1、实验技能(一)实验设计的基本原则及实验变量的控制技能必备1实验设计遵循的四大基本原则2实验设计的变量分析(1)自变量、因变量、无关变量三者之间的关系自变量：指实验中由实验者根据实验目的所要操纵的因素或条件。因变量：指实验中由实验变量引起的变化和结果。通常自变量是原因，因变量是结果，二者具有因果关系。实验的目的在于解释这种前因后果关系。无关变量：指实验中除自变量以外的影响实验变化和结果的因素或条件。实验中应尽量避免无关变量对正常实验结果造成干扰，如果无关变量处理不当影响了正常结果的出现，此无关变量就成为干扰变量了，所以避免无关变量成为干扰变量是实验成功的前提。(2)实验变量控制的三个原则实验变量
2、控制原则实例自变量单一变量原则探究温度对酶活性的影响实验中只有温度一个自变量无关变量等量适宜原则探究温度对酶活性的影响实验中，pH为无关变量，实验时，各组pH不但要相同，还要适宜因变量可观测性原则探究温度对酶活性的影响实验中，根据淀粉遇碘变蓝的颜色反应将不可观测的反应直观地显现出来，便于实验结果的观测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、反应时间、操作程序等探究pH对酶活性的影响不同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、
3、酶量、试管的洁净程度、反应时间、操作程序等探究酵母菌细胞呼吸的方式氧的有无CO2生成量(澄清石灰水的混浊程度)；酒精产生(酸性条件下用重铬酸钾检测)葡萄糖溶液、石灰水的量、温度、pH、锥形瓶的洁净程度等探究生长素调节剂促进插条生根的最适浓度不同浓度的生长素调节剂扦插枝条的生根数量或长度实验材料的一致性、生长素调节剂浓度的准确性、处理时间的一致性等探究培养液中酵母菌种群数量的变化时间酵母菌种群数量培养液的成分、培养条件、空间等探究水族箱中的群落演替时间群落的变化水族箱的培养条件和环境等突破训练1(2021广东广州模拟)为优选纤维素酶，研究人员设计了在不同温度下(其他条件相同且适宜)测定两种纤维素
4、酶(酶、酶)活性的实验，以下说法错误的是()A温度和酶的种类为自变量，酶活性为因变量B底物溶液应配制两种浓度分别对应两种酶C测定同一温度下的酶活性，酶的种类是自变量D该实验可以探究出两种酶各自催化的最适温度解析：选B。在测定不同温度下两种纤维素酶活性的实验中，温度和酶的种类为自变量，酶活性为因变量，A正确；底物溶液的浓度、pH等是无关变量，无关变量应相同且适宜，B错误；测定同一温度下的酶活性时，酶的种类是自变量，C正确；本实验研究不同温度下两种纤维素酶的活性，可以探究出两种酶各自催化的最适温度，D正确。2下列关于控制无关变量的实验操作，错误的是()A验证光合作用能产生淀粉的实验中，首先对实验植
5、物进行饥饿处理B探究唾液淀粉酶的最适pH的实验中，将每一组温度控制在37 C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D验证光合作用需要光照的实验中，将一组置于光下，一组置于黑暗中解析：选D。验证光合作用能产生淀粉的实验中，光的有无是自变量，首先对实验植物进行饥饿处理，以排除原有淀粉的影响，A项正确；探究唾液淀粉酶的最适pH的实验中，自变量为反应溶液的pH，温度为无关变量，应保持各组温度相同且适宜，将每一组温度控制在37 ，B项正确；探究唾液淀粉酶最适温度的实验中，淀粉的量为无关变量，每一组应加入等量的淀粉，C项正确；验证光合作用需要光照的实验中，光的有无是自变量，而不是无关变量，
6、D项错误。3(不定项)为探究影响酶活性的因素、验证酶的专一性和高效性等，某同学设计了4套方案，如下表所示。下列相关叙述不正确的是()方案催化剂底物pH温度胃蛋白酶、胰蛋白酶蛋白块中性室温淀粉酶淀粉、蔗糖适宜适宜蛋白酶蛋白质适宜不同温度过氧化氢酶、氯化铁溶液过氧化氢强酸性室温A方案的目的是探究pH对酶活性的影响，自变量是酶的种类B方案的目的是验证淀粉酶的专一性，可用斐林试剂检测C方案的目的是验证温度对酶活性的影响，可用双缩脲试剂检测D方案的目的是验证酶的高效性，加酶的一组产生气泡数较多解析：选ACD。在探究pH对酶活性的影响实验中，自变量是pH，A错误；淀粉酶能将淀粉水解，不能将蔗糖水解，利用斐
7、林试剂检测生成物可以达到目的，B正确；由于蛋白酶的化学本质是蛋白质，也能够与双缩脲试剂发生紫色反应，故不能用双缩脲试剂检测蛋白质是否被分解，C错误；在高温、过酸、过碱的条件下，酶的空间结构会遭到破坏，导致酶变性失活，因此，强酸条件下过氧化氢酶失活，不能用于验证酶的高效性，D错误。4(不定项)某生物兴趣小组为了探究乙醇的浓度和是否添加铁离子对纤维素酶活性的影响进行了相关实验，结果如下图所示，下列相关叙述正确的是()A该实验的自变量是乙醇浓度，有无铁离子是无关变量B铁离子可使纤维素酶催化纤维素水解时所需的活化能降低C乙醇和铁离子在提高纤维素酶活性方面表现为协同作用D若要验证该酶的专一性，则实验的自变量是底物种类解析：选BD。根据该实验的目的可知，该实验的自变量是乙醇浓度和有无铁离子，A项错误。乙醇浓度为0时，有铁离子组酶的活性较高，说明铁离子可使纤维素酶催化纤维素水解时所需的活化能降低，B项正确。从图中信息可知，随着乙醇浓度的增大，纤维素酶活性逐渐降低，可见乙醇对纤维素酶的活性有抑制作用；从图示分析可知，不同乙醇浓度下添加铁离子的纤维素酶活性比未添加铁离子的高，可推测铁离子对纤维素酶的活性有促进作用，而不能说明乙醇和铁离子在提高纤维素酶活性方面表现为协同作用，C项错误。验证特定酶的专一性时，实验的自变量是底物的种类，D项正确。
