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实验技能专题
实验设计遵循的原则
1.
2.
提醒 ①生物实验变量的辨析
②自变量的处理方法
a.“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。
b.“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。
3.
4.
1.已知蛋白质和双缩脲试剂反应呈现紫色，请你根据给出的实验材料设计一个证明唾液中含有蛋白质的实验。
材料用具：双缩脲试剂A液、双缩脲试剂B液、蛋清稀释液（含有丰富蛋白质）、水、小烧杯、玻璃棒、试管、滴管和滴瓶、镊子、脱脂棉。
（1）基本的实验步骤：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（2）预期的结果和结论：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
2.芝麻种子中含有丰富的脂肪，脂肪与苏丹Ⅲ染液反应会呈现橘黄色，请设计简单的实验，验证芝麻种子中含有脂肪。
（1）实验思路：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（2）预期的结果和结论：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
实验设计的基本方法
　　实验设计程序：明确实验目的→选择实验原理→确定实验思路→设计实验步骤→预期实验结果→得出实验结论。
1.实验目的
（1）验证性实验：寻找题干信息，一般写有“验证……”，即为该实验的实验目的。
（2）探究性实验：首先分析实验的自变量和因变量。此类实验的实验目的一般书写为“探究自变量对因变量的影响”“探究自变量与因变量的关系”“探究自变量的作用”等等。
2.实验原理
实验原理的确认与书写：实验原理就是进行实验的理论依据，书写基本套路概括为“已知条件找变量→根据目的提结论→依据材料判结果→结论结果巧联系→组织语言写原理”。
3.实验假设
假设是指用来说明某种现象，但未经证实的论题，是对课题涉及的主要变量之间相互关系的设想，是研究者对研究结果预先赋予的答案，是一种可能的解释和说明。提出的假设可能正确，也可能错误，但必须能解释题目现象或与题干相符，一般情况下，若是实验中要求写出你的假设，我们应根据自己平常积累的知识，写出认为最可能的一种假设即可。
4.实验思路
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”。
5.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：
6.实验结果和结论
实验结果是通过观察或测量得到的实验现象，是实验实际出现的情况。实验结论是根据实验现象，对实验因变量与自变量关系进行分析，得出的具有普遍意义的理论性结论。实验结论的得出必须依据实验结果。归纳实验结论的一般方法：
（1）通过实验目的、实验的对照组设置或步骤，根据单一因素不同，找出实验自变量。
（2）由果找因，分析实验结果（因变量）与实验控制的单一因素（自变量）之间的逻辑关系，得出正确结论。
（3）在有些实验中，还要根据各对照组中得出的“分结论”，综合为“全面结论（总）”。
（4）在验证性实验中，因为要验证的事实是正确的，实验结果只有一种，实验结论即是实验要验证的事实。在探究实验中，因为实验结果是未知的，可能出现的实验结果有多种，因此对应的实验结论也有多种，不同的结果对应不同的结论。
3.（2021·湖北高考21题）使酶的活性下降或丧失的物质称为酶的抑制剂。酶的抑制剂主要有两种类型：一类是可逆抑制剂（与酶可逆结合，酶的活性能恢复）；另一类是不可逆抑制剂（与酶不可逆结合，酶的活性不能恢复）。已知甲、乙两种物质（能通过透析袋）对酶A的活性有抑制作用。
实验材料和用具：蒸馏水，酶A溶液，甲物质溶液，物质溶液，透析袋（人工合成半透膜），试管，烧杯等为了探究甲、乙两种物质对酶A抑制作用类型，提出以下实验设计思路。请完善该实验设计思路，并写出实验预期结果。
（1）实验设计思路
取　　　支试管（每支试管代表一个组），各加入等量的酶A溶液，再分别加等量　　　　　　，一段时间后，测定各试管中酶的活性。然后将各试管中的溶液分别装入透析袋，放入蒸馏水中进行透析处理。透析后从透析袋中取出酶液，再测定各自的酶活性。
（2）实验预期结果与结论
若出现结果①：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
结论①：甲、乙均为可逆抑制剂。
若出现结果②：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
结论②：甲、乙均为不可逆抑制剂。
若出现结果③：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
结论③：甲为可逆抑制剂，乙为不可逆抑制剂。
若出现结果④：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
结论④：甲为不可逆抑制剂，乙为可逆抑制剂。
4.必需氨基酸的种类和含量是评价奶粉营养价值高低的主要标准。赖氨酸是人体内的必需氨基酸，缺乏则会影响人体内蛋白质的合成，导致营养不良。赖氨酸是否也是小白鼠体内的必需氨基酸？请根据给出的实验原理利用以下材料用具进行探究。
材料用具：20只生长发育状况相同的正常幼年小白鼠，分装在不同试剂瓶中的21种氨基酸，不含蛋白质和氨基酸的食物，称量器（如天平）等。
（1）实验原理：必需氨基酸是动物体内不能合成的、只能从食物中获取的氨基酸。当动物体内缺乏必需氨基酸时，会出现营养不良，体重增加缓慢等现象。
（2）实验步骤
①配食：配制食物A：取一定量的不含蛋白质和氨基酸的食物，加入含量和比例适宜的21种氨基酸；配制食物B：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　；
②分组：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，分别称其体重；
③饲喂：在相同且适宜的环境中饲喂两组小白鼠，甲组每天饲喂食物A，　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　；
④观察：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（3）结果预测及结论：
①　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　；
②　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
实验方案评价与修订试题的解答思路
5.（2024·福建福州模拟）某班同学进行了探究影响酶活性的因素的实验。某同学设计了如下实验方案和步骤：①取3支大小相同的试管，编号为甲、乙、丙，分别向3支试管中加入2 mL糨糊；②再各加入2 mL新鲜的唾液淀粉酶溶液，振荡均匀；③将甲、乙、丙3支试管分别置于0 ℃、35 ℃、100 ℃下约5 min；④取出试管，各加入2 mL斐林试剂（边加边振荡），50～65 ℃水浴条件下观察试管内颜色的变化。
（1）本实验的因变量是　　　　　　　　　，观测指标为　　　　　　　　。
（2）同一小组的同学对此实验设计进行了简要评价，其中正确的是　　　　　　。
①实验步骤不正确　②温度设置不合理
③不能用斐林试剂检验
（3）你的改进方案为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
加强提升课1　实验技能专题
即学即用
1.（1）①用清水漱口取适量唾液到小烧杯中，备用；②取2 mL蛋清稀释液和2 mL唾液分别加入甲、乙两支试管中；③分别向两支试管中加入双缩脲试剂A液1 mL，振荡后加入双缩脲试剂B液4滴，振荡均匀后静置；④观察并对照两支试管的颜色　（2）甲、乙两支试管都呈现紫色，说明唾液中含有蛋白质
解析：要验证唾液中含有蛋白质，可采取设置对照实验的方法。取两支相同的试管，在其中一支试管中加入唾液，在另一支试管中加入蛋清作为对照，经过相同的处理后，根据两支试管中溶液的颜色变化来判断唾液中是否含有蛋白质。要注意材料中没有提供唾液，需要从实验者自身获取。
2.（1）将适量芝麻种子研磨后制成组织样液，取部分组织样液加到试管中，加入适量的苏丹Ⅲ染液，摇匀后和原组织样液对比，观察颜色变化　（2）芝麻种子组织样液出现明显的橘黄色，说明芝麻种子中含有脂肪
解析：芝麻种子很小，因此要验证芝麻中含有脂肪不能像花生子叶那样做切片用显微镜观察，要先把芝麻种子研磨后制成组织样液，再染色观察颜色变化，这样才符合科学性的原则。为了实验严谨，应留部分组织样液形成对照。
3.（1）2　甲物质溶液、乙物质溶液　（2）①透析后，两组的酶活性均比透析前酶的活性高　②透析前后，两组的酶活性均不变　③加甲物质溶液组，透析后酶活性比透析前高，加乙物质溶液组，透析前后酶活性不变　④加甲物质溶液组，透析前后酶活性不变，加乙物质溶液组，透析后酶活性比透析前高
解析：（1）分析题意可知，实验目的探究甲、乙两种物质对酶A的抑制作用类型，则实验的自变量为甲、乙物质的有无，因变量为酶A的活性，实验设计应遵循对照与单一变量原则，故可设计实验如下：取2支试管各加入等量的酶A溶液，再分别加等量甲物质溶液、乙物质溶液（单一变量和无关变量一致原则）；一段时间后，测定各试管中酶的活性。然后将各试管中的溶液分别装入透析袋，放入蒸馏水中进行透析处理。透析后从透析袋中取出酶液，再测定各自的酶活性。（2）据题意可知，物质甲和物质乙对酶A的活性有抑制，但作用机理未知，且透析前有物质甲和乙的作用，透析后无物质甲和物质乙的作用，前后对照可推测两种物质的作用机理，可能的情况有：①若甲、乙均为可逆抑制剂，则酶的活性能恢复，故透析后，两组的酶活性均比透析前酶的活性高。②若甲、乙均为不可逆抑制剂，则两组中酶的活性均不能恢复，故透析前后，两组的酶活性均不变。③若甲为可逆抑制剂，乙为不可逆抑制剂，则甲组中活性可以恢复，而乙组不能恢复，故加甲物质溶液组，透析后酶活性比透析前高，加乙物质溶液组，透析前后酶活性不变。④若甲为不可逆抑制剂，乙为可逆抑制剂，则甲组中活性不能恢复，而乙组能恢复，故加甲物质溶液组，透析前后酶活性不变，加乙物质溶液组，透析后酶活性比透析前高。
4.（2）①另取等量的不含蛋白质和氨基酸的食物，加入除赖氨酸以外的20种氨基酸，其含量和比例与食物A中相同　②将20只小白鼠随机均分成甲、乙两组　③乙组每天饲喂等量的食物B　④分别测量甲、乙两组小白鼠的体重，并计算体重增加量　（3）①若两组小白鼠营养状况和体重基本相同，说明赖氨酸不是小白鼠的必需氨基酸　②若乙组小白鼠出现营养不良、体重减轻等症状，甲组正常，说明赖氨酸是小白鼠的必需氨基酸
5.（1）淀粉的分解量　溶液颜色的变化　（2）①和③　（3）将斐林试剂改为用碘液检验；步骤②与步骤③对调
解析：（1）由分析可知：该实验的自变量是温度，因变量为淀粉的分解量，观测指标是溶液颜色的变化。（2）实验中步骤②不正确，三支试管加入糨糊后，应该先将三支试管放在不同温度下保温5 min，再分别加入2 mL新鲜的唾液淀粉酶滤液，振荡摇匀后，再在各自温度中维持5 min，因为酶具有高效性，在试管丙升温到100 ℃的过程中，酶已经和底物发生反应了。步骤④存在错误，这个实验中不能用斐林试剂检验，斐林试剂检验还原糖时需水浴加热，会干扰实验温度，可采用碘液检测淀粉分解情况。（3）结合（2）可知，实验改进可将步骤②与步骤③对调；将斐林试剂改为用碘液检验即可。
4 / 5(共29张PPT)
加强提升课1　实验技能专题
高中总复习·生物
实验设计遵循的原则
1. 2.
提醒 ①生物实验变量的辨析
②自变量的处理方法
a.“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。
b.“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。
3.
4.
1. 已知蛋白质和双缩脲试剂反应呈现紫色，请你根据给出的实验材料设计
一个证明唾液中含有蛋白质的实验。
材料用具：双缩脲试剂A液、双缩脲试剂B液、蛋清稀释液（含有丰富蛋白
质）、水、小烧杯、玻璃棒、试管、滴管和滴瓶、镊子、脱脂棉。
（1）基本的实验步骤：


。
①用清水漱口取适量唾液到小烧杯中，备用；
②取2 mL蛋清稀释液和2 mL唾液分别加入甲、乙两支试管中；③分别向两
支试管中加入双缩脲试剂A液1 mL，振荡后加入双缩脲试剂B液4滴，振荡
均匀后静置；④观察并对照两支试管的颜色
（2）预期的结果和结论：
。
解析：要验证唾液中含有蛋白质，可采取设置对照实验的方法。取两支相
同的试管，在其中一支试管中加入唾液，在另一支试管中加入蛋清作为对
照，经过相同的处理后，根据两支试管中溶液的颜色变化来判断唾液中是
否含有蛋白质。要注意材料中没有提供唾液，需要从实验者自身获取。
甲、乙两支试管都呈现紫色，说明唾液中含
有蛋白质
2. 芝麻种子中含有丰富的脂肪，脂肪与苏丹Ⅲ染液反应会呈现橘黄色，请
设计简单的实验，验证芝麻种子中含有脂肪。
（1）实验思路：

。
将适量芝麻种子研磨后制成组织样液，取部分组织样
液加到试管中，加入适量的苏丹Ⅲ染液，摇匀后和原组织样液对比，观察
颜色变化　
（2）预期的结果和结论：
。
解析：芝麻种子很小，因此要验证芝麻中含有脂肪不能像花生子叶那样做
切片用显微镜观察，要先把芝麻种子研磨后制成组织样液，再染色观察颜
色变化，这样才符合科学性的原则。为了实验严谨，应留部分组织样液形
成对照。
芝麻种子组织样液出现明显的橘黄色，说明
芝麻种子中含有脂肪
实验设计的基本方法
　　实验设计程序：明确实验目的→选择实验原理→确定实验思路→设计
实验步骤→预期实验结果→得出实验结论。
1. 实验目的
（1）验证性实验：寻找题干信息，一般写有“验证……”，即为该实验
的实验目的。
（2）探究性实验：首先分析实验的自变量和因变量。此类实验的实验目
的一般书写为“探究自变量对因变量的影响”“探究自变量与因变量的关
系”“探究自变量的作用”等等。
2. 实验原理
实验原理的确认与书写：实验原理就是进行实验的理论依据，书写基本套
路概括为“已知条件找变量→根据目的提结论→依据材料判结果→结论结
果巧联系→组织语言写原理”。
3. 实验假设
假设是指用来说明某种现象，但未经证实的论题，是对课题涉及的主要变
量之间相互关系的设想，是研究者对研究结果预先赋予的答案，是一种可
能的解释和说明。提出的假设可能正确，也可能错误，但必须能解释题目
现象或与题干相符，一般情况下，若是实验中要求写出你的假设，我们应
根据自己平常积累的知识，写出认为最可能的一种假设即可。
4. 实验思路
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”。
5. 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：
6. 实验结果和结论
实验结果是通过观察或测量得到的实验现象，是实验实际出现的情况。实
验结论是根据实验现象，对实验因变量与自变量关系进行分析，得出的具
有普遍意义的理论性结论。实验结论的得出必须依据实验结果。归纳实验
结论的一般方法：
（1）通过实验目的、实验的对照组设置或步骤，根据单一因素不同，找
出实验自变量。
（2）由果找因，分析实验结果（因变量）与实验控制的单一因素（自变
量）之间的逻辑关系，得出正确结论。
（3）在有些实验中，还要根据各对照组中得出的“分结论”，综合为
“全面结论（总）”。
（4）在验证性实验中，因为要验证的事实是正确的，实验结果只有一
种，实验结论即是实验要验证的事实。在探究实验中，因为实验结果是未
知的，可能出现的实验结果有多种，因此对应的实验结论也有多种，不同
的结果对应不同的结论。
3. （2021·湖北高考21题）使酶的活性下降或丧失的物质称为酶的抑
制剂。酶的抑制剂主要有两种类型：一类是可逆抑制剂（与酶可逆结
合，酶的活性能恢复）；另一类是不可逆抑制剂（与酶不可逆结合，
酶的活性不能恢复）。已知甲、乙两种物质（能通过透析袋）对酶A的
活性有抑制作用。
实验材料和用具：蒸馏水，酶A溶液，甲物质溶液，物质溶液，透析袋
（人工合成半透膜），试管，烧杯等为了探究甲、乙两种物质对酶A抑制
作用类型，提出以下实验设计思路。请完善该实验设计思路，并写出实验
预期结果。
（1）实验设计思路
取 支试管（每支试管代表一个组），各加入等量的酶A溶液，再分别
加等量 ，一段时间后，测定各试管中酶的活
性。然后将各试管中的溶液分别装入透析袋，放入蒸馏水中进行透析处
理。透析后从透析袋中取出酶液，再测定各自的酶活性。
2
甲物质溶液、乙物质溶液
解析： 分析题意可知，实验目的探究甲、乙两种物质对酶A的抑制作
用类型，则实验的自变量为甲、乙物质的有无，因变量为酶A的活性，实
验设计应遵循对照与单一变量原则，故可设计实验如下：取2支试管各加
入等量的酶A溶液，再分别加等量甲物质溶液、乙物质溶液（单一变量和
无关变量一致原则）；一段时间后，测定各试管中酶的活性。然后将各试
管中的溶液分别装入透析袋，放入蒸馏水中进行透析处理。透析后从透析
袋中取出酶液，再测定各自的酶活性。
（2）实验预期结果与结论
若出现结果①： 。
结论①：甲、乙均为可逆抑制剂。
若出现结果②： 。
结论②：甲、乙均为不可逆抑制剂。
若出现结果③：
。
结论③：甲为可逆抑制剂，乙为不可逆抑制剂。
若出现结果④：
。
结论④：甲为不可逆抑制剂，乙为可逆抑制剂。
透析后，两组的酶活性均比透析前酶的活性高
透析前后，两组的酶活性均不变
加甲物质溶液组，透析后酶活性比透析前高，加乙物质
溶液组，透析前后酶活性不变
加甲物质溶液组，透析前后酶活性不变，加乙物质溶液
组，透析后酶活性比透析前高
解析：据题意可知，物质甲和物质乙对酶A的活性有抑制，但作用机
理未知，且透析前有物质甲和乙的作用，透析后无物质甲和物质乙的作
用，前后对照可推测两种物质的作用机理，可能的情况有：①若甲、乙均
为可逆抑制剂，则酶的活性能恢复，故透析后，两组的酶活性均比透析前
酶的活性高。②若甲、乙均为不可逆抑制剂，则两组中酶的活性均不能恢
复，故透析前后，两组的酶活性均不变。③若甲为可逆抑制剂，乙为不可
逆抑制剂，则甲组中活性可以恢复，而乙组不能恢复，故加甲物质溶液
组，透析后酶活性比透析前高，加乙物质溶液组，透析前后酶活性不变。
④若甲为不可逆抑制剂，乙为可逆抑制剂，则甲组中活性不能恢复，而乙
组能恢复，故加甲物质溶液组，透析前后酶活性不变，加乙物质溶液组，
透析后酶活性比透析前高。
4. 必需氨基酸的种类和含量是评价奶粉营养价值高低的主要标准。赖氨酸
是人体内的必需氨基酸，缺乏则会影响人体内蛋白质的合成，导致营养不
良。赖氨酸是否也是小白鼠体内的必需氨基酸？请根据给出的实验原理利
用以下材料用具进行探究。
材料用具：20只生长发育状况相同的正常幼年小白鼠，分装在不同试剂瓶
中的21种氨基酸，不含蛋白质和氨基酸的食物，称量器（如天平）等。
（1）实验原理：必需氨基酸是动物体内不能合成的、只能从食物中获取
的氨基酸。当动物体内缺乏必需氨基酸时，会出现营养不良，体重增加缓
慢等现象。
①配食：配制食物A：取一定量的不含蛋白质和氨基酸的食物，加入含量
和比例适宜的21种氨基酸；配制食物B：

；
②分组： ，分别称其体重；
③饲喂：在相同且适宜的环境中饲喂两组小白鼠，甲组每天饲喂食物
A， ；
④观察： 。
另取等量的不含蛋白质和氨基
酸的食物，加入除赖氨酸以外的20种氨基酸，其含量和比例与食物A中相
同
将20只小白鼠随机均分成甲、乙两组
乙组每天饲喂等量的食物B
分别测量甲、乙两组小白鼠的体重，并计算体重增加量
（2）实验步骤
（3）结果预测及结论：
①
；
②
。
若两组小白鼠营养状况和体重基本相同，说明赖氨酸不是小白鼠的必
需氨基酸
若乙组小白鼠出现营养不良、体重减轻等症状，甲组正常，说明赖氨
酸是小白鼠的必需氨基酸
实验方案评价与修订试题的解答思路
5. （2024·福建福州模拟）某班同学进行了探究影响酶活性的因素的实
验。某同学设计了如下实验方案和步骤：①取3支大小相同的试管，编号
为甲、乙、丙，分别向3支试管中加入2 mL糨糊；②再各加入2 mL新鲜的
唾液淀粉酶溶液，振荡均匀；③将甲、乙、丙3支试管分别置于0 ℃、35
℃、100 ℃下约5 min；④取出试管，各加入2 mL斐林试剂（边加边振
荡），50～65 ℃水浴条件下观察试管内颜色的变化。
（1）本实验的因变量是 ，观测指标为 。
解析：由分析可知：该实验的自变量是温度，因变量为淀粉的分解
量，观测指标是溶液颜色的变化。
淀粉的分解量
溶液颜色的变化
（2）同一小组的同学对此实验设计进行了简要评价，其中正确的是
。
①实验步骤不正确　②温度设置不合理　③不能用斐林试剂检验
解析：实验中步骤②不正确，三支试管加入糨糊后，应该先将三支试管放在不同温度下保温5 min，再分别加入2 mL新鲜的唾液淀粉酶滤液，振荡摇匀后，再在各自温度中维持5 min，因为酶具有高效性，在试管丙升温到100 ℃的过程中，酶已经和底物发生反应了。步骤④存在错误，这个实验中不能用斐林试剂检验，斐林试剂检验还原糖时需水浴加热，会干扰实验温度，可采用碘液检测淀粉分解情况。
①
和③
（3）你的改进方案为
。
解析：结合（2）可知，实验改进可将步骤②与步骤③对调；将斐林试剂改为用碘液检验即可。
将斐林试剂改为用碘液检验；步骤②与步骤③经
化调
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