专题29 综合实验的设计与分析(讲义)-【新高考方案】2024高考生物浙江第二次选考专题增分方略

专题二十九综合实验的设计与分析 提能点（一） 实验中的变量类型及控制方法分析 1.变量的类型 操控自变控制其他因素不变，而只改变其中一个因 变量是指可被操控的特定因素或条件。据其在 量的方法 素（自变量），使其对实验结果造成影响 实验中的作用可分为两大类： 根据实验原理和实验条件确定观察，测量的 (1)自变量与因变量 检测因变指标和方法。具体指标：观察特定的颜色变 自变量指实验中由实验者所操控的因素或条 量的方法 化、沉淀反应：观察形态结构、生理变化：测 件：因变量指实验中由于自变量变化而引起的 量生长发育速度：测量生化反应速度等 变化和结果。通常自变量是原因，因变量是结 排除因实验对象的个体差异带来的影 控制无关 果，二者具有因果关系。实验的目的在于获得 响：设法创造稳定的相同的条件进行对 变量的方 和解释这种前因后果。例如在“探究pH对过氧 照，以抵消或排除这些因素对实验对象 法（平衡 的干扰：设法提供适宜条件，以排除不利 化氢酶的影响”的实验中，所给定的H分别为 控制) 环境条件对实验对象的影响 5.0、6.0、7.0、8.0的缓冲液就是自变量，而由于 不论一个实验有几个实验变量，都应确定一个 pH条件的变化，过氧化氢酶催化过氧化氢分解 实验变量对应观测一个因变量，这就是单一变 的反应速率也随之变化，这就是因变量，该实验 量原则，它是处理实验中复杂关系的准则之一。 的目的在于获得和解释pH变化（自变量）与酶 的活性变化（因变量）的因果关系。 [例1]乙酰胆碱酯酶能催化神经递质（乙酰 (2)无关变量与额外变量 胆碱)的水解，使神经递质在完成神经兴奋的传递 任务之后，尽快分解。许多有机磷杀虫剂能专门 无关变量指实验中除自变量以外，可能还会存 抑制乙酰胆碱酯酶的活性。在有机磷的作用下， 在一些可变因素对实验结果造成影响，这些变 乙酰胆碱不能很快分解，肌肉细胞就会处于持续 量称为无关变量：额外变量也称干扰变量，指实 兴奋中，表现为震颤不已，直到死亡。为验证有机 验中由于无关变量所引起的变化和结果，额外 磷杀虫剂对乙酰胆碱酯酶的活性具有抑制作用， 变量会对因变量有干扰作用。例如上述实验中 请依据所给材料，补充完成下列实验 除自变量（不同pH的缓冲液）以外，试管洁净程 实验材料：剥制好的两个相同的青蛙神经一肌肉标 度、过氧化氢酶的浓度和纯度、过氧化氢溶液的： 本、适宜的放电装置、有机磷杀虫剂、生理盐水、培养 浓度、试剂溶液的剂量、实验操作程序、实验处：皿等。本实验的自变量是 理的时间长短等，都属于无关变量，要求对4组：实验过程： 不同pH的缓冲液的实验是等同，均衡、稳定的。：①取两个培养皿，编号1、2，各加入等量的生理盐水， 如果无关变量中的任何一个或儿个因素或条 分别将青蛙神经一肌肉标本浸泡在生理盐水中。 件，对4个实验组的给定不等同、不均衡，不稳 ②同时用电刺激两神经一肌肉标本的神经纤维， 定，则会在实验结果中产生额外变量，出现干 可以观察到的现象是 扰，造成误差。 ③在1号培养皿中滴加一定量的 2号培养皿中滴加 2.变量的控制 ①一段时间后，同时给两神经一肌肉标本的神经 控制变量法是指控制其他因素不变，集中研究： 纤维施加适当的电刺激，观察到的现象是1号标 其中一个因素的变化，保证实验不受干扰或将 本震颤不已（或持续收缩），2号标本 干扰因素降低到最低程度。通过控制变量，尽 实验结论：有机磷杀虫剂对乙酰胆碱酯酶的活性 量诚小实验误差，以取得较为精确的实验结果。：具有抑制作用。 188 专题二十九综合实验的设计与分析 针对训练 分析上述实验结果，并回答下列问题： 1.为了探究光强度和CO2浓度对植物光合强度的 (1)甲组同学的实验方案中确定的自变量是 影响，某校同学进行了下列有关实验探究。以 ,实验中他们必须控制的最重要 下是两组同学用相同方法、相同装置对A,B两 的一个无关变量是 种植物进行探究得到的实验结果： (2)对比分析甲、乙两组同学获得的实验结果，你 甲组：A植物在不同条件下单位时间内O,释放量/mL 认为在CO2浓度降低时，对 (填“A”或 CO,浓度 灯泡的功率（单位，W) 20 50 75 100 200 300 “B”)植物光合强度影响更大。 0.1% 3.4 16.028.240.5 56.5 56.5 (3)分析上表数据可以看出，当A植物在灯泡功率 0.03% 2.3 11.219.827.627.527.6 为100W、CO2浓度为0.03%时，采取 乙组：B植物在不同条件下单位时间内()2释放量/ml 措施有利于显著提高光合强度。 CO,浓度 灯泡的功率（单位：W) (4)上表中测得的O2释放量并非光合作用实际产 20 50 75100200300 0.1% 2.6 9.1 19.555.7 75.6