《全品選考復習方案》2026版《全品高考》選考復習方案生物03第三單元細胞的能量供應和利用10實驗專題1實驗設計的基本原則含答案實驗專題1實驗設計的基本原則對照原則(1)對照實驗:除了一個因素之外,其他因素都保持相同的實驗,通常分為實驗組和對照組,實驗組是接受實驗變量處理的對象組,對照組是不接受實驗變量處理的對象組。(2)對照原則:在對照實驗中,應使實驗組與對照組的自變量不同,其他因素都相同,以便消除無關變量對實驗結果的干擾,增強實驗結果的可信度。(3)對照類型:按對照的內容和形式的不同,通常有以下幾種對照類型。類型設置對照實驗實例空白對照指實驗對象不進行任何實驗處理“生物組織中可溶性還原糖的鑒定”實驗中,向甲試管溶液加入斐林試劑,而乙試管中不加斐林試劑自身對照實驗組與對照組在同一對象上進行“植物細胞質壁分離和復原”實驗就是典型的自身對照。實驗處理前的對象狀況可視為對照組,實驗處理后的對象變化則視為實驗組條件對照指雖給實驗對象施以某種實驗處理,但這種處理是作為對照意義的,或者說這種處理不是實驗假設所給定的實驗變量意義上的例如“用動物激素飼喂小動物”實驗的設計方案:甲組:飼喂甲狀腺激素(實驗組)乙組:飼喂甲狀腺抑制劑(條件對照組)丙組:不飼喂藥劑(空白對照組)相互對照指不另設對照組,而是幾個實驗組相互對比進行對照如“溫度對酶活性的影響”實驗中,幾個實驗組所采用的就是相互對照1.[2024·重慶九龍坡區(qū)二模]進行實驗時常需要進行分組實驗,下列相關敘述中錯誤的是()A.探究酵母菌細胞呼吸方式時,需設置有氧條件和無氧條件兩個實驗組B.以H2O2為實驗材料探究酶的高效性時,需設置加過氧化氫酶和清水的兩組C.對大腸桿菌進行純培養(yǎng)時,需設置一組不接種的空白平板作為對照組D.進行“探究促進扦插枝條生根的適宜生長素濃度”的預實驗時,需設置清水組作對照2.生物實驗中常用到對照實驗,下列實驗中對照設置正確的是()A.研究溫度對淀粉酶活性的影響實驗中,分別在0℃、20℃、40℃、60℃、80℃和100℃條件下進行B.研究細胞核的功能時,把蠑螈的受精卵橫縊成兩部分,每部分各含有一半的細胞核C.研究甲狀腺激素對小鼠新陳代謝的影響時,分別給不同組小鼠注射蒸餾水和甲狀腺激素溶液D.研究低溫對不同植物染色體數(shù)目變化的影響時,分別將植物甲的根尖和植物乙的芽尖用低溫處理單一變量原則(1)生物實驗變量的辨析對三類變量的要求是自變量可操作,因變量可檢測,無關變量可控制。(2)教材中探究類實驗的變量分析實驗名稱自變量因變量(觀測指標)無關變量探究溫度對酶活性的影響不同溫度(至少三種)酶的活性(加碘液后溶液顏色的變化)pH、底物量、酶量、試管的潔凈程度、反應時間、操作程序等探究pH對酶活性的影響不同pH(至少三種)酶的活性(氣泡的數(shù)量或帶火星的衛(wèi)生香燃燒的猛烈程度)溫度、底物量、酶量、試管的潔凈程度、反應時間、操作程序等探究酵母菌細胞呼吸的方式氧的有無CO2生成量(澄清石灰水的混濁程度);酒精的有無(酸性條件下用重鉻酸鉀溶液檢測,溶液顏色的變化)葡萄糖溶液的量、石灰水的量、溫度、pH、錐形瓶的潔凈程度等探究環(huán)境因素對光合作用強度的影響環(huán)境因素(不同光照強度、不同溫度或不同CO2濃度)光合作用強度(單位時間內小圓形葉片浮起數(shù)量)圓形葉片的大小、除自變量以外的環(huán)境因素(3)單一變量原則單一變量原則要求在實驗組和對照組的實驗中都只能有一個變量,這樣得出的實驗結果與單一變量之間就能形成一一對應關系,便于觀察實驗結果,以及便于分析實驗結果的成因。(4)變量的控制①操縱自變量的方法:設法給研究對象施加干擾,造成研究對象的變化,從而使研究對象在被干擾狀態(tài)中反映出某種現(xiàn)象和屬性。②檢測因變量的方法:因變量有時不能直接檢測,實際操作中根據(jù)實驗原理和實驗條件確定觀察、測量的指標稱為觀測指標。具體包括觀察特異性的顏色變化、沉淀反應;觀察形態(tài)結構、生理變化;測量生長發(fā)育速率;測量生化反應速率等。③控制無關變量的方法(平衡控制):排除因實驗對象的個體差異帶來的影響;設法創(chuàng)造穩(wěn)定的相同的條件進行對照,以抵消或排除這些因素對實驗對象的干擾;設法提供適宜條件,以排除不利環(huán)境條件對實驗對象的影響;重復實驗,排除偶然因素的干擾,減小實驗誤差。3.下列關于控制無關變量的實驗操作,不正確的是()A.驗證光合作用能產生淀粉的實驗中,首先對實驗植物進行“饑餓”處理B.探究過氧化氫酶的最適pH的實驗中,將每一組溫度控制在37℃C.探究唾液淀粉酶最適溫度的實驗中,每一組都加入等量的淀粉D.驗證光合作用需要光照的實驗中,將一組置于光下,一組置于黑暗中4.[2024·廣東廣州一模]為優(yōu)選纖維素酶,研究人員設計了在不同溫度下(其他條件相同且適宜)測定兩種纖維素酶(酶Ⅰ、酶Ⅱ)活性的實驗,以下說法錯誤的是()A.溫度和酶的種類為自變量,酶活性為因變量B.底物溶液應配制兩種濃度,分別對應兩種酶C.測定同一溫度下的酶活性,酶的種類是自變量D.該實驗可以探究出兩種酶各自催化的最適溫度等量原則與平行重復原則(1)等量原則實驗中除“單一變量(即自變量)”外,其他變量需注意等量原則。如①生物材料相同:所用生物材料的數(shù)量、質量、長度、體積、大小、生理狀況、年齡、性別等方面要盡量相同或大致相同。②實驗器具相同(型號、潔凈程度等)。③實驗試劑相同(用量、濃度、使用方法等)。④處理方法相同(保溫或冷卻、光照或黑暗、攪拌、振蕩等)。(2)平行重復原則①多個平行:各組的實驗對象要設置等量的多個;②多個重復:用相同的設置和條件重復多次實驗。5.[2024·湖北武漢二模]某學生為驗證唾液的功能,做了如下實驗:取甲、乙兩試管,分別加入2mL淀粉糊,甲試管再加入2mL唾液,兩試管同時在37℃水浴中保溫10min后取出,各加入0.5mL碘液,發(fā)現(xiàn)只有乙試管內呈藍色(以上試劑均已經(jīng)預保溫處理)。此學生的實驗步驟中有一個錯誤,請指出()A.乙試管應加胰液B.乙試管應置于低溫環(huán)境C.乙試管應加與唾液等量的蒸餾水D.應再加一支試管,只添加2mL唾液,其他條件相同6.[2024·湖南長沙模擬]某大學實驗站欲探究不同施氮水平對處于開花期的柳枝稷光合特性的影響,做了相關實驗,共設置4個施氮水平:無氮添加(無人工施肥N0),純N60kg·hm-2(低氮、N60),純N120kg·hm-2(中氮、N120)和純N240kg·hm-2(高氮、N240),每個水平設置3次重復。一段時間后,測定柳枝稷的凈光合速率、葉綠素相對含量及氣孔導度,結果如圖所示。請據(jù)圖回答下列問題:(1)每個施氮水平均設置3次重復,遵循了實驗設計的原則,目的是。

(2)實驗中自變量是,因變量是。

實驗專題1實驗設計的基本原則1.B[解析]探究酵母菌細胞呼吸方式時,需設置有氧條件和無氧條件兩個實驗組,該實驗為對比實驗,A正確;以H2O2為實驗材料探究酶的高效性時,需要設置分別加過氧化氫酶和無機催化劑的兩組實驗,進而可說明與無機催化劑相比,酶具有高效性,不需要與加入清水的組別對照,B錯誤;對大腸桿菌進行純培養(yǎng)時,需設置一組不接種的平板為對照組,從而說明實驗過程中所用的平板合格,進而增強實驗結果的說服力,C正確;一般情況下,生長素在濃度較低時促進生長,在濃度過高時則會抑制生長,進行“探究促進扦插枝條生根的適宜生長素濃度”的預實驗時,為明確生長素對生根的影響是促進還是抑制,需設置清水組作對照,D正確。2.A[解析]研究溫度對淀粉酶活性的影響時,自變量是溫度,其他條件應保持一致,A正確;研究細胞核的功能時,自變量是有無細胞核,應把蠑螈的受精卵橫縊成有核和無核兩部分,不是各含有一半的細胞核,B錯誤;研究甲狀腺激素對小鼠新陳代謝的影響時,空白對照組應該注射生理鹽水,蒸餾水不是小鼠的等滲溶液,可能影響細胞活性,C錯誤;研究低溫對不同植物染色體數(shù)目變化的影響,自變量是植物種類,選擇甲、乙兩種植物,但所選植物器官應該保持一致,都選擇根尖或都選擇芽尖,D錯誤。3.D[解析]驗證光合作用能產生淀粉的實驗中,首先對實驗植物進行“饑餓”處理,以排除原有淀粉的影響,A正確;探究過氧化氫酶的最適pH的實驗中,自變量為反應溶液的pH,溫度為無關變量,應保持各組溫度相同且適宜,將每一組溫度控制在37℃,B正確;探究唾液淀粉酶最適溫度的實驗中,淀粉的量為無關變量,每一組應加入等量的淀粉,C正確;驗證光合作用需要光照的實驗中,光的有無是自變量,而不是無關變量,D錯誤。4.B[解析]在測定不同溫度下兩種纖維素酶活性的實驗中,溫度和酶的種類為自變量,酶活性為因變量,A正確;底物溶液的濃度、pH等是無關變量,無關變量應相同且適宜,B錯誤;測定同一溫度下的酶活性時,酶的種類是自變量,C正確;本實驗研究不同溫度下兩種纖維素酶的活性,可以探究出兩種酶各自催化的最適溫