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高考共鸣点5 实验技能专题讲座
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：对照实验中的变量控制
变量
控制原则
自变量
单一变量原则
因变量
可观测性原则
无关变量
相同且适宜原则
(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。
提醒 自变量的处理方法
①“加”或“减”：例如验证甲状腺激素的生理作用——“加”即口服或注射
该激素；“减”即手术切除甲状腺法。
②“换”：例如探究温度对酶活性的影响实验，对自变量温度无法“加”或
“减”，就用“换”的方法。
[例1] (2026·河南天一大联考)某实验小组从某微生物中提取出一种酶，在不同温
度条件下进行相关实验，其他条件相同且适宜，分别在反应1 小时末和2 小时末
测定产物的含量，实验结果如表。下列叙述错误的是( )
产物含量相对值
15 ℃
25 ℃
35 ℃
45 ℃
1 h 末
0.3
1
1.5
0.1
2 h 末
0.6
1.8
1.8
0.1
A.本实验的自变量为反应温度与反应时间，因变量为产物含量
B.实验前需分别处理酶与底物的温度，再混合进行反应
C.由实验结果可知，该酶的最适温度在25 ℃到35 ℃之间
D.25 ℃实验组与35 ℃实验组在2 小时末反应很可能都已经结束
答案 C
解析
2.实验设计的热考题型
(1)实验思路的规范书写
思路是“想法”，是较为粗线条的思考过程，其要求“言简意赅”。比如：用某
种方法处理某种材料，观察其对某方面的影响效果。一般须体现“对照思想”，
显示自变量和因变量，对无关变量表述时，应注意体现“相同且适宜”。
(2)正确书写实验步骤
步骤是“做法”，是更为“细节化”的操作流程，其要求“精确细致”。必须体
现“自变量”如何设置，“因变量”如何获得，“无关变量”如何保证相同且适
宜。实验步骤设计的一般程序：
(3)实验方案评价与修订
[例2] (2026·湖北襄阳五中联考)泥鳅肉质细嫩，肉味鲜美，素有“水中人参”之
称。某实验小组探究了温度对泥鳅肠道内各种消化酶的活力(酶催化化学反应的
效率)的影响，以研究泥鳅的培养温度和投放的饲料类型，实验结果如图所示。
请回答下列问题：
(1)上述实验的自变量是_____________________________________________。
(2)据图分析，饲养泥鳅时为提高其产量，可以多投放________类饲料，若要进
一步探究分解该种饲料的酶的最适温度，需要在________(填温度范围)进一步缩
小温度梯度。
(3)泥鳅生活的环境经常遭受重金属镉(Cd)的污染，重金属镉会降低泥鳅体内各种
消化酶的活性，从而影响泥鳅的生长繁殖。请以蛋白酶为例，设计实验来验证
Cd2＋会使蛋白酶的活性降低。
实验材料：蛋白粉、泥鳅体内提取的蛋白酶溶液、含Cd2＋的溶液、双缩脲试剂
A 液、双缩脲试剂B 液、清水。
实验步骤：
①取A、B 两支试管分别加入等量的从泥鳅体内提取的蛋白酶溶液，然后向A 试
管中加入________________，B 试管中加入________________，处理一段时间。
②________________________，一段时间后向两支试管中分别注入双缩脲试剂A
液1 mL，摇匀，再注入双缩脲试剂B 液4 滴，摇匀后观察。
实验结果：_______________________________________________。
[名师指点]
答案 (1)温度和消化酶的种类 (2)淀粉 45～55 ℃ (3)①一定量的含Cd2＋的
溶液 等量的清水 ②往A、B 试管中加入等量的蛋白粉溶液 A 试管中紫色较
B 试管中深
解析 (1)分析题干和曲线图可知，该实验是探究温度对泥鳅肠道内各种消化酶
的活力的影响，其自变量是温度和消化酶的种类。(2)由图可知，淀粉酶的活力
更高，且糖类是生物体的重要能源物质，对饲料的选择应以淀粉饲料为主；据图
可知，淀粉酶的最适温度在50 ℃左右，故可在45～55 ℃进一步缩小温度梯度，
重复上述实验步骤，淀粉酶活力最高的温度为淀粉酶的最适温度。(3)由于实验
是验证
Cd2＋会使蛋白酶的活性降低，故实验的自变量为Cd2＋的有无，根据实验设计的
变量原则与对照关系，可设置实验如下：①取A、B 两支试管均先加入等量的从
泥鳅体内提取的蛋白酶溶液，然后往A 试管中加入一定量的含Cd2＋的溶液，B
试管中加入等量的清水，处理一段时间。②再往A、B 试管中加入等量的蛋白粉
溶液，一段时间后向两支试管中分别注入双缩脲试剂A 液1 mL，摇匀，再注入
双缩脲试剂B 液4 滴，摇匀后观察。实验结果：由于Cd2＋会使蛋白酶的活性降
低，而A 试管中有一定量的含Cd2＋的溶液，B 试管中为清水，因此A 试管中蛋
白质剩余较多，紫色更深，而B 试管中紫色相对较浅。
[例3] (2026·福建泉州模拟)福建人对于茶情有独钟，在福建闽南一带更有着“宁
可百日无肉，不可一日无茶”的传统。茶叶细胞中存在多种酚类物质，多酚氧化
酶可以将无色的酚类物质氧化成褐色。请回答下列问题：
(1)为减少绿茶制作过程中发生褐变，科研人员探究褐变抑制剂对多酚氧化酶活
性的影响，其中褐变抑制剂用磷酸盐缓冲液配制而成，结果如下图。
本实验的自变量是________________，对照组中应加入________、等量的底物溶
液和酶溶液，在适宜的条件下测出最大酶活性。据图分析，________处理方式对
多酚氧化酶活性的抑制效果最佳。
(2)酶抑制剂有竞争性和非竞争性两种类型。竞争性抑制剂与底物相似，与底物
竞争酶活性位点(当底物浓度足够大时，酶对底物的亲和力更强，此种抑制作用
可以被消除)；非竞争性抑制剂不与酶活性位点结合，而与酶活性位点以外的位
点结合，进而改变酶结构，使底物不能与酶结合。欲探究柠檬酸是哪种抑制剂，
某研究人员进行如下实验，请完成该实验并预测实验结果：
①取________茶多酚溶液平均分成甲乙两组；
②甲组加入适量的多酚氧化酶，乙组加入____________________；
③测定甲乙两组茶多酚的分解速率；
④预测实验结果：
若__________________________________________________________________，
则柠檬酸试剂为竞争性抑制剂；
若__________________________________________________________________，
则柠檬酸试剂为非竞争性抑制剂。
答案 (1)抑制剂类型及浓度 磷酸盐缓冲液0.10%的柠檬酸 (2)①足量 ②等
量多酚氧化酶＋柠檬酸试剂 ④甲组与乙组茶多酚的分解速率相差不大(底物浓
度足够大) 乙组茶多酚的分解速率小于甲组
解析 (1)科研人员探究褐变抑制剂对多酚氧化酶活性的影响，则抑制剂类型及
浓度是自变量。为了保持单一变量原则，对照组中应加入磷酸盐缓冲液、等量的
底物溶液和酶溶液，在适宜的条件下测出最大酶活性。据图可知，0.10%的柠檬
酸处理方式下多酚氧化酶活性最低，说明此处理下的抑制效果最佳。(2)非竞争
性抑制剂和酶活性位点以外的其他位点结合，通过改变酶的结构，从而使酶失去
催化活性，降低酶对底物的催化反应速率。所以若乙组茶多酚的分解速率小于甲
组，则柠檬酸试剂为非竞争性抑制剂。竞争性抑制剂与底物相似，与底物竞争酶
活性位点(当底物浓度足够大时，酶对底物的亲和力更强，此种抑制作用可以被
消除)，所以若甲组与乙组茶多酚的分解速率相差不大(底物浓度足够大)，则柠檬
酸试剂为竞争性抑制剂。
