1、实验专项（一）实验设计遵循的原则 考点互动探究 1.对照原则 对照实验是除了一个因素之外,其他因素都保持不变的实验,通常分为实验组和对照组,实验组是接受实验变量处理的对象组,对照组是不接受实验变量处理的对象组。按对照的内容和形式上的不同,通常有以下几种对照类型:类型 设置对照实验 实例 空白对照 指不做任何实验处理的对象组 “生物组织中可溶性还原糖的鉴定”实验中,向甲试管溶液加入斐林试剂,而乙试管中不加斐林试剂 考点互动探究 类型 设置对照实验 实例 自身对照 实验组与对照组在同一对象上进行 “植物细胞质壁分离和复原”实验就是典型的自身对照。实验处理前的对象状况可视为对照组,实验处理后的对象变
2、化则视为实验组 相互对照 指不另设对照组,而是几个实验组相互对比对照 如“温度对酶活性的影响”的实验中,几个实验组所采用的就是相互对照 考点互动探究 类型 设置对照实验 实例 条件对照 指虽给对象施以某种实验处理,但这种处理是作为对照意义的,或者说这种处理不是实验假设所给定的实验变量意义上的 例如“动物激素饲喂小动物”实验的设计方案:甲组:饲喂甲状腺激素(实验组)乙组:饲喂甲状腺抑制剂(条件对照组)丙组:不饲喂药剂(空白对照组)2.单一变量原则(1)生物实验变量的辨析 实验中的变量有自变量、因变量和无关变量。自变量:人为改变的变量。因变量:随着自变量的变化而变化的变量。无关变量:除自变量外,实
3、验过程中可能还会存在一些可变因素,对实验结果造成影响,这些变量称为无关变量。通常,自变量是原因,因变量是结果,二者具有因果关系。考点互动探究 图3-8-22 考点互动探究(2)变量的控制 控制变量是指控制其他因素不变,集中研究其中一个因素的变化,保证实验不受干扰或将干扰因素降到最低程度。通过变量控制,尽量减小实验误差,以取得较为精确的实验结果。操纵自变量的方法:设法给研究对象施加干扰,造成研究对象的变化,从而使研究对象在被干扰状态中反映出某种现象和属性。考点互动探究 检测因变量的方法:因变量有时不能直接检测,实际操作中根据实验原理和实验条件确定观察、测量的指标称为观察指标。具体包括观察特异性的
4、颜色变化、沉淀反应;观察形态结构、生理变化;测量生长发育速度;测量生化反应速度。控制无关变量的方法(平衡控制):排除因实验对象的个体差异带来的影响;设法创造稳定的相同的条件进行对照,以抵消或排除这些因素对实验对象的干扰;设法提供适宜条件,以排除不利环境条件对实验对象的影响;重复实验,排除偶然因素的干扰,减小实验误差。考点互动探究 3.等量原则 实验中除“单一变量”(即实验变量)外,其他变量需注意等量原则,即:(1)生物材料要相同:所用生物材料的数量、质量、长度、体积、来源和生理状况等方面要尽量相同或至少大致相同。(2)实验器具要相同。(3)实验试剂要相同。(4)处理方法要相同。考点互动探究 1
5、.生物实验中常用到对照,以下对照设置正确的是()A.研究温度对酶活性的影响时,实验要分别在酸性和碱性条件下进行 B.研究蝾螈细胞核的功能实验中,将其受精卵横缢成有核和无核两部分 C.验证胚芽鞘感光部位在尖端的实验中,甲组用锡箔帽罩住尖端,乙组去掉尖端 D.在观察DNA和RNA在细胞中的分布时,分别使用甲基绿和吡罗红两种染色剂染色 考点互动探究 针对训练 考点互动探究 答案 B 解析 研究温度对酶活性的影响实验中,pH是无关变量,应保持相同且适宜,A错误;研究蝾螈细胞核的功能实验中,自变量是有无细胞核,因此需将其受精卵横缢成有核和无核两部分,B正确;验证胚芽鞘感光部位在尖端的实验中,自变量是尖端
6、有无光照,所以甲组用锡箔帽罩住尖端,乙组的尖端给予单侧光照,C错误;在观察DNA和RNA在细胞中的分布时,甲基绿和吡罗红两种染色剂应混合使用,D错误。2.下列有关实验中变量的叙述,正确的是()A.探究温度对酶活性的影响实验中,酶催化的反应速率是自变量 B.模拟探究细胞大小与物质运输关系实验中,琼脂块的体积大小是无关变量 C.观察洋葱鳞片叶外表皮细胞质壁分离与复原的实验中,原生质层位置的变化是无关变量 D.探究植物生长调节剂对扦插枝条生根的作用实验中,插条生根数是因变量 考点互动探究 考点互动探究 答案 D 解析 探究温度对酶活性的影响实验中,温度是自变量,酶催化的反应速率是因变量,A错误;模拟
7、探究细胞大小与物质运输关系实验中,琼脂块的体积大小是自变量,B错误;观察洋葱鳞片叶外表皮细胞质壁分离与复原的实验中,原生质层位置的变化是因变量,C错误;探究植物生长调节剂对扦插枝条生根的作用实验中,插条生根数量是因变量,D正确。3.2018湖北孝感一中模拟 实验中的变量主要有自变量、因变量和无关变量。下列哪一项不属于控制无关变量的操作()A.验证光合作用能产生淀粉的实验中,首先将实验植物进行“饥饿”处理 B.探究唾液淀粉酶最适pH的实验中,先将每一组温度控制在37 C.验证光合作用需要光照的实验中,将叶片的一半用黑纸包住 D.探究唾液淀粉酶最适温度的实验中,每一组都加入等量的淀粉 考点互动探究
8、 考点互动探究 答案 C 解析 A项实验中将实验植物进行“饥饿”处理,消耗植物原有的淀粉,防止对实验的干扰;B项实验中,温度为无关变量,需控制到唾液淀粉酶适宜的温度37;C项实验中,有无光照是自变量;D项实验中淀粉的加入量为无关变量,用量要相同。4.2018宁夏石嘴山一模 如图3-8-23是比较过氧化氢在不同条件下的分解实验。有关分析合理的是()图3-8-23 考点互动探究 A.本实验的因变量是不同的催化剂 B.本实验的无关变量有温度和酶的用量等 C.1号与3号、1号与4号可分别构成对照实验 D.分析1号、2号试管的实验结果可知,加热能降低反应的活化能 考点互动探究 考点互动探究 答案 C 解
9、析 由题意可知,本实验的因变量是过氧化氢分解产生气体的量,A错误;由图可知,本实验中温度是自变量,不是无关变量;B错误;图中,1号与3号、1号与4号可分别构成对照实验,C正确;加热能使过氧化氢分子从常态转变成容易反应的活跃状态(为反应提供能量),不是降低反应的活化能,D错误。5.某植物培养液中含有甲、乙、丙3种离子,它们对植物的生长都有影响。下表列出的5种培养液中,甲、乙、丙3种离子的浓度(单位:mmol/L)不同。为了研究丙离子的浓度大小对植物生长的影响,进行实验时可以选用的两种培养液是()A.B.C.D.考点互动探究 培养液编号 甲离子 20 30 50 30 40 乙离子 55 45 6
10、0 45 55 丙离子 10 15 20 25 25 考点互动探究 答案 C 解析 分析题干可知,在研究丙离子的浓度大小对植物生长的影响时,依据单一变量原则应选择甲、乙离子对植物生长影响相同的两组。分析表格可知,只有两组符合条件。6.2018浙江杭州学军中学模拟 下列有关实验设计的叙述中正确的是()A.实验材料的数量、温度和时间不可能是实验的变量 B.各种实验中都必须设置空白对照组 C.数据测量应力求精确,因而需要多次测量求平均值 D.探究实验设计中,实验结果总是与提出的假设一致 考点互动探究 考点互动探究 答案 C 解析 变量是探究的因素,实验材料的数量、温度和时间都有可能是实验的变量,A错误;并不是所有实验都需要设置空白对照组,B错误;进行数据测量时,为了减小误差,需多次测量求平均值,C正确;探究实验的结果有可能与假设矛盾,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。