一轮复习浙科版实验技能(一)实验设计的基本原则及实验变量的控制（18张）课件

实验技能(一)实验设计的基本原则

及实验变量的控制专题三细胞的代谢[技能必备]1．实验设计遵循的四大基本原则(1)单一变量原则：即除自变量(实验变量)以外，应使实验组与对照组的无关变量保持相同且适宜。如生物材料相同(大小、生理状况、年龄、性别等)、实验器具相同(型号、洁净程度等)、实验试剂相同(用量、浓度、使用方法等)、条件相同(保温或冷却、光照或黑暗、搅拌、振荡等)。(2)对照原则：应设置对照实验，使实验组与对照组的自变量不同(其他因素都相同)，以便消除无关变量对实验结果的影响，增强实验结果的可信度。(3)平行重复原则：在实验设计中为了避免实验结果的偶然性，必须对所做实验进行足够次数的重复，以获得多次实验结果的平均值，保证实验结果的准确性。(4)科学性原则：在设计实验时必须有充分的科学依据，即实验目的要明确，实验原理要正确，实验研究的材料和实验方法的选择要恰当，整个实验设计的思路和实验方法的确定都不能偏离实验原理、有关的生物学知识及其他学科领域的基本知识。2．实验设计的变量分析(1)自变量、因变量、无关变量三者之间的关系①自变量：指实验中由实验者根据实验目的所要操纵的因素或条件。因变量：指实验中由实验变量引起的变化和结果。通常自变量是原因，因变量是结果，二者具有因果关系。实验的目的在于解释这种前因后果关系。②无关变量：指实验中除自变量以外的影响实验变化和结果的因素或条件。实验中应尽量避免无关变量对正常实验结果造成干扰，如果无关变量处理不当影响了正常结果的出现，此无关变量就成为干扰变量了，所以避免无关变量成为干扰变量是实验成功的前提。(2)实验变量控制的三个原则实验变量控制原则实例自变量单一变量原则探究温度对酶活性的影响实验中只有温度一个自变量无关变量等量适宜原则探究温度对酶活性的影响实验中，pH为无关变量，实验时，各组pH不但要相同，还要适宜因变量可观测性原则探究温度对酶活性的影响实验中，根据淀粉遇碘—碘化钾变蓝的颜色反应将不可观测的反应直观地显现出来，便于实验结果的观测3.教材中探究类实验的变量分析实验名称自变量因变量无关变量探究温度对酶活性的影响不同温度(至少三种)酶的活性(加碘—碘化钾溶液后溶液颜色的变化)pH、底物量、酶量、试管的洁净程度、反应时间、操作程序等实验名称自变量因变量无关变量探究pH对酶活性的影响不同pH(至少三种)酶的活性(气泡的数量或点燃后无明火的卫生香燃烧的猛烈程度)温度、底物量、酶量、试管的洁净程度、反应时间、操作程序等实验名称自变量因变量无关变量探究酵母菌的呼吸方式氧的有无CO2生成量(澄清石灰水的浑浊程度)；有无酒精产生(酸性条件下用重铬酸钾检测)葡萄糖溶液、石灰水的量、温度、pH、锥形瓶的洁净程度等实验名称自变量因变量无关变量探索生长素类似物促进插枝生根的最适浓度不同浓度的生长素类似物扦插枝条的生根数量或长度实验材料的一致性、生长素类似物浓度的准确性、处理时间的一致性等[技能提升]1．(2022·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√解析：在测定不同温度下两种纤维素酶活性的实验中，温度和酶的种类为自变量，酶活性为因变量，A正确；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；测定同一温度下的酶活性时，酶的种类是自变量，C正确；该实验研究不同温度下两种纤维素酶的活性，可以探究出两种酶各自催化的最适温度，D正确。2．下列关于控制无关变量的实验操作，错误的是(

)A．探究CO2浓度对光合作用的影响时，温度及光强度等应保持一致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√解析：探究CO2浓度对光合作用的影响时，温度及光强度等应保持一致，A项正确；探究唾液淀粉酶的最适pH的实验中，自变量为反应溶液的pH，温度为无关变量，应保持各组温度相同且适宜，将每一组温度控制在37℃，B项正确；探究唾液淀粉酶最适温度的实验中，淀粉的量为无关变量，故每一组应加入等量的淀粉，C项正确；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。3．为探究影响酶活性的因素、验证酶的专一性和高效性等，某同学设计了4套方案，如下表所示。下列相关叙述正确的是(

)方案催化剂底物pH温度①胃蛋白酶、胰蛋白酶蛋白块中性室温②淀粉酶淀粉、蔗糖适宜适宜③蛋白酶蛋白质适宜不同温度④过氧化氢酶、二氧化锰过氧化氢强酸性室温A.方案①的目的是探究pH对酶活性的影响，自变量是酶的种类B．方案②的目的是验证淀粉酶的专一性，可用本尼迪特试剂检测C．方案③的目的是验证温度对酶活性的影响，可用双缩脲试剂检测D．方案④的目的是验证酶的高效性，加酶的一组产生气泡数较多√方案催化剂底物pH温度①胃蛋白酶、胰蛋白酶蛋白块中性室温②淀粉酶淀粉、蔗糖适宜适宜③蛋白酶蛋白质适宜不同温度④过氧化氢酶、二氧化锰过氧化氢强酸性室温解析：在探究pH对酶活性的影响实验中，自变量是pH，A错误；淀粉酶能将淀粉水解，不能将蔗糖水解，利用本尼迪特试剂检测生成物可以达到目的，B正确；由于蛋白酶的化学本质是蛋白质，也能够与双缩脲试剂发生紫色反应，故不能用双缩脲试剂检测蛋白质是否被分解，C错误；在高温、过酸或过碱的条件下，酶的空间结构会遭到破坏，导致酶变性失活，因此，强酸条件下过氧化氢酶失活，不能用于验证酶的高效性，D错误。4．某生物兴趣小组为了探究乙醇的浓度和是否添加铁离子对纤维素酶活性的影响进行了相关实验，结果如下图所示，下列相关叙述正确的是(

)

A．该实验的自变量是乙醇浓度，有无铁离子是无关变量B．铁离子可使纤维素酶催化纤维素水解时的活化能升高C．乙醇和铁离子在提高纤维素酶活性方面表现为协同作用D．若要验证该酶的专一性，则实验的自变量是底物种类√解析：根据该实验的目的可知，该实验的自变量是乙醇浓度和有无铁离子，A项错误。乙醇浓度为0时，有铁离子组的酶的活性较高，说明铁离子可使纤维素酶催化纤维素水解时的活化能降低，B项错误。从图中信息可知，随着乙醇浓度