文档内容
[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
pH、底物量、酶量、
探究温度对淀粉酶活 酶的活性(加碘液后
不同温度(至少三种) 试管的洁净程度、反
性的影响 溶液颜色的变化)
应时间、操作程序等
温度、底物量、酶
酶的活性(气泡的数
探究pH对过氧化氢 量、试管的洁净程
不同pH(至少三种) 量或带火星的卫生香
酶活性的影响 度、反应时间、操作
燃烧程度)
程序等
CO 生成量(澄清石灰
2 葡萄糖溶液、石灰水
探究酵母菌的呼吸方 水的混浊程度)；酒
氧气的有无 的量、温度、pH、锥
式 精产生(用酸性重铬
形瓶的洁净程度等
酸钾检测)实验材料的一致性、
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 生长素类似物浓度的
进插条生根的最适浓
似物 或长度 准确性、处理时间的
度
一致性等
探究培养液中酵母菌 培养液的成分、培养
时间 酵母菌种群数量
数量的动态变化 条件、空间等
4.实验设计策略
(1)程序
(2)步骤书写
①步骤
第一步：等量分组、编号(注意不同实验材料“等量”的描述)
第二步：单一变量处理，其他条件相同且适宜(无关变量的控制)
第三步：观察记录结果
②实验结果
结论：将实验的结果用文字、曲线图、柱形图、表格等形式予以表达。
[技能训练]
1.(2021·江西金太阳全国大联考)生物实验设计的关键是实验变量的确认，下列对实验自变
量的确认，不正确的是( )
A.比较过氧化氢在不同条件下分解速率的实验中，自变量为催化剂的种类
B.观察植物细胞质壁分离及质壁分离复原的实验中，自变量为环境溶液
C.为破译密码子而进行的蛋白质体外合成的实验中，自变量为氨基酸的种类
D.探究影响酵母菌种群数量增长因素的实验中，自变量可为培养液的量
答案 A
解析 比较过氧化氢在不同条件下的分解速率实验中，自变量是不同的条件，如温度、催
化剂的种类等，A错误；植物细胞质壁分离及质壁分离复原的实验中，细胞所处的环境溶
液(的浓度)是自变量，B正确；为破译密码子而进行的蛋白质体外合成实验，是在不同试管
中分别加入一种氨基酸，自变量是氨基酸的种类，C正确；培养液量的多少会影响酵母菌种群数量的最大值等，D正确。
2.(2020·河南示范高中联考)下列有关实验设计的叙述中，正确的是( )
A.实验材料的数量、温度和时间都可能是实验的变量
B.各种实验都必须单独设置对照组，确保单一变量
C.数据测量时只要认真记数，无需多次测量求平均值
D.探究实验中，实验结果总是与提出的假设一致
答案 A
解析 变量即实验过程中可以变化的因素，实验材料的数量、温度和时间都可能是实验的
变量，A正确；探究实验一般都需要设置对照组，但也可能均为实验组，各组之间形成相
互对照，B错误；进行数据测量时，为了减少误差，需多次测量求平均值，C错误；探究
实验中，可能出现实验的结果与假设矛盾，可能是假设不正确，那么就需要进一步查找资
料，重新作出假设，也可能是实验过程中的某一环节出了问题，那么就需要重新进行实验
D错误。
3.(2021·西安高新一中调研)酶抑制剂能降低酶的活性，不同的抑制剂对酶活性的影响不同。
某科研小组通过实验研究了两种抑制剂对某消化酶酶促反应速率的影响，对实验的结果进
行分析并绘图，请回答下列问题：
(1)该实验的自变量是__________________________________________，
实验中对无关变量应进行控制，该实验的无关变量有 (至少答出两项)。
(2)据图分析，随着底物浓度的升高，抑制剂 (填类型)的作用逐渐减小甚至消失。
从 活 化 能 的 角 度 分 析 ， 推 测 抑 制 剂 降 低 酶 促 反 应 速 率 的 原 理 是
____________________________________。
(3)某同学认为该实验小组的实验过程应是：
a.将某消化酶溶液等分为①②③三组，将每组等分为若干份；
b.在一定条件下将三组消化酶溶液均与等量的不同浓度的底物混合；c.在①中加入一定量的蒸馏水，②中加入等量的抑制剂Ⅰ，③中加入等量的抑制剂Ⅱ；
d.定时取样检测各反应中底物的量或产物的量，记录实验结果并绘图。
你 认 为 该 实 验 操 作 是 否 正 确 ？ 。 如 果 不 正 确 ， 请 进 行 改 正 ：
________________________________________________________________________。
答案 (1)抑制剂种类和底物浓度 温度、pH、酶浓度、抑制剂的使用量等 (2)Ⅰ 在抑制
剂的作用下，酶的活性(催化效率)降低，其降低化学反应活化能的能力下降(合理即可) (3)
不正确 步骤c应与步骤b互换，即先对酶溶液进行处理再加入底物(合理即可)
解析 (1)由图可知，该实验的自变量有两个，分别是抑制剂种类和底物浓度。该实验的无
关变量有温度、pH、酶浓度、抑制剂的使用量、反应时间等。(2)由图可知，随着底物浓度
的升高，曲线②的酶促反应速率逐渐与曲线①无抑制剂时相同，即抑制剂Ⅰ的作用逐渐减
小甚至消失。抑制剂能降低酶活性，酶能降低化学反应所需的活化能。(3)不正确，若对酶
处理前先将酶与底物混合，则酶会与底物发生反应，故应先对酶进行不同的处理，然后再
将处理后的酶与底物混合。
