资源简介

中小学教育资源及组卷应用平台
实验技能(一)　实验设计的基本原则及实验变量的控制
[技能必备]
1．实验设计遵循的四大基本原则
2．实验设计的变量分析
(1)自变量、因变量、无关变量三者之间的关系
①自变量：指实验中由实验者根据实验目的所要操纵的因素或条件。因变量：指实验中由实验变量引起的变化和结果。通常自变量是原因，因变量是结果，二者具有因果关系。实验的目的在于解释这种前因后果关系。
②无关变量：指实验中除自变量以外的影响实验变化和结果的因素或条件。实验中应尽量避免无关变量对正常实验结果造成干扰，如果无关变量处理不当影响了正常结果的出现，此无关变量就成为干扰变量了，所以避免无关变量成为干扰变量是实验成功的前提。
(2)实验变量控制的三个原则
实验变量 控制原则 实例
自变量 单一变量原则 探究温度对酶活性的影响实验中只有温度一个自变量
无关变量 等量适宜原则 探究温度对酶活性的影响实验中，pH为无关变量，实验时，各组pH不但要相同，还要适宜
因变量 可观测性原则 探究温度对酶活性的影响实验中，根据淀粉遇碘变蓝的颜色反应将不可观测的反应直观地显现出来，便于实验结果的观测
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
探究酵母菌细胞呼吸的方式 氧的有无 CO2生成量(澄清石灰水的混浊程度)；酒精产生(酸性条件下用重铬酸钾检测) 葡萄糖溶液、石灰水的量、温度、pH、锥形瓶的洁净程度等
探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度 不同浓度的生长素类调节剂 扦插枝条的生根数量或长度 实验材料的一致性、生长素类调节剂浓度的准确性、处理时间的一致性等
探究培养液中酵母菌种群数量的变化 时间 酵母菌种群数量 培养液的成分、培养条件、空间等
[技能提升]
1．(2022·广东广州模拟)为优选纤维素酶，研究人员设计了在不同温度下(其他条件相同且适宜)测定两种纤维素酶(酶Ⅰ、酶Ⅱ)活性的实验，以下说法错误的是(　　)
A．温度和酶的种类为自变量，酶活性为因变量
B．底物溶液应配制两种浓度分别对应两种酶
C．测定同一温度下的酶活性，酶的种类是自变量
D．该实验可以探究出两种酶各自催化的最适温度
2．下列关于控制无关变量的实验操作，错误的是(　　)
A．验证光合作用能产生淀粉的实验中，首先对实验植物进行饥饿处理
B．探究唾液淀粉酶的最适pH的实验中，将每一组温度控制在37 ℃
C．探究唾液淀粉酶最适温度的实验中，每一组都加入等量的淀粉
D．验证光合作用需要光照的实验中，将一组置于光下，一组置于黑暗中
3．(不定项)为探究影响酶活性的因素、验证酶的专一性和高效性等，某同学设计了4套方案，如下表所示。下列相关叙述不正确的是(　　)方案 催化剂 底物 pH 温度
① 胃蛋白酶、胰蛋白酶 蛋白块 中性 室温
② 淀粉酶 淀粉、蔗糖 适宜 适宜
③ 蛋白酶 蛋白质 适宜 不同温度
④ 过氧化氢酶、FeCl3溶液 过氧化氢 强酸性 室温
A．方案①的目的是探究pH对酶活性的影响，自变量是酶的种类
B．方案②的目的是验证淀粉酶的专一性，可用斐林试剂检测
C．方案③的目的是验证温度对酶活性的影响，可用双缩脲试剂检测
D．方案④的目的是验证酶的高效性，加酶的一组产生气泡数较多
4．(不定项)某生物兴趣小组为了探究乙醇的浓度和是否添加铁离子对纤维素酶活性的影响进行了相关实验，结果如下图所示，下列相关叙述正确的是(　　)
A．该实验的自变量是乙醇浓度，有无铁离子是无关变量
B．铁离子可使纤维素酶催化纤维素水解时的活化能降低
C．乙醇和铁离子在提高纤维素酶活性方面表现为协同作用
D．若要验证该酶的专一性，则实验的自变量是底物种类
参考答案
1解析：选B。底物溶液的浓度、pH等是无关变量，无关变量应相同且适宜，B错误。
2解析：选D。验证光合作用需要光照的实验中，光的有无是自变量，而不是无关变量，D项错误。
3解析：选ACD。在探究pH对酶活性的影响实验中，自变量是pH，A错误；由于蛋白酶的化学本质是蛋白质，也能够与双缩脲试剂发生紫色反应，故不能用双缩脲试剂检测蛋白质是否被分解，C错误；在高温、过酸或过碱的条件下，酶的空间结构会遭到破坏，导致酶变性失活，因此，强酸条件下过氧化氢酶失活，不能用于验证酶的高效性，D错误。
4解析：选BD。根据该实验的目的可知，该实验的自变量是乙醇浓度和有无铁离子，A项错误。乙醇浓度为0时，添加铁离子组酶的活性较高，说明铁离子可使纤维素酶催化纤维素水解时的活化能降低，B项正确。从题图信息可知，随着乙醇浓度的增大，纤维素酶活性逐渐降低，可见乙醇对纤维素酶的活性有抑制作用；从图示分析可知，不同乙醇浓度下添加铁离子的纤维素酶活性比未添加铁离子的高，可推测铁离子对纤维素酶的活性有促进作用，而不能说明乙醇和铁离子在提高纤维素酶活性方面表现为协同作用，C项错误。验证特定酶的专一性时，实验的自变量是底物的种类，D项正确。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com/" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)

展开更多......

收起↑