第二单元 实验技能1 实验设计的原则和基本方法（教师word）-2023新教材新高考生物【导学教程】新编大一轮总复习（人教版）

实验设计是高中生物的一个重要内容，既能考查运用所学生物知识解决实际问题的能力，又能考查创新思维能力。现简要归纳一下实验的主要原则和基本方法。 一、实验设计的主要原则 1．对照性原则 在实验设计中，一般都要设置对照组。通过干预或控制对象以消除或减少实验误差，鉴别实验中的处理因素与非处理因素的差异。通常采用空白对照的原则，即不给对照组以任何处理因素。但是要注意，不给对照组以任何处理因素是相对实验组而言的，实际上对对照组也要做一定的处理，只是不加实验组的处理因素而已。 2．随机性原则 实验设计中的随机性原则是指被研究的样本是从总体中任意抽取的。这样做可以：(1)消除或减少系统误差，使显著性实验有意义。(2)平衡各种条件，避免实验结果中的偏差。 3．平行重复原则 平行重复原则，即控制某种因素的变化幅度，在同样条件下重复实验，观察其对实验结果的影响程度。任何实验都必须能够重复，这是具有科学性的标志。 4．单一变量原则 单一变量原则，即控制其他因素不变，只改变其中某一变量，观察其对实验结果的影响。除了整个实验过程中欲处理的实验因素外，其他实验条件要求做到前后一致。 二、实验设计的基本方法 1．了解题目要求 看清题意是要求设计实验方案、步骤还是分析实验结果。 2．明确实验目的、原理 明确实验到底要解决什么问题，要用到生物学上的什么原理。 3．确定实验思路 根据原理对实验作出假设，并对可能产生的现象作出预测，并充分利用所用材料设计实验思路。 4．设计实验步骤 根据上述实验目的、原理和思路，设计出合理的实验装置和实验步骤。要思考题目中所给出的实验材料和试剂分别起什么作用，怎样运用，并且还要注意以下两点：一是题目中给出的实验试剂和材料一般应充分利用；二是除非题目条件允许，否则不能自己随意增加实验试剂和材料。 5．记录实验现象和数据 在实验中，将观察到的现象如实、准确地记录下来。除了用文字进行记录外，还可以用数据或符号进行记录。 6．分析得出结论 根据观察的实验现象和记录的数据，通过分析、计算、图表、推理等处理，归纳出一般概括性判断，并用文字、图表、绘图等方法作一个简明的总结。 [针对训练] 1．(2021·广东卷)人体缺乏尿酸氧化酶，导致体内嘌呤分解代谢的终产物是尿酸(存在形式为尿酸盐)。尿酸盐经肾小球过滤后，部分被肾小管细胞膜上具有尿酸盐转运功能的蛋白URAT1和GLUT9重吸收，最终回到血液。尿酸盐重吸收过量会导致高尿酸血症或痛风。目前，E是针对上述蛋白治疗高尿酸血症或痛风的常用临床药物。为研发新的药物，研究人员对天然化合物F的降尿酸作用进行了研究。给正常实验大鼠(有尿酸氧化酶)灌服尿酸氧化酶抑制剂，获得了若干只高尿酸血症大鼠，并将其随机分成数量相等的两组，一组设为模型组，另一组灌服F设为治疗组，一段时间后检测相关指标，结果见图。 回答下列问题： (1)与分泌蛋白相似，URAT1和GLUT9在细胞内的合成、加工和转运过程需要__________________________(答出两种即可)及线粒体等细胞器共同参与。肾小管细胞通过上述蛋白重吸收尿酸盐，体现了细胞膜具有________的功能特性。原尿中还有许多物质也需借助载体蛋白通过肾小管的细胞膜，这类跨膜运输的具体方式有____________________。 (2)URAT1分布于肾小管细胞刷状缘(下图示意图)，该结构有利于尿酸盐的重吸收，原因是_____________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________。 (3)与空白对照组(灌服生理盐水的正常实验大鼠)相比，模型组的自变量是__________。与其他两组比较，设置模型组的目的是_____________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)根据尿酸盐转运蛋白检测结果，推测F降低治疗组大鼠血清尿酸盐含量的原因可能是______________________________________________，减少尿酸盐重吸收，为进一步评价F的作用效果，本实验需要增设对照组，具体为____________________。 解析　(1)分泌蛋白在细胞内的合成、加工和转运过程需要核糖体、内质网、高尔基体及线粒体等细胞器共同参与，由于URAT1和GLUT9与分泌蛋白相似，因此URAT1和GLUT9在细胞内的合成、加工和转运过程需要核糖