实验专题 实验设计的基本原则 1.明确实验目的——设计的依据对照实验是指除所控制的因素不同外，其他条件完全相同的实验科学地设置对照实验，能够有效地排除其他因素干扰实验结果的可能性设置对照组有4种方法：类型 设置对照实验实例空白对照 对照组不进行任何处理 如果验证甲状腺激素的作用，对照组动物不进行任何处理，让其自然生长自身对照 实验组和对照组都在同一个实验对象上进行 植物细胞质壁分离实验，在同一个装片中先后进行，对照组(即正常的紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞)和实验组(即发生质壁分离的细胞)是同一组细胞条件对照 给对象施加某种实验处理，但这种处理不是实验假设所给定的实验变量，这种对照方法，通过得出两种相对立的结论，以验证实验结论的正确性 在验证激素作用的实验中，甲组为实验组(饲喂甲状腺激素)，乙组为条件对照组(饲喂甲状腺激素抑制剂)，不饲喂药剂的是空白对照组相互对照 不单独设置对照组，而是几个实验组相互对照 在验证植物向重力性生长的实验中将玉米种子放置在不同的方向 2.单一变量原则(1)生物实验变量的辨析实验过程中可以变化的因素称为变量实验中的变量有自变量、因变量和无关变量 图S11 (2)变量的控制①操纵实验变量的方法：设法给研究对象施加干扰，造成实验对象的变化，从而使研究对象在被干扰状态中反映出某种现象和属性。
方法：施加、改变、去除②检测反应变量的方法：根据实验原理和实验条件确定观察和测量的指标和方法具体：观察特异性颜色变化、沉淀反应；观察形态结构、生理变化；测量生长发育速度；测量生化反应速度③控制无关变量的方法：排除因实验对象的个体差异带来的影响；设法创造稳定的维持不变的相同条件进行对照，以抵消或排除这些因素对实验对象的干扰；设法提供适宜条件，以排除不利环境条件对实验对象的影响不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，它是处理实验中复杂关系的准则之一 3.等量原则对照实验设置的正确与否，关键就在于如何尽量去保证“其他条件的完全相等”具体来说有如下四个方面：所用生物材料要相同 即所用生物材料的数量、质量、长度、体积、来源和生理状况等方面特点要尽量相同或至少大致相同所用实验器具要相同 即试管、烧杯、水槽、广口瓶等器具的大小、型号要完全一样所用实验试剂要相同 即试剂的成分、浓度、体积要相同尤其要注意体积上等量的问题所用处理方法要相同 保温或冷却；光照或黑暗；搅拌或振荡都要一致4.平行重复原则为了使实验结果或实验数据更接近真实情况，避免偶然因素对实验的影响，一般在实验中控制相同条件下多设几组，以使得出的结论更准确、科学。
如“探究植物生长调节剂对扦插枝条生根的作用”实验中，同浓度处理的扦插枝条要求有3～5根排除偶然数据的干扰，求平均值 典型追踪[解析]在探究过氧化氢酶最适pH的实验中，需要在同一温度下进行，这属于对无关变量的控制，A项错误在探究光照强弱对光合作用影响的实验中可用不同功率的灯泡控制变量，这属于对自变量的控制，B项正确在探究土壤微生物对淀粉的分解作用的实验中，两只烧杯中要放入等量的淀粉糊，这属于对无关变量的控制，C项错误在探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度的实验中，不能用不同植物的插条作对照，D项错误1．下列属于控制自变量的操作且正确的是( )A．在探究过氧化氢酶最适pH的实验中，需要在同一温度下进行B．在探究光照强弱对光合作用影响的实验中可用不同功率的灯泡控制变量C．在探究土壤微生物对淀粉的分解作用的实验中，两只烧杯中要放入等量的淀粉糊D．在探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度的实验中，用不同植物的插条作对照[答案]B 典型追踪2．下列实验的目的、自变量和观测指标对应关系正确的是( )选项实验目的自变量观测指标A 探究植物细胞的吸水和失水 外界溶液的浓度 植物细胞的质壁分离和复原B 探究光照强度对光合作用的影响光照强度 植物的生长状况C 探究pH对过氧化氢酶活性的影响pH 砖红色沉淀的多少D 探究酵母菌细胞呼吸的方式氧气的有无 澄清的石灰水是否变混浊 [解析]探究植物细胞的吸水和失水时，自变量是外界溶液的浓度，即0.3g/mL蔗糖溶液和清水，在0.3g/mL蔗糖溶液中植物细胞失水发生质壁分离，在清水中植物细胞吸水发生质壁分离复原，A项正确。
探究光照强度对光合作用的影响，自变量是光照强度，观测指标是二氧化碳的吸收量，B项错误探究pH对过氧化氢酶活性的影响，自变量是pH，观测指标是气泡的产生量或气泡的产生速率，C项错误探究酵母菌细胞呼吸的方式实验中，自变量是氧气的有无，酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸均产生CO2，均能使澄清石灰水变混浊，因此观测指标不能是澄清的石灰水是否变混浊，D项错误[答案]B 典型追踪[解析]验证光合作用能产生淀粉的实验中，首先将实验植物进行饥饿处理，去除原有淀粉对实验结果的影响，所以A描述正确探究唾液淀粉酶的最适pH的实验中，pH应是自变量，温度是无关变量，无关变量应保持一致且适宜，所以B描述正确验证光合作用需要光照的实验中，是否照光是自变量，将叶片的一半用黑纸包住是控制自变量，不是控制无关变量，所以C描述错误探究唾液淀粉酶最适温度的实验中，温度是自变量，淀粉含量是无关变量，无关变量应保持一致，所以D描述正确3.实验中的变量主要有自变量、因变量和无关变量下列属于控制无关变量的操作的是( )A．验证光合作用能产生淀粉的实验中，首先将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，先将每一组温度控制在37℃C．验证光合作用需要光照的实验中，将叶片的一半用黑纸包住D．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[答案]C 典型追踪[解析]萨克斯的实验中，实验组是叶片遮光组，而对照组是叶片曝光组，A项正确。
在证明镁是必需矿质元素的实验中，完全培养液处理组是对照组，而除去镁的缺素培养液处理组是实验组，B项错误在证明胚芽鞘尖端可以产生某种物质促进胚芽鞘生长的实验中，接触胚芽鞘尖端的对象组是实验组，没有接触胚芽鞘尖端的对象组是对照组，C项正确在证明肺炎双球菌转化因子的存在实验中，无毒性的R型活细菌与加热杀死的S型细菌混合后注入小鼠体内的对象组是实验组，而用加热杀死的S型细菌注入小鼠体内的对象组是对照组，D项正确4．在下列涉及的课本经典实验中，有关实验组和对照组的判断不正确的是( )A．实验目的：证明植物绿色叶片在光下产生了淀粉(萨克斯实验)实验组：叶片遮光组，对照组：叶片曝光组B．实验目的：证明镁是必需矿质元素实验组：完全培养液处理组，对照组：除去镁的缺素培养液处理组C．实验目的：证明胚芽鞘尖端可以产生某种物质促进胚芽鞘的生长(温特实验)实验组：接触胚芽鞘尖端的对象组，对照组：没有接触胚芽鞘尖端的对象组D．实验目的：证明肺炎双球菌转化因子的存在(格里菲思实验)实验组：无毒性的R型活细菌与加热杀死的S型细菌混合后注入小鼠体内的对象组，对照组：用加热杀死的S型细菌注入小鼠体内的对象组[答案]B 。
