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生物实验设计基本原则1.科学性原则:实验是人为控制条件下研究事物(对象)的一种科学方法；是依据假设，在人为条件下对实验变量的变化和结果进行捕获、解释的科学方法。2.可行性原则：在实验设计时，从原理、实验实施到实验结果的产生，都实际可行。3.可重复性原则：任何实验都必须有足够的实验次数才能判断结果的可靠性，设计实验只能进行一次而无法重复就得出“正式结论”是草率的。4.单一变量原则不论一个实验有几个实验变量，都应确定一个实验变量对应观测一个反应变量，这就是单一变量原则，它是处理实验中的复杂关系的准则之一。例如：我们在做“植物的向性运动”有重力与单侧光两个实验变量，必须要有各自实验和变化结果，常见的错误就是在有光的条件下进行重力实验变量，影响了实验结果的准确性。例如，在验证温度对酶活性的影响的实验中，就必须控制pH值、底物量和酶量的相等，只改变单一变量——温度，观察不同温度下酶活性的差异。遵循单一变原则，既便于对实验结果进行科学的分析，又增强实验结果的可信度和说服力。5.对照性原则实验中的无关变量很多，必须严格控制，要平衡和消除无关变量对实验结果的影响，对照实验的设计是消除无关变量影响的有效方法。由于同一种实验结果可能会被多种不同的实验因素所引起，因此如果没有严格的对照实验，即使出现了某种预想的实验结果，也很难保证该实验结果是由某因素所引起的，这样就使得所设计的实验缺乏应有的说服力。可见只有设置对照实验，才能有效地排除其它因素干扰结果的可能性。才能使设计显得比较严密，所以大多数实验，尤其是生理类实验往往都要有相应的对照实验。如何设置对照实验呢？所谓对照实验是指除所控因素外其它条件与被对照实验完全相等的实验。对照实验设置的正确与否，关键就在于如何尽量去保证“其它条件的完全相等”。实验题解题技能实验的基本原则——对照原则样题细研某校生物兴趣小组将体重、大小和年龄相同的成年小鼠分成甲、乙、丙三组，分别进行如表所示的连续实验，下列有关该实验的叙述中错误的是（）组别第一步操作第一步现象第二步操作第二步现象甲组腹腔注射适量适宜浓度的胰岛素溶液小鼠活动减弱直至昏睡腹腔注射适量适宜浓度的胰高血糖素溶液小鼠逐渐苏醒、活动恢复正常乙组腹腔注射适量适宜浓度的胰高血糖素溶液检测小鼠尿糖呈阳性腹腔注射适量适宜浓度的胰岛素溶液检测小鼠尿糖逐渐呈阴性丙组腹腔注射适量的生理盐水小鼠活动正常,尿糖检测呈阴性腹腔注射适量的生理盐水小鼠活动正常、尿糖检测呈阴性A.该实验可验证胰岛素和胰高血糖素的功能以及它们在调节血糖过程中的拮抗作用B.该实验的对照有同组内的自身对照，甲乙间的相互对照，设计丙组作空白对照无必要C.该实验所用的胰岛素溶液和胰高血糖素溶液应是生理盐水与相应激素配制而成D.该实验同一步所用的三种溶液用量必须相等，同一组前后两步所用溶液用量可以不等解析该实验通过甲组和乙组的自身对照，可验证胰岛素和胰高血糖素的功能以及它们在调节血糖过程中的拮抗作用。实验要严格遵循对照原则和单一变量原则，因此该实验所用的胰岛素溶液和胰高血糖素溶液应是生理盐水与相应激素配制而成，而且该实验同一步所用的三种溶液用量必须相等，但是同一组前后两步所用溶液用量可以不等。该实验有组内的自身对照(第一步与第二步对照)，也有甲乙两组的相互对照，但是丙组的空白对照也很有必要，因为只有与空白对照相比较才能够看出实验组的情况是否异常。答案B方法探究生物实验中对照实验的类型“对照原则”是中学实验设计中最常用的原则,通过设置对照实验,既可排除无关变量的干扰,又可增加实验结果的可信度和说服力。一个实验可包括实验组和对照组。实验组是接受实验变量处理的对象组，对照组是不接受实验变量处理的对象组。常用的对照组类型有以下几种：(1)空白对照：对照组为不做任何处理的对象组。如“探究影响淀粉酶活性条件”的实验中,1号试管加1mL蒸馏水,2号、3号试管分别加等量的NaOH、HCl溶液。1号试管即为典型的空白照组。(2)自身对照：实验与对照在同一对象上进行,不另设对照组。如“观察植物细胞质壁分离和复原”实验,即为典型的自身对照；该实验处理前的对象状况为对照组，实验处理后的对象状况为实验组。（3）条件对照：给实验组某种条件的处理，给对照组另一种条件的处理。如“验证甲状腺激素促进幼小动物发育”实验中，存在以下实验组和一个对照组：甲组(实验组)饲喂甲状腺激素、乙组(条件对照组)饲喂甲状腺激素抑制剂、丙组(空白对照)对蝌蚪不做任何处理。（4）相互对照：指不另设对照组，而是利用几个实验组相互对照。如在“植物向光性”的实验设计中，如图所示，2与1对照，可证明感光部位在胚芽鞘尖端；3与1对照，4与1对照，4与2对照都可证明相关的问题。变式训练一种以地下茎繁殖为主的多年生野菊分别生长在海拔10m、500m和1000m的同一山坡上。在相应生长发育阶段，同一海拔的野菊株高无显著差异，但不同海拔的野菊株高随海拔的增高而显著变矮。为检验环境和遗传因素对野菊株高的影响，请完成以下实验设计。（1）实验处理：春天，将海拔500m和1000m处的野菊幼芽同时移栽于10m处。（2）实验对照：生长于处的野菊。（3）收集数据：第二年秋天。（4）预测支持下列假设的实验结果：假设一：野菊株高的变化只受环境因素的影响，实验结果是：移栽至10m处的野菊株高。假设二：野菊株高的变化只受遗传因素的影响，实验结果是：移栽至10m处的野菊株高。假设三：野菊株高的变化受遗传和环境因素的共同影响，实验结果是：移栽至10m处的野菊株高。解析将海拔为500m和1000m处的野菊移栽于10m处后，应分别与10m、500m和1000m处的野菊进行对照，才能充分说明问题。若野菊株高的变化只受环境因素的影响，则移栽至10m处野菊株高与10m处的野菊株高与原海拔处（500m和1000m）野菊的株高无显著差异；若野菊株高的变化受环境和遗传因素的共同影响，则移栽至10m处的野菊株高比10m处矮，比原海拔处高。答案（2）10m、500m、1000m（3）测量株高，记录数据（4）与10m处野菊的株高无显著差异与原海拔处（500m和1000m）野菊的株高无显著差异比10m处矮，比原海拔处高随堂演练1.有人设计实验探究有机肥是否能提高土壤肥力并优于化肥。实验分为两组，一组农田施有机肥，一组农田施化肥。该实验设计缺少（）A.施用有机肥和适量化肥的对照田B.既不施用有机肥也不施用化肥的对照田C.施用大量化肥和少量有机肥的对照田D.施用少量化肥和大量有机肥的对照田解析实验设计的对照原则可分为空白对照、自身对照、条件对照和相互对照，以增强实验的说服力。对于该题的实验设计，必须有既不施化肥也不施有机肥的空白对照，才能说明问题。B2.某同学用青菜的幼苗进行了四项实验，如下图所示。下列说法不正确的是（）A.实验②③对照可以证明植物生长具有向光性B.实验③进行一段时间后，青菜叶片发黄的原因是无光条件下叶绿素不能合成C.实验④的生长结果只能证明根具有向地性D.实验①的目的是起对照作用解析此题创新之处在于给出实验装置让学生分析实验设计和分析结论，此类题要抓住设计实验的关键原则：对照原则和单一变量原则，然后通过实验结果分析结论。上图中的四个装置组合起来可以证明单侧光和重力引起的向性运动。②以①或③作对照，证明植物具有向光性，④以①作对照，证明植物具有向重力性（向地生长）和茎具有负向重力性（背地生长）。③中的青菜叶片由于得不到光照而无法合成叶绿素，所以表现黄色。而C选项是错误的，该实验还能证明茎的生长具有背地性。答案C3.某学生完成了如下实验：用碘液检验一块干面包,面包变成了深蓝色，然后他嚼碎了另一块干面包,并用斐林试剂检验,发现变成了砖红色。因此,他得出结论是面包被嚼碎后淀粉变成了麦芽糖。请分析该学生设计的实验是否正确？。答案设计实验通常都需要设置对照实验后才有科学性和说服力。此实验缺少一个空白对照实验，实验首先要对用碘液检验的那块干面包也用斐林试剂检验其是否含有麦芽糖，确定其原来只有淀粉而没有麦芽糖。只有通过这样一组对照实验后才能得出面包被嚼碎后淀粉变成麦芽糖这个科学结论返回