2020版高考生物 第五单元 细胞的生命历程 实验素养提升2 实验设计的三大原则与三类“变量”分析课

[技能必备]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)。(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。(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。2.三类变量(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气的有无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进插条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.(2019·山西运城期中)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M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体，D正确。答案D2.(2019·安徽皖南八校模考)下表是探究温度对纤维素酶活性的影响实验设计及结果，据表分析，以下说法错误的是()注：“＋”的多少代表颜色深浅。试管①②③纤维素悬液/mL222纤维素酶液/mL111反应温度/℃304050班氏试剂/mL222砖红色深浅＋＋＋＋＋＋A.该实验的自变量为温度B.该实验的因变量是还原糖的生成量C.纤维素被水解成了还原糖D.该纤维素酶的最适温度为40℃解析由表中数据可知，该实验中温度是自变量，A正确；还原糖生成量通过颜色深浅体现出来，这与温度不同有关，是因变量，B正确；溶液中出现砖红色沉淀是因为纤维素被水解成了还原糖，C正确；②组与①③组的温度相比，40℃较适宜，但实际上该纤维素酶最适温度可能高于或低于40℃，故通过本实验不能说明该纤维素酶的最适温度为40℃，D错误。答案D3.(2019·江西金太阳全国大联考)某生物兴趣小组对粳稻、籼稻和杂交稻三种水稻品种中的H2O2酶活性进行了实验研究，实验结果如下表所示。请回答下列问题：(1)本实验的目的是探究____________________________________________。设计实验时，各实验组应遵循________原则。(2)分析表中数据可知，在一定浓度范围内，Cd2＋、Cu2＋都能抑制H2O2酶的活性，且相同浓度的Cu2＋的抑制作用________(填“大于”“小于”或“等于”)Cd2＋。Cd2＋、Cu2＋对H2O2酶活性的影响主要取决于________________(填“植物类型”或“重金属种类和浓度”)。(3)Cd2＋、Cu2＋等重金属离子影响了H2O2酶的________，从而引起酶活性的改变。答案(1)不同浓度的Cd2＋和Cu2＋对不同水稻品种中H2O2酶活性的影响单一变量、对照、重复(2)大于重金属种类和浓度(3)空间结构