实验探究突破考向二 实验设计的原则-【聚焦考向·题型突破】2023年高考生物二轮复习课件精讲与试题精练

实验探究突破 考向二 实验设计的原则 1.实验设计的一般原则 （1）科学性原则 在设计实验时必须有充分的科学依据，即要以前人的实验、方法和自己的实验为原则，不能凭空想象。实验目的要明确，实验原理要正确，实验研究的材料和实验手段的选择要恰当，整个实验设计的思路和实验方法的确定都不能偏离实验原理及有关的生物学知识或其他学科领域的基本知识。 ‹#› 生物教研组 2023届教学课件 二轮复习 新亮剑 3 （2）单一变量控制原则 ①变量类型 a.实验变量与反应变量 实验变量亦称自变量，指实验中由实验者所操纵、给定的因素或条件。 反应变量亦称因变量，指实验中由实验变量而引起的变化和结果。 二者之间是前因后果的关系。实验的目的就在于获得和解释前因与后果。 ‹#› 生物教研组 2023届教学课件 二轮复习 新亮剑 4 例1：“比较过氧化氢酶和 <m></m> 的催化效率”实验。 自变量：催化剂种类（ <m></m> 和过氧化氢酶）。 因变量：气泡产生速度，卫生香燃烧程度。 例2：“观察植物细胞的质壁分离和质壁分离复原”实验。 自变量：外界溶液的浓度（高渗及低渗溶液）。 因变量：质壁分离（液泡失水缩小、颜色变浓，原生质层与细胞壁分离）；质壁分离复原（液泡恢复原状、颜色变浅，原生质层恢复原状）。 ‹#› 生物教研组 2023届教学课件 二轮复习 新亮剑 5 例3：“植物向性运动的实验设计和观察”。 自变量：是否单侧光照（黑暗、单侧光照、均匀光照）；改变幼苗的空间位置以接受重力影响。 因变量：幼苗的弯曲状况；根的弯曲方向。 b.无关变量 无关变量是指实验中除实验变量外的影响实验结果与现象的因素或条件。 如“探究温度对酶活性的影响”实验中，除实验变量（温度）外，试管的洁净程度、唾液的新鲜程度、淀粉浓度、温度处理的时间长短等就属于无关变量。 ‹#› 生物教研组 2023届教学课件 二轮复习 新亮剑 6 ②单一变量（单因子变量）原则 无论一个实验有几个实验变量，都应确定一个实验变量对应观测一个反应变量，这就是单一变量原则，它是处理实验中的复杂关系的准则之一。 如“植物的向性运动”实验，有重力与单侧光两个实验变量，必须要有各自实验变量的反应变量。 单因子变量原则要求在实验组和对照组的实验中都只能有一个变量，这样得出的实验结果与单一变量之间就能形成一一对应关系，便于观察实验结果和分析实验结果是由什么因素造成的。因此在设置实验时，首先要明确变量是什么，如何设置。 ‹#› 生物教研组 2023届教学课件 二轮复习 新亮剑 7 如在“探究温度对酶活性的影响”实验中，实验变量就是温度，除了温度外，其他因 素就要严格加以控制（如 <m></m> 、底物浓度、酶的种类和数量等，在实验组和对照组 中就应完全相同且适宜）。要探究不同温度下酶的催化能力的大小，就要设置一系 列温度，至少也要设置三个不同的温度：最适温度（如 <m></m> ）、低温 <m></m> 和高温 <m></m> 。明确了实验变量的设置，就可以确定实验器具的数量：取三支试管，分 别编号为1、 <m></m> 、 <m></m> 。 遵循单一变量原则，既便于对实验结果进行科学的分析，又增强实验结果的可信度 和说服力。 ‹#› 生物教研组 2023届教学课件 二轮复习 新亮剑 8 （3）等量性原则 不同的实验组或实验组和对照组（实验组是指接受实验变量处理的对象组；对照组是指没有接受实验变量处理的对象组），除了实验变量可以不同外，其他实验条件都应完全一样。“其他实验条件都应完全一样”具体来说有如下四个方面。 ①所用生物材料要相同：所用生物材料的数量、质量、长度、体积、来源和生理状况、性别等方面要尽量相同或至少大致相同。 ②所用实验器具要相同：试管、烧杯、水槽、广口瓶等器具的大小、型号、洁净度要完全一样。 ‹#› 生物教研组 2023届教学课件 二轮复习 新亮剑 9 ③所用实验试剂要相同：试剂的成分、浓度、体积要相等。尤其要注意体积等量的问题。 ④所用处理方法要相同：处理方法如保温或冷却、光照或黑暗、搅拌或振荡都要一致。 ‹#› 生物教研组 2023届教学课件 二轮复习 新亮剑 10 （4）对照性原则 为消除或减少实验误差，在实验设计中通常要设置对照组，使实验具有说服力和严谨性。 ①空白对照：不给对照组任何处理因素。如对还原性糖的鉴定实验中，向甲试管溶 液中加入苹果汁和斐林试剂，乙试管中加入蒸馏水和斐林试剂，一起放入盛有 <m></m> 温水的大烧杯中加热约 <m></m> ，比较它们颜色的变化。 ②条件对照：如验证甲状腺激素的生理作用的实验设计中，实验组处理方法是饲喂甲状腺激素，对照组处理方法是饲喂甲状腺激素抑制剂。 ‹#› 生物教研组 2023届教学课件 二轮复习