資源簡介

高考生物科學探究系列
1　實驗方案設計的基本原則
1．科學性原則
所謂科學性原則，是指實驗的原理要符合科學原理，實驗結果的預期有科學依據，實驗的各個環節不能偏離生物學基本知識和基本原理，以及其他科學領域的基本原則。科學性原則具有兩個方面的含義：首先，必須保證實驗的設計不出現科學性錯誤；其次，實驗設計要具有科學思想和科學方法的因素。具體地說，科學性原則體現在以下幾個方面：實驗原理的科學性、實驗方法的科學性、實驗材料選擇的科學性、實驗結果處理的科學性及實驗結果分析的科學性等。
2．對照原則
對照原則是中學實驗中最常用的原則。通過設置對照實驗，既可排除無關變量的干擾，又可增加實驗結果的可信度和說服力。在一個對照實驗中，可包括實驗組和對照組。實驗組是接受自變量處理的對象組，對照組是不接受自變量處理的對象組，一般是隨機決定的。常用的對照組類型有空白對照、自身對照、條件對照、相互對照幾種。
3．單一變量原則
單一變量原則可使實驗中的復雜關系簡單化，使結果更準確。其含義包括：(1)不論一個實驗有幾個實驗變量，都應做到一個變量對應一個需要觀測反應變量；(2)實驗中要盡可能避免無關變量的干擾。這一原則強調實驗組和對照組只有一個量是不同的，實驗組和對照組的結果差異只能是由這個單一變量導致的，從而證明實驗組變量的作用。因此，在進行實驗設計時，要首先確定實驗變量并正確設置。
4．等量性原則
該原則是指要嚴格地操縱自變量，以獲取因變量，無關變量應相同或等量，以消除無關變量干擾。
5．平行重復原則
任何實驗都必須能夠重復，在同樣條件下重復，實驗結果應該一致或相近。實驗設計時，可以通過在一組實驗中同時處理多個材料，對實驗結果求平均值，保證實驗結果的可信度。
6．隨機性原則
實驗設計中的隨機性原則是指被研究的樣本是從總體或群體中隨機抽取的。這樣做可以：(1)消除或減少系統誤差，使顯著性測驗有意義；(2)平衡各種條件，避免實驗結果出現誤差。
1．(2022·江蘇蘇州高三專題練習)鹽脅迫是制約植物生長的主要因素之一、以藍莓為材料研究鹽脅迫(150 mmol·L－1NaCl)的不同處理時間(在0 d、4 d、8 d、12 d和16 d取樣，分別用T0、T4、T8、T12、T16表示)下藍莓葉片的生理特性及代謝物的變化，結果如下圖。
圖1　鹽脅迫不同處理時間下對藍莓葉片可溶性糖及光合色素含量的影響
圖2　鹽脅迫不同處理時間下對藍莓葉片POD及SOD活性的影響
注：POD和SOD為抗氧化保護酶系統的重要組成部分，具有清除活性氧，減輕脂膜過氧化的功能。
下列相關敘述錯誤的是(　　)
A．在該研究中，藍莓植株的培養溫度、pH及處理的NaCl濃度均為無關變量
B．由結果可知，鹽脅迫下藍莓通過提高可溶性糖的含量來維持葉片細胞滲透壓穩定
C．結果表明，藍莓細胞在鹽脅迫12 d左右時光合色素含量最高，達到耐鹽響應高峰
D．一定程度的鹽脅迫下，藍莓可通過降低POD和SOD活性來維持生物膜的結構和功能
D　[由分析可知，藍莓植株的培養溫度、環境中pH、NaCl濃度、光照強度等因素都會影響藍莓植株的生長發育，會影響實驗結果，為無關變量，A正確；分析圖1可知，隨鹽脅迫時間延長，藍莓葉片中可溶性糖的含量先增大后減少，說明藍莓通過提高可溶性糖的含量升高細胞內液體的濃度來維持葉片細胞滲透壓的穩定，B正確；由圖1可知，鹽脅迫12 d左右時光合色素含量最高，C正確；由圖2可知，鹽脅迫處理下，POD的活性先升高后降低，SOD的活性也是先升高后降低，但變化幅度不明顯，D錯誤。故選D。]
2．(2022·江蘇阜寧縣東溝中學模擬預測)“焦邊”是由缺鉀所引起的植物葉片邊緣出現枯黃色的現象。某同學欲探究鉀對植物葉片生長情況的影響，配制了兩種培養液進行實驗，培養液主要成分的配方如下表所示。以下說法錯誤的是(　　)
組別 培養液 類別 培養液所含主要成分的質量濃度/(mg·L－1)
KNO3 CaCl2·2H2O MgSO4·7H2O (NH4)2SO4
甲組 完全 培養液 25 000 150 250 134
乙組 缺鉀培 養液 0 150 250 134
A．因變量為葉片邊緣是否出現枯黃色
B．該實驗不能證明鎂是合成葉綠素的必需元素
C．乙組實驗結果可以證明缺鉀會導致植物出現“焦邊”現象
D．可以增加一組二次對照實驗，即在缺素培養液中加入鉀，觀察植物葉片生長是否恢復正常
C　[實驗的自變量是培養液是否含有鉀元素，因變量是葉片邊緣是否出現枯黃色，A正確；該實驗的自變量為是否含鉀，缺鉀會使植物葉片邊緣出現枯黃色，但不能得出鎂是合成葉綠素的必需元素的結論，要證明該結論，需要測量葉綠素的含量，B正確；乙組不含鉀而出現“焦邊”現象，需與甲組對照，同時再添加一組在缺鉀培養液中加入鉀的實驗，才可以證明缺鉀會導致植物出現“焦邊”現象，C錯誤；可以增加一組二次對照實驗，即在缺鉀培養液中加入鉀，觀察植物葉片生長是否恢復正常，增強實驗的說服力，D正確。故選C。]
3．(2022·江蘇南通模擬預測)丙酮酸進入線粒體被徹底氧化分解需要經過系列脫氫過程，其中間產物琥珀酸在琥珀酸脫氫酶催化下脫下的氫可將藍色的甲烯藍(一種指示劑)還原成無色的甲烯白。丙二酸和琥珀酸分子結構相似，可以競爭性與琥珀酸脫氫酶結合，但不會脫氫。試設計實驗方案探究丙二酸對琥珀酸脫氫反應是否有抑制作用，下列敘述不合理的是(　　)
A．實驗假設：丙二酸對琥珀酸脫氫反應有抑制作用
B．實驗取材：大白鼠心肌細胞含有較多的線粒體，可從其研磨液中提取琥珀酸脫氫酶
C．實驗分組：對照組加琥珀酸、實驗組加丙二酸，兩組都加入甲烯藍和琥珀酸脫氫酶
D．觀察指標：藍色的甲烯藍還原成無色的甲烯白時間的長短
C　[探究丙二酸對琥珀酸脫氫反應是否有抑制作用，實驗假設可以是：丙二酸對琥珀酸脫氫反應有抑制作用，也可以是：丙二酸對琥珀酸脫氫反應沒有有抑制作用，A正確。實驗取材：線粒體中的琥珀酸脫氫酶催化琥珀酸脫氫，要獲取琥珀酸脫氫酶，可以從大白鼠心肌細胞研磨液中提取琥珀酸脫氫酶，B正確。實驗分組：實驗的自變量是有無丙二酸，對照組加琥珀酸、甲烯藍和琥珀酸脫氫酶；實驗組加琥珀酸、丙二酸、甲烯藍和琥珀酸脫氫酶，C錯誤。本實驗的觀測指標可以是：藍色的甲烯藍還原成無色的甲烯白時間的長短，D正確。故選C。]
4．(多選)(2022·江蘇無錫高三專題練習)關于生物實驗中“對照”及“變量”的相關敘述錯誤的是(　　)
A．檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質實驗中，沒有進行對照
B．探究pH對酶活性影響的實驗與探究酶活性的最適pH實驗，溫度都屬于無關變量，兩實驗的自變量、因變量相同，但實驗組數設置有所不同
C．觀察紫色洋蔥鱗片葉細胞質壁分離與復原實驗中，滴加蔗糖和清水，屬于自變量，原生質層位置變化為因變量，該實驗不存在對照
D．探究溫度對淀粉酶活性影響實驗中，淀粉酶的濃度是自變量，不同溫度條件下淀粉遇碘變藍程度是因變量
ACD　[檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質實驗中，也存在對照實驗，如蛋白質鑒定實驗時，留出了一部分樣液不加雙縮脲試劑作為本實驗對照，A錯誤；探究pH對酶活性影響的實驗中自變量為pH，溫度為無關變量，探究酶活性的最適pH實驗中自變量也是pH，溫度也屬于無關變量，兩實驗的自變量、因變量相同。探究酶活性的最適pH實驗中應設置一系列不同的pH相互對照，實驗組數相對于探究pH對酶活性影響的實驗的組數要多，B正確；觀察紫色洋蔥鱗片葉細胞質壁分離與復原實驗中，滴加蔗糖溶液前與滴加蔗糖溶液后進行對照，滴加清水后與滴加蔗糖溶液后進行對照，實驗中存在自身前后對照，C錯誤；探究溫度對淀粉酶活性影響實驗中，溫度是自變量，不同溫度條件下淀粉遇碘變藍程度是因變量，D錯誤。故選ACD。]
5 / 5

展開更多......

收起↑