实验素养提升2实验设计的单一变量原则与三类“变量”分析[技能必备]1.实验设计的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，以确保实验变量的唯一性。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)和条件相同(保温或冷却、光照或黑暗、搅拌、振荡等)。点悟：变量是实验过程中可以变化的因素——在设计实验时，要注意使自变量可控制、因变量比较好检测，并尽量避免无关变量对实验的干扰。2.三类变量(自变量、因变量、无关变量)分析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淀粉酶活性的影响不同温度（至少三种）酶的活性（加碘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、操作程序等探究pH对过氧化氢酶活性的影响不同pH（至少三种）酶的活性（气泡的数量或带火星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、操作程序等探究酵母菌的呼吸方式氧的有无CO2生成量（澄清石灰水的混浊程度）；酒精产生（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模拟探究细胞表面积与体积的关系琼脂块体积的大小物质运输的效率NaOH溶液的量、浸泡的时间、测量的准确性等探究生长素类似物促不同浓度的生长素类扦插枝条的生根数量实验材料的一致性、进插条生根的最适浓度似物或长度生长素类似物浓度的准确性、处理时间的一致性等探究培养液中酵母菌数量的动态变化时间酵母菌种群数量培养液的成分、培养条件、空间等探究水族箱中的群落演替时间群落的变化水族箱的培养条件和环境等[技能展示]1.（2017·山西运城期中，10）下图是高中生物探究性实验设计的示意图，相关叙述正确的是（）A.图中A处应为“演绎推理”，比如孟德尔所做的测交实验就属于此过程B.图中B处应为“无关变量”，比如探究光照强度对光合速率的影响实验中，温度就是此变量C.图中C处应为“因变量”，比如探究酵母菌的呼吸方式实验中，有无氧气就是此变量D.图中D处应为“干扰因素”，比如叶肉细胞不适用于观察线粒体解析图中A处应为“作出假设”，A错误；图中B处应为“因变量”，如探究光照强度对光合速率的影响实验中，光合速率就是因变量，B错误；C处应为“无关变量”，而探究酵母菌的呼吸方式实验中，有无氧气是自变量，C错误；图中D处应为“干扰因素”，如叶肉细胞不适用于观察线粒本，D正确。答案D2.（2018·江西金太阳全国大联考，8）下列有关实验变量的叙述，正确的是（）A.在探究O2浓度对酵母菌细胞呼吸速率影响的实验中，通常温度不属于变量B.在探究NaCl浓度对人的红细胞形态变化影响的实验中，NaCl浓度是因变量C.探究光照强度对植物光合速率影响的实验，CO2浓度、温度、植物种类是无关变量D.在探究温度对酶活性影响的实验中，温度和pH是自变量解析探究O2浓度对酵母菌细胞呼吸速率影响的实验中，实验自变量是O2浓度，温度等是无关变量。探究NaCl浓度对人的红细胞形态变化影响的实验中，NaCl浓度是实验自变量。探究光照强度对植物光合速率影响的实验，光照强度是自变量，CO2浓度、温度、植物种类是无关变量。在探究温度对酶活性影响的实验中，温度和pH分别是自变量和无关变量。答案C3.（2018·河南八市重点高中联考）下列关于盐酸在不同生物学实验中作用的描述错误的是（）A.在观察DNA和RNA在细胞中分布的实验中，盐酸可以改变细胞膜的通透性B.在观察洋葱根尖细胞有丝分裂实验中，盐酸有利于染色剂与染色体的结合C.在探究生物体维持pH稳定的机制实验中，用缓冲液和自来水作为对照，盐酸的浓度属于无关变量D.在探究pH对酶活性影响的实验中，盐酸用于调节溶液的pH，属于自变量解析在观察洋葱根尖细胞有丝分裂实验中，盐酸的作用是解离根尖，使组织细胞相互分离。答案B
