第3单元 实验技能4 实验设计的原则与变量分析-【优化探究】2024高考生物一轮复习高考总复习配套教参（人教版双选 新教材 新高考）

4．实验设计的原则与变量分析 授课提示：对应学生用书第66页 1．实验变量分析 (1)变量类型 (2)单一变量原则 无论一个实验有几个自变量，都应确定一个自变量对应观测一个因变量，即单一变量原则，它是处理实验中复杂关系的准则之一。 单一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，以及便于分析实验结果的成因。 (3)无关变量要一致(等量原则) 在实验设计和操作中，要尽量减少无关变量，而且不同的实验组中无关变量应完全相同，这样就可排除无关变量对实验的干扰，排除实验偶然性，提高实验的准确率。 2．设置对照实验的目的及类型的判断 (1)设置对照实验的目的：用以探究一个因素对特定对象的影响，通过比较实验结果而得出结论。 (2)对照实验的类型及实验组、对照组的确认 空白对照 对照组为自然状态下不做处理的对象组，实验组为施加实验变量处理的对象组 自身对照 实验处理前的对象组为对照组，实验处理后的对象组为实验组 相互对照 不单设对照组，而是几个实验组相互对照。如“影响酶活性的条件”的实验中，探究温度对酶活性的影响时，要设置热水、正常温度的水、冰水三个实验组，进行相互对照，以得出相应的实验结论 条件对照 即给对象施加某种实验处理，虽不是检验假设需要的，但更能充分说明实验变量的对照。例如，在用动物激素饲喂小动物的实验方案中，饲喂甲状腺激素的为实验组；饲喂甲状腺抑制剂的是条件对照组；不饲喂药剂的是空白对照组 1．下列关于酶特性实验设计的叙述，正确的是(　　) A．验证酶的专一性时，自变量一定是酶的种类 B．验证酶的高效性时，自变量是酶的浓度 C．探究温度对酶活性影响时，自变量是温度 D．探究酶催化作用的最适pH时，应设置过酸、过碱、中性三组 解析：验证酶的专一性时，自变量可以是酶的种类，也可以是反应物的种类，A错误；验证酶的高效性时，自变量是催化剂的种类，B错误；探究温度对酶活性影响时，自变量是温度，C正确；探究酶催化作用的最适pH时，过酸、过碱会使酶变性，使结果不精确，应设置酸性、中性、碱性多组不同pH的实验组，使实验尽可能精确，D错误。 答案：C 2．淀粉酶是人体消化液中重要的消化酶，在代谢中起到重要作用。为了探究不同物质对胰淀粉酶活性的影响，研究人员进行了如图实验。下列选项正确的是(　　) A．甲是实验组，与其他组进行对照，目的是测定胰淀粉酶在适宜条件下的活性 B．乙和丙进行对照，说明芦丁可能强化了茶花粉提取液对胰淀粉酶活性的抑制作用 C．丙和丁进行对照，说明维生素C可以缓解芦丁对胰淀粉酶活性的抑制作用 D．甲和丁进行对照，推测维生素C对胰淀粉酶活性有抑制作用 解析：甲是对照组，与其他组进行对照，目的是测定胰淀粉酶在加入茶花粉提取液、芦丁溶液、维生素C溶液等后的活性，A错误；甲、乙对照说明茶花粉提取液对胰淀粉酶的活性有抑制作用，乙、丙结果显示，加入芦丁后胰淀粉酶的活性更低，说明芦丁可能强化了茶花粉提取液对胰淀粉酶活性的抑制作用，也可能芦丁本身能抑制胰淀粉酶活性，B正确；丙、丁之间不满足单一变量原则，无法对照作推论，故不能说明维生素C可以缓解芦丁对胰淀粉酶活性的抑制作用，C错误；甲、丁之间不满足单一变量原则，无法对照作推论，故不能推测维生素C对胰淀粉酶活性有抑制作用，D错误。 答案：B 3．现有两种淀粉酶A与B，某生物兴趣小组为探究不同温度条件下这两种淀粉酶的活性，设计实验如下。 实验原理：温度等条件可以影响酶的活性；相同质量淀粉分别在上述两种淀粉酶的催化作用下产生麦芽糖的量相同；用分光光度计测量反应体系的吸光度时，淀粉含量越多，其吸光度越大，据此可测出淀粉的相对含量。 实验材料：一定浓度的淀粉溶液、相同浓度的淀粉酶A和淀粉酶B溶液、水浴缸、温度计等。 实验过程如表所示。 　组别 步骤　　　 1 2 3 4 5 6 7 8 ①设置水浴缸温度( ℃) 20 30 40 50 20 30 40 50 ②取8支试管各加入淀粉溶液(mL)，分别保温5 min 10 10 10 10 10 10 10 10 ③另取8支试管各加入等量淀粉酶溶液，分别保温5 min 酶A 酶A 酶A 酶A 酶B 酶B 酶B 酶B ④将同组两个试管中的淀粉溶液与淀粉酶溶液混合摇匀，保温5 min 实验结果：图甲是40 ℃时测定的酶A催化淀粉水解生成麦芽糖的量随时间变化的曲线，图乙是第④步保温5 min后，用分光光度计对各组淀粉剩余含量进行检测的结果。 (1)该实验的自变量是________________，因变量有__________________，淀粉酶催化淀粉水解的原理是____________