第3单元微专题01 实验设计-【全考点】备战2024年高考生物一轮复习精优课件

必修1 分子与细胞 第二单元　细胞的基本结构与物质输入和输出 微专题　实验设计 1．实验设计的原则 (1)对照性原则： 只有比较才能看出差异，只有通过对照才能验证我们的推论，因此，在实验设计中，一般都要设置对照组。 必修1 分子与细胞 设置对照的目的通常有两种情况： 一种是为了说明问题，验证推论；另一种是为了消除或减少实验误差。通过干预或控制研究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。 必修1 分子与细胞 设置对照组常有3种方法： ①空白对照：即不给对照组做任何处理，或虽给对照组施以部分实验因素，但不是所研究的实验处理因素；如要验证甲状腺激素的作用，则对照组动物不做任何处理，让其自然生长，而对照组饲喂甲状腺激素制剂或甲状腺抑制剂，以观察甲状腺激素的作用； ②自身对照：指实验组和对照组都在同一实验对象上进行。如观察植物细胞的质壁分离和复原实验中，对照组即正常的洋葱表皮细胞和实验组即质壁分离和复原的细胞是同一组细胞，是典型的自身对照实验。 必修1 分子与细胞 ③相互对照：不单独设置对照组，而是几个实验相互为对照。如“比较过氧化氢酶和Fe3＋催化效率”实验中，分别用过氧化氢酶和Fe3＋去催化过氧化氢分解，进行相互对照，以得出酶的高效性结论等。 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。如探索光对种子萌发的影响中，实验组不给光照，对照组给予光照，其他的如空气、水分、温度都要适宜且相同。 必修1 分子与细胞 (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。这样做是由于：①可以消除或减少系统误差，使显著性测验有意义；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，观察其对实验结果影响的程度。任何实验都必须能够重复，这是具有科学性的标志。如果重复实验结果不一样，则不能得出结论，只能是偶然的结果。 必修1 分子与细胞 (4)单因子变量原则： 单因子变量原则指实验组和对照组的处理只能有一项条件不同，其他条件都应相同。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。 必修1 分子与细胞 例如：在验证酶是催化剂的实验中，A试管加入淀粉酶，在对照试管(B试管)中应加入等量的清水；观察温度对酶的影响时，各组其他条件一样，只有温度不同；观察pH对酶的影响时，各试管只能是pH不同，其他如温度、酶、反应物的量等必须相同。 必修1 分子与细胞 (5)科学性原则： 例如：以CO2为指标，设计并测定植物呼吸速率的实验 ①为什么要遮光？消除绿色植物光合作用吸收CO2对实验的干扰。 ②Ca(OH)2溶液的应用：前者是检验空气中CO2是否完全被NaOH吸收；后者是检验植物是否进行了呼吸作用，并可对生成物作干燥处理后进行定量分析。 必修1 分子与细胞 (6)可行性原则： 设计步骤简单方便，材料易获取，条件易控制，又能说明问题。例如，验证酶专一性的实验中，用唾液淀粉酶(或商店售的淀粉酶)，而不用胰淀粉酶或肠淀粉酶(不易获得) 必修1 分子与细胞 2．实验中三类变量的分析 必修1 分子与细胞 3．通过对照设置把握三种实验变量： (1)自变量的控制原则——单一变量原则。 (2)无关变量控制原则——等量适宜原则。 (3)因变量的控制原则——可观测性原则。 必修1 分子与细胞 1．(2023·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)测定两种纤维素酶(酶Ⅰ、酶Ⅱ)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 B 必修1 分子与细胞 解析：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。 必修1 分子与细胞 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 D 必修1 分子与细胞 解析：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，D项错误。 必修1 分子与细胞 3．用一定的低温处理果实，可以延迟果实在常温保鲜过程中的后