微专题1　实验技能专题

微专题1实验技能专题

实验设计遵循的基本原则与变量分析1.

实验设计遵循的三大基本原则（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（大小、生理状况、年龄、性

别等）相同、实验器具（型号、洁净程度等）相同、实验试剂（用量、浓

度、使用方法等）相同和条件（保温或冷却、光照或黑暗、搅拌、振荡

等）相同。（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），以便减小实验误差。常用的对照方法包括：空白对照、

自身对照、条件对照、相互对照（也叫对比实验）。（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。2.

实验设计中的变量分析

1.

（2025·河南郑州模拟）实验设计应注重科学性、遵循实验设计原则。

下列有关生物学实验的叙述，正确的是（

）A.

“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验，自变量为催化剂，因变

量为O2生成量B.

探究“温度对酶活性的影响”实验，可选用唾液淀粉酶，并且需要设计

空白对照组C.

探究“pH影响酶活性”的实验，可选用胃蛋白酶，在pH为6～8范围设

置不同实验组D.

探究“淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用”实验，可用斐林试剂鉴定产

物中有无还原糖来证明√解析：“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验，自变量为催化剂的种类和有无，因变量为O2生成速率，A错误；探究“温度对酶活性的影响”实验，可选用唾液淀粉酶，不需要设计空白对照组，不同温度可以形成相互对照，B错误；胃蛋白酶在pH为6～8范围内会失活，C错误；探究“淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用”实验，可用斐林试剂鉴定产物中有无还原糖来证明，D正确。

实验设计的基本程序实验设计程序：明确实验目的→理清实验原理→确定实验思路→设计实

验步骤→预期实验结果→得出实验结论。1.

实验目的（1）实验目的的书写与表达模式（2）实验目的的确认方法2.

实验假设假设是指用来说明某种现象，但未经证实的论题，是对课题涉及的主要变

量之间相互关系的设想，是研究者对研究结果预先赋予的答案，是一种可

能的解释和说明。提出的假设可能正确，也可能错误，但必须能解释题目

现象或与题干相符，一般情况下，若是实验中要求写出你的假设，我们应

根据自己平常积累的知识，写出认为最可能的一种假设即可。3.

实验原理实验原理的确认与书写：实验原理就是进行实验的理论依据，书写基本套

路概括为“已知条件找变量→根据目的提结论→依据材料判结果→结论结

果巧联系→组织语言写原理”。4.

实验思路和实验步骤（1）实验思路与实验步骤书写技巧的比较（2）实验步骤操作的“三步曲”5.

实验结果和结论（1）实验结果是通过观察或测量得到的实验现象，是实验实际出现的情

况。实验结论是根据实验现象，对实验因变量与自变量关系进行分析，得

出的具有普遍意义的理论性结论。实验结论的得出必须依据实验结果。（2）探究性实验中预期实验结果及结论的分析模式①以“结论→结果”为序，分析可能的实验结果（逆向思维）。采用“假

设法”逐条列举，不要重复、遗漏。②以“结果→结论”为序，书写预期实验结果及结论（顺向答题）。一般

的书写模式为若……（实验结果），则……（实验结论）。采用上述分析模式时，一定要注意区分“分析顺序”和“书写顺序”，不

能混淆。

2.

科学家观察发现，有一种俗称“熊虫”的动物，若进入“隐生状态”

（这时它的代谢速率几乎可降至0），能耐受－271

℃的冰冻数小时，据研

究，熊虫进入隐生状态时，它们的体内会大量产生一种叫作海藻糖的二

糖。根据上述资料，有人认为“熊虫体液中的海藻糖可以保护组织细胞，

使组织细胞避免受到因低温造成的损伤”。请设计一实验方案，用于探究

题中假设的真实性。（操作时只要定性即可）设计实验的目的是

⁠

⁠。探究熊虫产生的海藻糖是否能保护组织细胞，使组织

细胞避免受到因低温造成的损伤3.

当环境中存在一定浓度的某些致突变物时，会导致染色体断裂，不含着丝粒的断裂片段在有丝分裂时不能进入子细胞核中，而是在细胞质基质中形成椭圆形异常结构，称为微核，微核与主核有相同染色效果，但体积较小（如图所示）。某研究所在蝴蝶兰培育的过程中使用了磷胺杀虫剂，发现磷胺的污染可能导致细胞中出现微核，研究人员以蝴蝶兰根尖细胞为实验材料，通过观测统计出微核率和微核细胞率的大小，来探究磷胺对染色体的影响。若下图为研究小组在探究过程中某一个实验方案的实验结果，则该实验结果的假设是

⁠

⁠。磷胺污染程度和污染持续时间与植物细胞的微核细胞

率呈正相关4.

锌是植物必需的元素之一，缺锌会导致植物出现相应的锌元素缺乏症。

现欲设计实验验证植物体中锌的作用不能被镍所代替。材料准备：足量正常黄瓜幼苗、完全培养液、缺锌的完全培养液、蒸馏

水、含锌溶液和含镍溶液等，可根据需要选择或补充实验材料。（注：黄

瓜的完全培养液中不含有镍，且本实验浓度范围内的镍对植物无毒副作

用）。实验原理：

⁠

⁠

⁠。锌是植物必需的元素之一，缺锌会导致植物出现相应的锌元

素缺乏症，当补充锌溶液后缺乏症减轻或消失，但补充镍溶液后缺乏症不

改变解析：该实验为验证性实验，实验的自变量是培养液中是否含锌元素，因

变量是黄瓜幼苗生长发育状况，设计实验时，利用完全培养液作为对照，

设置缺锌的培养液为实验组，其他培养条件都相同，通过比较黄瓜幼苗的

生长发育状况。实验原理可根据题干信息利用对照实验及二次对照实验来

说明。5.

Na＋是植物生长所需的矿质元素，主要储存在液泡中。如图表示紫色洋

葱外表皮细胞的液泡吸收Na＋的过程。液泡吸收Na＋后，短时间内液泡中的H＋浓度降低，进而使其中的花青素逐

渐由紫色变成蓝色。欲利用该原理设计实验来验证液泡吸收Na＋需要ATP

间接供能，材料：紫色洋葱外表皮细胞、钼酸钠溶液（细胞可吸收其中的

Na＋）和抗霉素A（抑制ATP生成的一种物质）。实验思路：

⁠

⁠

⁠。预期实验结果：

⁠。取生理状态相同的紫色洋葱外表皮细胞均分成两份，并编号

甲、乙。甲组滴加适量的钼酸钠，乙组先滴加抗霉素A后滴加等量的钼酸

钠。记录两组液泡由紫色变成蓝色的时间甲组变蓝的时间短于乙组

评价和完善实验设计方案实验方案的分析与评价，是“实验设计”的一个重要环节，所有实验结束

后，都需要对自己或对他人的实验方案进行分析与评价，这就意味着“分

析与评价”的内容与“实验设计”的内容紧密相关。

6.

某班同学进行了探究影响酶活性的因素的实验。某同学设计了如下实验

方案和步骤：①取3支大小相同的试管，编号为甲、乙、丙，分别向3支试

管中加入2

mL糨糊；②再各加入2

mL新鲜的唾液淀粉酶溶液，振荡均匀；

③将甲、乙、丙3支试管分别置于0

℃、35

℃、100

℃下约5

min；④取出

试管，各加入2

mL斐林试剂（边加边振荡），50～65

℃水浴条件下观察试

管内颜色的变化。（1）本实验的因变量是

，观测指标为

⁠⁠。解析：由分析可知：该实验的自变量是温度，因变量为淀粉的分解量，观测指标是溶液颜色的变化。淀粉的分解量

溶液颜色的变化

（2）同一小组的同学对此实验设计进行了简要评价，其中正确的是

⁠

⁠。①实验步骤不正确②温度设置不合理③不能用斐林试剂检验解析：实验中步骤②不正确，三支试管加入糨糊后，应该先将三支试管放在不同温度下5

min保温，然后分别加入2

mL新鲜的小麦淀粉酶滤液摇匀后，再在各自温度中维持5

min。步骤④存在错误，这个实验中不能用斐林试剂检验，斐林试剂检验时需水浴加热，会干扰实验温度，可采用碘液检测