提出实 设计实 /预期结 验目的 验原理 1验思路 1验步骤 果结论自变量操纵施加干扰无关变量控T制,人X随机设置条件重复均分对照适宜实验因变量检1测7X重复 测量实验 数据（2）步骤书写步骤第一步：等量分组、编号（注意不同实验材料“等量”的描述）第二步：单一变量处理，其他条件相同且适宜（无关变量的控制）第三步：观察记录结果实验结果结论：将实验的结果用文字、曲线图、柱形图、表格等形式予以表达。技能展示（2021江西金太阳全国大联考）生物实验设计的关键是实验变量确实认，以下 对实验自变量确实认，不正确的选项是（）A.比拟过氧化氢在不同条件下分解速率的实验中，自变量为催化剂的种类B.观察植物细胞质壁别离及质壁别离复原的实验中，自变量为环境溶液C.为破译密码子而进行的蛋白质体外合成的实验中，自变量为氨基酸的种类D.探究影响酵母菌种群数量增长因素的实验中，自变量可为培养液的量 答案A解析 比拟过氧化氢在不同条件下的分解速率实验中，自变量是不同的条件，如 温度、催化剂的种类等，A错误；植物细胞质壁别离及质壁别离复原的实验中， 细胞所处的环境溶液（的浓度）是自变量，B正确；为破译密码子而进行的蛋白 质体外合成实验，是在不同试管中分别加入一种氨基酸，自变量是氨基酸的种类, C正确；培养液量的多少会影响酵母菌种群数量的最大值等，D正确。1. （2020河南示范高中联考）以下有关实验设计的表达中，正确的选项是（）A.实验材料的数量、温度和时间都可能是实验的变量B.各种实验都必须单独设置对照组，确保单一变量C.数据测量时只要认真记数，无需屡次测量求平均值D.探究实验中，实验结果总是与提出的假设一致答案A解析 变量即实验过程中可以变化的因素，实验材料的数量、温度和时间都可能 是实验的变量，A正确；探究实验一般都需要设置对照组，但也可能均为实验组， 各组之间形成相互对照，B错误；进行数据测量时，为了减少误差，需屡次测量 求平均值，C错误；探究实验中，可能出现实验的结果与假设矛盾，可能是假设 不正确，那么就需要进一步查找资料，重新作出假设，也可能是实验过程中的某 一环节出了问题，那么就需要重新进行实验，D错误。2. （2021西安高新一中调研）酶抑制剂能降低酶的活性，不同的抑制剂对酶活性 的影响不同。某科研小组通过实验研究了两种抑制剂对某消化酶酶促反响速率的 影响，对实验的结果进行分析并绘图，请回答以下问题：（1）该实验的自变量是,实验中对无关变量应进行控制，该 实验的无关变量有（至少答出两项）。（2）据图分析，随着底物浓度的升高，抑制剂 （填类型）的作用逐渐 减小甚至消失。从活化能的角度分析，推测抑制剂降低酶促反响速率的原理是（3）某同学认为该实验小组的实验过程应是：a.将某消化酶溶液等分为三组，将每组等分为假设干份；b.在一定条件下将三组消化酶溶液均与等量的不同浓度的底物混合；c.在中加入一定量的蒸储水，中加入等量的抑制剂I ,中加入等量的抑制 剂n ；&定时取样检测各反响中底物的量或产物的量，记录实验结果并绘图。你认为该实验操作是否正确？。如果不正确，请进行改正：答案 （1）抑制剂种类和底物浓度 温度、pH、酶浓度、抑制剂的使用量等（2） I在抑制剂的作用下，酶的活性（催化效率）降低，其降低化学反响活 化能的能力下降（合理即可） （3）不正确 步骤c应与步骤b互换，即先对 酶溶液进行处理再加入底物（合理即可）解析（1）由图可知，该实验的自变量有两个，分别是抑制剂种类和底物浓度。 该实验的无关变量有温度、pH、酶浓度、抑制剂的使用量、反响时间等。（2）由图可知，随着底物浓度的升高，曲线的酶促反响速率逐渐与曲线无 抑制剂时相同，即抑制剂I的作用逐渐减小甚至消失。抑制剂能降低酶活性，酶 能降低化学反响所需的活化能。（3）不正确，假设对酶处理前先将酶与底物混合, 那么酶会与底物发生反响，故应先对酶进行不同的处理，然后再将处理后的酶与底 物混合。