实验题解题技能实验设计变量

实验题解题技能实验设计变量第1页，共31页，2023年，2月20日，星期六实验材料与用具：适宜浓度的H2O2溶液、蒸馏水、3.5%FeCl3溶液、0.01%过氧化氢酶溶液、恒温水浴锅、试管。（1）实验步骤①

。②

。③

。（2）实验结果预测及结论整个实验中,不同处理的试管中O2的释放速度从快到慢依次是

。由此可得出的结论是

。第2页，共31页，2023年，2月20日，星期六（3）如果仅将实验中的恒温水浴改为80℃，重做上述实验，O2释放的速度最快的是

，原因是

。解析

该题要同时验证酶具有催化作用和高效性,因此应遵循对照原则、科学性原则和单一变量原则。由实验目的可分析得知本实验中自变量为蒸馏水、FeCl3溶液和过氧化氢酶溶液，表观因变量为气泡产生的快慢，而实验原理题干中已经有所描述。在具体步骤的设计中要注意:①编号;②注意等量原则;③适宜温度（37℃）。整个实验中,不同处理的试管中O2释放最快的是加酶溶液的试管，其次是加FeCl3溶液的试管，再次是加蒸馏水第3页，共31页，2023年，2月20日，星期六的试管，由此可得出的结论是酶具有催化作用和高效性。若将恒温水改为80℃，重做实验，则必然会导致过氧化氢酶因高温变性而失去活性，因此释放O2最快的是加FeCl3溶液的试管。答案

①取3支试管，各加入等量且适量的H2O2溶液，放入37℃恒温水浴锅中保温适当时间②分别向上述3支试管中加入等量且适量的蒸馏水、FeCl3溶液和过氧化氢酶溶液③观察各试管中释放气泡的快慢（2）加过氧化氢酶溶液的试管、加FeCl3溶液的试管、加蒸馏水的试管酶具有催化作用且具有高效性（3）加FeCl3溶液的试管在此温度下，FeCl3催化作用加快，而过氧化氢酶因高温变性而失去了活性第4页，共31页，2023年，2月20日，星期六方法探究单一变量原则1.变量：或称因子，是指实验过程中所被操作的特定因素或条件,按性质不同,通常可分为两类：（1）自变量与因变量自变量，指实验中由实验者所操纵的因素或条件；因变量，指实验中由于自变量而引起的变化和结果。通常，自变量是原因，因变量是结果，二者具有因果关系。实验的目的在于获得和解释这种前因后果。第5页，共31页，2023年，2月20日，星期六（2）无关变量与额外变量无关变量，指实验中除自变量以外，可能还会存在一些可变因素，对实验结果造成影响，这些变量称为无关变量。额外变量，也称干扰变量，指实验中由于无关变量所引起的变化和结果。显然,额外变量会对因变量有干扰作用。实验的关键之一在于控制无关变量或减少额外变量，以减少误差。第6页，共31页，2023年，2月20日，星期六2.单一变量原则在实验设计中仅仅改变实验中的某一项变量，其它因子不变，在此条件下，观察、研究该变量对实验材料和实验结果的影响。除了整个实验过程中欲处理的实验因素外，其他实验条件要做到前后一致。第7页，共31页，2023年，2月20日，星期六教材中相关实验的变量实验自变量因变量无关变量比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率催化剂的种类(过氧化氢酶、Fe3+)催化效率的高低(以点燃但无火焰的卫生香燃烧的猛烈程度表示或以气泡产生速度表示)试管等用具的洁净度、环境温度、相同材料的量、各种试剂的量、反应时间等第8页，共31页，2023年，2月20日，星期六探索淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用底物的种类(淀粉、蔗糖)淀粉酶将淀粉水解(处理后加斐林试剂，加热出现砖红色沉淀)，但不能水解蔗糖(处理后加斐林试剂并加热，无砖红色沉淀出现)淀粉与蔗糖溶液的量、水浴的温度与处理时间、斐林试剂的使用量与加热时间、操作程序等植物向性运动的实验设计和观察①是否黑暗、单侧光照、均匀光照②改变幼苗空间位置以接受重力影响①幼苗弯曲状况②根的弯曲方向①幼苗的种类、生长状况、环境温度、培养条件、处理的部位及装置的合理性等②萌发种子的种类、萌发状况、环境温度及培养条件等第9页，共31页，2023年，2月20日，星期六观察植物细胞的质壁分离和复原外界溶液的浓度（即高渗及低渗溶液)质壁分离(液泡失水缩小、颜色变深、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)溶液的种类及浓度;分离与复原现象的观察；装片的洁净度及临时装片的制作；材料的选择等第10页，共31页，2023年，2月20日，星期六温度对酶活性的影响温度(60℃热水、沸水、冰块)加碘液后溶液颜色的变化试管的洁净度、淀粉溶液的量、不同温度的处理时间长短、操作程序、碘液的加入量等第11页，共31页，2023年，2月20日，星期六设计实验观察生长素或生长素类似物对植物生长发育的影响生长素(或生长素类似物)的不同浓度①扦插枝条的生根状况的差异②果实发育状况的差异③落花落果状况在使用前后的差异实验材料的一致性、激素浓度的准确性、处理时间的一致性等第12页，共31页，2023年，2月20日，星期六变式训练下列有关实验变量的叙述中，正确的是（）A.在探究温度对酶活性影响的实验中，温度和

pH是自变量

B.在模拟探究细胞表面积与体积关系的实验中,

正方体琼脂块的体积是无关变量

C.在探究植物生长调节剂对扦插枝条生根作用的实验中，插条生根数是因变量

D.在探究酵母菌呼吸方式的实验中，酒精是无关变量第13页，共31页，2023年，2月20日，星期六解析

在探究温度对酶活性影响的实验中,探究的是温度的影响，温度是自变量,pH是无关变量,酶活性是因变量。在模拟探究细胞表面积与体积关系的实验中，正方体琼脂块是模拟的细胞，其表面积和体积的变化代表细胞的表面积和体积的变化，琼脂块大小即其体积是自变量。在探究酵母菌呼吸方式的实验中，通过检测酒精的有无判断呼吸作用的方式，因此酒精是因变量。在探究植物生长调节剂对扦插枝条生根作用的实验中，植物生长调节剂是自变量，插条生根数是因变量。答案

C第14页，共31页，2023年，2月20日，星期六随堂演练1.如图所示，下列4支试管中都加入3mL浆糊。另外A、C内分别注入2mL清水，B、D内分别注入2mLα-淀粉酶。甲、乙两水槽水温分别为37℃、65℃。保温5min后,再向4支试管内分别滴入碘液，最可能不变蓝的是（）D第15页，共31页，2023年，2月20日，星期六2.

某同学用含有不同种类酶制剂的洗衣粉进行了如下实验。组别布料污染物水温A（蛋白酶洗衣粉）6×6cm蛋白膜40℃B(脂肪酶洗衣粉)6×6cm蛋白膜40℃C（蛋白酶洗衣粉）6×6cm淀粉膜40℃第16页，共31页，2023年，2月20日，星期六请回答以下问题：（1）该实验的目的是探究

。该实验还应控制的无关变量有

。该实验中

分别构成两组对照实验。（2）该同学在实验过程中可通过观察

来判断酶的催化效率。（3）蛋白酶洗衣粉的去污原理是

。（4）大力推广使用加酶洗衣粉代替含磷洗衣粉，有利于生态环境保护，这是因为

。第17页，共31页，2023年，2月20日，星期六解析

该题考查了实验探究中自变量与研究目的之间的关系、无关变量的控制、因变量的观测等知识点。该实验自变量是洗衣粉所含有的酶与污染物成分之间的对应关系，因此可用来探究酶的专一性。洗衣粉的用量、污染物的含量以及水质、pH等都有可能构成无关变量。答案

（1）酶的专一性洗衣粉的用量、污染程度、水质、pH

A与B、A与C（2）污染物消失时间的长短（3）用蛋白酶催化污垢中蛋白质的水解(4)酶可被分解，又避免水体富营养化第18页，共31页，2023年，2月20日，星期六3.（2008·广东生物，37）生产中使用的普通淀粉酶的最适温度在40℃~60℃之间,而极端耐热淀粉酶在100℃仍能保持较高的活性，因此具有更为广泛的应用前景。某同学正在设计一个实验以探究温度对两种淀粉酶活性的影响，其中有些问题需要你的帮助。（1）此实验中除自变量和因变量外，还需要考虑

、

及

等因素。（2）在此实验中，因变量可以用碘液和斐林试剂检测,两种试剂各与何种物质发生颜色反应？检测的是底物还是产物？

。第19页，共31页，2023年，2月20日，星期六（3）假设实验结果如下表，请在所给出的坐标纸上绘图反映实验结果：温度/℃102030405060708090100普通淀粉酶相对活性/%6254367836522200耐热淀粉酶相对活性/%61525487692100988265第20页，共31页，2023年，2月20日，星期六第21页，共31页，2023年，2月20日，星期六解析

酶的活性受多方面因素的影响，简单地说影响因素有：酶和底物的浓度以及他们之间的相对浓度（即它们数量的比例）、温度、pH、激活剂、抑制剂等，实验操作顺序也会产生一定的影响；对于实验结果来说，可能检测底物的剩余量或产物的生成量，碘液检测的是底物，斐林试剂检测的是产物；绘坐标图时注意：注明纵、横轴的含义及单位，曲线尽量平滑等。第22页，共31页，2023年，2月20日，星期六

答案

（1）pH

酶浓度底物浓度（或产物浓度）（2）碘液与淀粉反应，检测的是底物；斐林试剂与还原糖反应，检测的是产物（3）正确绘图，指明曲线，正确标出自变量和因变量数值及单位第23页，共31页，2023年，2月20日，星期六4.

酶是由活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物，生物体内的化学反应基本上都是在酶的催化下进行的。请根据下列有关酶促反应的实验操作，回答相关问题。第24页，共31页，2023年，2月20日，星期六注：表中“+”为加入，“-”为未加入。（1）制备淀粉溶液时需加热煮沸，但制备好以后必须冷却到室温才能使用，这是防止

。第25页，共31页，2023年，2月20日，星期六（2）上述实验中，

号试管物质能与斐林试剂发生反应产生砖红色沉淀，本实验的结论为

。（3）实验过程中，E、F号试管起

作用。如果E、F号试管也出现砖红色沉淀，可能有很多原因，下列分析正确的是（用序号表示）

。①淀粉溶液、蔗糖溶液不纯，混有还原性糖②淀粉溶液、蔗糖溶液放置的时间太长,其中的微生物将部分淀粉、蔗糖分解成还原性糖③试管不干净、上面留有还原性糖④实验操作过程中，胶头滴管混用、错用第26页，共31页，2023年，2月20日，星期六（4）如果条件有限，只保留两支试管，也能初步得出实验结论，请你写出可能的组合

。（5）本实验，能否用碘液代替斐林试剂

（能/不能）。理由是

。答案

（1）温度过高破坏酶的活性（2）A、D酶具有专一性（3）（空白）对照①②③④（4）AB、CD、AC、BD（5）不能碘液不能检测蔗糖是否被分解产生还原性糖（蔗糖不与碘液发生反应，蔗糖水解产物也不与碘液发生反应）第27页，共31页，2023年，2月20日，星期六5.为了研究酶的有关特性，取两支洁净的试管并编号为A、B,各注入2mL体积分数为3％的

H2O2溶液;再向A管滴入2滴3.5％的FeCl3溶液，向B管滴入2滴质量分数为20％的肝脏研磨液；堵住管口，轻轻振荡；用点燃但无火焰的卫生香检验；观察并记录结果。

(1)本实验的主要目的是探索

。(2)如果两支试管的现象均不明显，从实验材料分析，原因可能是

。(3)过氧化氢酶能催化H2O2的分解,产生的\[O\]

能使溶于水的无色焦性没食子酸氧化生成橙红色沉淀。为了鉴定马铃薯块茎是否含有过氧化氢酶，设计了如下实验：第28页，共31页，2023年，2月20日，星期六参照上