第三单元 科学素养提升2 实验设计的原则与变量分析-【高考领航】2023高考生物大一轮复习课件PPT（人教版）

* 科学素养提升2 实验设计的原则与变量分析 * 1．实验设计遵循的三大基本原则 (1)单一变量原则：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)对照原则：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)平行重复原则：在实验设计中为了避免实验结果的偶然性，必须对所做实验进行足够次数的重复，以获得多次实验结果的平均值，保证实验结果的准确性。 悟一悟 理 论 归纳 * 2．三类变量(自变量、因变量、无关变量)分析 * 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、反应时间、操作程序等 探究pH对过氧化氢酶活性的影响 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、酶量、试管的洁净程度、反应时间、操作程序等 * 实验名称 自变量 因变量 无关变量 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)；酒精的产生(酸性条件下用重铬酸钾检测) 葡萄糖溶液浓度、石灰水的量、温度、pH、锥形瓶的洁净程度等 探索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 扦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 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 设计制作生态缸，观察其稳定性 时间 群落的变化 生态缸的培养条件和环境等 * 1．(2021·广西桂林期中)下列关于生物实验中“对照”及“变量”的相关叙述，正确的是(　　) A．探究酵母菌细胞呼吸方式的实验属于对比实验，无对照 B．比较过氧化氢酶和Fe3＋催化效率的实验中，自变量为催化剂种类，因变量只能为气泡的释放量 C．观察紫色洋葱鳞片叶细胞质壁分离与复原的实验中，原生质层的位置变化为因变量，有空白对照 D．探究温度对植物光合作用的影响的实验中，温度为自变量，光照强度为无关变量，无空白对照 D 练一练 命 题 突破 * 解析：选D。探究酵母菌细胞呼吸方式的实验属于对比实验，通入空气组和无氧组相互对照，A错误；比较过氧化氢酶和Fe3＋催化效率的实验中，自变量为催化剂种类，因变量可以是气泡的释放量或带火星的卫生香的燃烧情况，B错误；观察紫色洋葱鳞片叶细胞质壁分离与复原实验中，原生质层的位置变化为因变量，无空白对照，自身前后对照，C错误；探究温度对植物光合作用的影响实验中，温度为自变量，光照强度、二氧化碳浓度等为无关变量，应该保持相同且适宜，无空白对照，D正确。 * 2．(2021·辽宁沈阳测试)下列实验中，温度属于无关变量的是(　　) ①证明酶具有专一性的实验中，将实验温度设置为酶的最适温度 ②比较过氧化氢在不同条件下分解的实验，其中一支试管的温度设置为90 ℃ ③探究温度对唾液淀粉酶活性影响的实验，设置0 ℃、37 ℃、100 ℃三种温度 ④用过氧化氢作为底物验证酶具有催化作用时，两组实验均在室温下进行 A．①②　　 B．①②③　　 C．①④　　 D．①③④ C * 解析：选C。证明酶具有专一性的实验中，温度属于无关变量，需要设置为相同且适宜，①正确；比较过氧化氢在不同条件下分解的实验，其中一支试管的温度设置为90 ℃，此时的温度属于自变量，②错误；探究温度对唾液淀粉酶活性影响的实验，温度属于自变量，③错误；用过氧化氢作为底物验证酶具有催化作用时，温度属于无关变量，④正确。故选C。 * 3．(2021·湖北八校联考)为探究温度对唾液淀粉酶活性的影响，某研究小组制订了以下实验方案。 实验方案： ①取3支试管，分别加入2 mL质量分数为3%的可溶性淀粉溶液，然后加入1 mL的缓冲液，再将它们分别置于温度为0 ℃、37 ℃、100 ℃的大烧杯中水浴保温。 ②向3支试管中加入已分别保温的1 mL质量分数为2%的唾液淀粉酶溶液，摇匀。 ③将3支试管继续水浴保温。 ④5 min后分别滴加2滴试剂A，观察试管中溶液的颜色变化。 * 请回答下列问题： (1)④中的试剂A应是________。 (2)该实验的无关变量是________________________________________ __________________________________________________ (答出两点)。 (3)研究小组将以上实验记为实验一。同时