1.4实验原则分类和总结-【大鹏生物】2023年高考生物基础实验

45 1.4实验原则分类和总结 实验原则是实验的灵魂，鲜被直接考查却又无处不在。生物学科的实验原则有多个，经常考查且难 度较大的有三个：科学性原则、对照性原则和单一变量原则。 【科学性原则在解题中的应用】 科学性原则是指在设计实验时必须有充分的科学根据。具体体现在实验原理要正确、实验材料和 器具的选择要恰当、整个实验设计思路和实验方法步骤的确定都不偏高生物学基础知识和原理。科学 性原则居实验原则之首，决定实验成功与否。 在解答实验类简答题时，可直接将科学性原则应用到“实验评价或修正”上，如何评价两种实验 方案的优缺点？用科学性原则去思考。例如，噬菌体是病毒，不能用培养液直接培养，应该“先用含 有 32P 的培养液培养大肠杆菌，再用被 32P 标记的大肠杆菌培养 T2 噬菌体”；人鼠细胞融合实验原理为 荧光蛋白标记，和放射性同位素标记原理不同。 46 （一）科学性原则 【例 1】下列有关生物学实验的叙述，正确的是（ ）。 A. 在观察洋葱根尖分生组织细胞有丝分裂实验中，盐酸的主要作用是让染色剂与染色体更好地结合 B. 对酵母菌计数时，先用吸管吸取培养液，滴满血细胞计数板的计数室及其四周边缘，轻轻盖上盖 玻片后即可镜检 C. 在探究生物体维持 pH 稳定的机制实验中，用缓冲液和自来水对照，盐酸的浓度属于自变量 D. 低温诱导大蒜根尖时间过短，可能导致难以观察到染色体加倍的细胞 【例 2】下列有关酶的实验设计思路，正确的是（ ）。 A. 可利用过氧化氢和过氧化氢酶探究 pH 对酶活性的影响 B. 利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液验证酶的专一性 C. 在验证温度对淀粉酶活性的影响实验中，应选斐林试剂检测还原糖的生成 D. 利用胃蛋白酶和蛋清，pH 分别为 3、7、11 的缓冲液验证 pH 对酶活性的影响 【例 3】科学家用幼鼠作实验材料，验证生长激素和甲状腺激素在促进动物生长方面具有协同作用。 回答下列相关问题。 （1）实验思路：取_____________的幼鼠若干，随机均分为 A、B 两组，对 A 组幼鼠实施垂体切除手 术，B 组幼鼠____________________； 10 天后，对 A 组每只幼鼠注射适量且等量的生长激素，B 组每只幼鼠注射等量的生理盐水； 20 天后，对 A 组每只幼鼠注射适量且等量的甲状腺激素，B 组每只幼鼠注射等量的生理盐水； 30 天后，对 A 组每只幼鼠___________________，B 组每只幼鼠注射等量的生理盐水； 在此过程中，每天喂以等量的同种普通饲料，并测量每组每只幼鼠的体重（g），记录并求平均值。 （2）预测实验组的实验结果（以坐标曲线图形式表示，并标明处理方式，示意趋势即可）。 （3）本实验中，对实验组幼鼠切除垂体的目的是______________________。切除垂体后一段时间，实 验组幼鼠甲状腺质量比对照组___________（填“重”“轻”或“几乎相等”），同时影响甲状腺激素的 分泌，通过________调节，使下丘脑合成和分泌的促甲状腺激素释放激素增多。 【例 4】为研究胸腺素能否预防 LPS（细菌毒素）导致的神经损伤，探究者提出两种实验方案。 方案一：实验组小鼠在出生后连续四天每天注射适量胸腺素，对照每天注射等量无菌生理盐水。第九 天时，对实验组全部小鼠和对照组的一半小鼠注射等量的 LPS，对另一半对照组小鼠注射等量的无菌 生理盐水。第三周对小鼠脑组织进行细胞学检测，比较各组小鼠脑部海马区神经干细胞、新生神经元 的数量。 方案二：实验组小鼠在出生后连续四天每天注射一定量的 LPS，对照组注射等量无菌生理盐水。第九 天时，对实验组半数小鼠注射适量的胸腺素，另外半数实验组小鼠和对照组全部小鼠注射等量的无菌 生理盐水。第三周的处理方式和检测内容同方案一。 请评价两种实验方案的优缺点，并陈述理由。 47 （二）对照原则 对照原则是实验的骨架，是实验设计最基本的原则，也是高考考查最多的原则。 实验过程中可以变化的因素称为变量。其中人为改变的变量称做自变量，比较过氧化氢在不同条 件下分解的实验中氯化铁溶液和肝脏研磨液，都属于自变量；随着自变量的变化而变化的变量称做因 变量，该实验中过氧化氢分解速率就是因变量。除自变量外，实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。除了一个因素以外，其余因素都保持不变的实验 叫做对照实验。上述实验中只有反应条件是改变的，其余因素（如反应物的性质和浓度）都没有变 化。对照实验一般要设置对照组和实验组，上述实验中的 1 号试管（未做处理）就是对照组，2 号 （加热）、3 号（加氯化铁溶液）和 4 号试管（肝脏研磨液）