第41讲实验原则与设计1.能独立完成“生物知识内容表”所列的生物实验，包括理解实验目的、原理、方法和操作步骤，掌握相关的操作技能，并能将这些实验涉及的方法和技能等进行运用。2.具备验证简单生物学事实的能力，能对实验现象和结果进行分析、解释并能对收集到的数据进行处理。3.具有对一些生物学问题进行初步探究的能力，包括运用观察、实验与调查、假说演绎、建立模型与系统分析等科学研究方法。4.能对一些简单的实验方案作出恰当的评价和修订。实验设计原则1．科学性原则包括实验原理、实验材料的选择、实验方法和实验结果的处理等方面要保证不出现科学性错误，要有科学的思想和方法作指导。2．对照原则对于对照实验，一个实验包括实验组和对照组。实验组是接受自变量处理的对象组，对照组(控制组)是不接受自变量处理的对象组。常用的对照类型有以下几种：(1)空白对照：对照组为不作任何处理的对象组。这里的不作处理，并非什么因素都不给予，而是针对实验所要研究的因素不给予，以体现实验因素的有无对实验结果的影响。如“探究影响酶活性的条件”实验中：(2)自身对照：实验与对照在同一个对象上进行，不另设对照组。如“探究植物细胞的吸水和失水”实验，即是典型的自身对照——实验处理前的对象状况为对照组，实验处理后的对象变化为实验组。(3)条件对照：给对照组施以某种实验处理，但不是所研究的实验因素，以突出实验实施的处理因素与实验所研究因素的差异，从一个侧面衬托实验因素对实验结果所造成的影响。如肺炎双球菌转化实验中以下两组实验：S型菌DNA＋R型活菌――→S型菌落＋R型菌落(实验组)；S型菌DNA＋DNA酶＋R型活菌――→R型菌落(条件对照组)。(4)相互对照：不单设对照组，而是几个实验组相互对照。如“探究影响酶活性的条件”实验中，探究温度对酶活性的影响时，要用热水、正常温度的水、冰水三个实验组来探究，进行相互对照，以得出相应的实验结论。3．单一变量原则所谓单一变量原则，就是要尽可能控制无关变量的作用，以确保实验变量的唯一性。(1)实验变量与反应变量①实验变量也称自变量，是研究者主动操纵的条件和因子，是作用于实验对象的刺激变量。②反应变量又称因变量或应变量，是随自变量变化而产生反应或发生变化的变量，应具有可测性和客观性。(2)无关变量：无关变量又称干扰变量、控制变量，是指与研究目标无关，但却影响研究结果的变量。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，一般在实验组中控制相同条件下多设几组，取平均值，以使得出的结论更准确、科学。【感知考题】(2016·高考江苏卷，8)过氧化物酶能分解H2O2，氧化焦性没食子酸呈橙红色。为探究白菜梗中是否存在过氧化物酶，设计实验如下表。下列相关叙述正确的是()管号1%焦性没食子酸/mL2%H2O2/mL缓冲液/mL过氧化物酶溶液/mL白菜梗提取液/mL煮沸冷却后的白菜梗提取液/mL1222－－－222－2－－322－－2－422－－－2A.1号管为对照组，其余不都是实验组B．2号管为对照组，其余都为实验组C．若3号管显橙红色，无需对照就能证明白菜梗中存在过氧化物酶D．若4号管不显橙红色，可证明白菜梗中无过氧化物酶[解析]由题干信息可知，该实验的自变量是是否加入白菜梗的提取液，故加入白菜梗提取液的3号管为实验组，其他都为对照组，A项正确；由题干信息可知2号管是对照组，只有3号管是实验组，B项错误；若3号管显橙红色，还需要与1、2、4号管对照才能证明白菜梗中存在过氧化物酶，C项错误；4号管不显橙红色是因为高温处理使过氧化物酶变性失活，D项错误。[答案]A高分点拨——类题通法教材实验中的变量分析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。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...
