新高考生物一轮复习第九单元实验探究专题第33讲实验探究讲义浙科版

第33讲实验探究一、实验探究应遵循的原则1．科学性原则(1)实验是在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。

科学研究的过程本身就是科学，并不是说研究的结论才是科学。

因此，在实验设计中必须有充分的科学依据。

(2)科学性原则包括实验原理的科学性、实验材料选择的科学性、实验方法的科学性、实验结果处理的科学性。

2．对照性原则(1)对照实验是指除所控因素外其他条件与被对照实验完全相同的实验。

科学地设置对照实验，能够有效地排除其他因素干扰结果的可能性。

设置对照组有4种方法：①一般情况下，针对实验所要研究的因素，不作任何实验处理的对象组为对照组，如各种空白对照。

②用实验所研究的因素处理的对象组为实验组，未用实验所研究的因素处理的对象组为对照组。

③根据实验对象是否处于正常状态来确定。

一般情况下，把处于正常生活状态下的实验对象确定为对照组。

3．单一变量原则(1)变量的种类变量是指可被操纵的特定因素或条件。

根据其在实验中的作用可分为两大类：①实验变量(自变量)与反应变量(因变量)。

实验变量是指实验中由实验者操纵的因素或条件，而反应变量是指由实验变量引起的变化结果，二者之间是前因后果的关系。

实验的目的就在于获得和解释前因与后果。

②无关变量与额外变量。

无关变量是指实验中除实验变量外的影响实验结果与现象的因素或条件。

由无关变量引起的变化结果就叫额外变量。

它们之间也是前因后果的关系。

但对实验变量与反应变量的获得起干扰作用。

(2)变量的控制控制变量是指控制其他因素不变，集中研究其中一个因素的变化，保证实验不受干扰或将干扰因素降到最低程度。

通过实验控制，尽量减少实验误差，以取得较为精确的实验结果。

①操纵实验变量的方法：设法给研究对象施加干扰，造成研究对象的变化，从而使研究对象在被干扰状态中反映出某种现象和属性。

②检测反应变量的方法：根据实验原理和实验条件确定观察、测量的指标和方法。

具体包括：观察特异性的颜色变化、沉淀反应；观察形态结构、生理变化；测量生长发育速度；测量生化反应速度。

③控制无关变量的方法(平衡控制)：排除因实验对象的个体差异带来的影响；设法创造稳定的相同的条件进行对照，以抵消或排除这些因素对实验对象的干扰；设法提供适宜条件，以排除不利环境条件对实验对象的影响；重复实验，排除偶然因素的干扰，减小实验误差。

不论一个实验有几个实验变量，都应确定一个实验变量，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。

4．平行重复原则任何实验都必须能够重复，在同样条件下重复实验，实验结果应该是一致或相似的。

任何实验必须有足够实验次数，才能避免结果的偶然性，使得出的结论准确、科学。

在实验中，可以通过在一组实验中同时处理多个材料来体现重复性原则。

5．随机性原则实验设计中的随机性原则是指被研究的样本是从总体中随机选取的。

这样做的原因有：(1)可以消除或减少系统误差，使显著性测验有意义；(2)平衡各种条件，避免实验结果中的偏差。

二、实验设计的要求与步骤1．实验设计的要求2．实验设计的一般步骤实验步骤应用简洁科学的语言叙述，一般如下：(1)分组编号：根据实验要求选择适宜的材料和器材，选材应保持条件相同(如：日龄相同、体重相近的雄性成年大白鼠)。

将实验分为实验组和对照组，可以分为两组，也可以分为若干组，每组进行明确的标记，如用甲、乙、丙或者用A、B、C或者用1、2、3，总之让人一看就知道，便于实验的观察、统计、比较和叙述。

常用语言模板：①选择长势相同、大小相似的同种植物随机等量分组，分别编号为A、B、C 等；②取两支试管，分别编号为甲、乙，各加入等量的某溶液；③选择年龄、体重(性别)、健康状况相同的某种动物随机等量分组，分别编号为1、2、3等。

(2)对照处理：根据实验的要求分别对实验组和对照组进行处理，除实验变量外，对实验组和对照组的培养、饲养等条件应相同，即控制无关变量。

要注意能体现“单一变量”词语的准确使用，例如使用“等量”、“相同”、“适宜”等词语。

(3)培养(或饲养)、观察、记录：对于植物实验和某些动物实验，分别进行实验处理后，要进行一段时间的培养才能出现结果。

而有些实验进行实验处理之后，在短时间内(1～2 h)就可以观察出现的现象。

要仔细观察实验组与对照组出现的差异，记录实验现象和实验数据。

三、探究性实验与验证性实验的比较1．区别2．举例题组一突破实验目的1．下图表示3株脱淀粉(经充分“饥饿”处理)的长势相同的同种植株放在透光的不同钟罩内。

该实验的目的是_____________________________________________________________________________________________________________________________。

答案 探究CO 2浓度与光合速率的关系解析 此类试题实验目的的确认方法是首先确定实验的自变量和因变量，再寻找自变量和因变量之间的关系，此即实验的目的。

⎭⎪⎬⎪⎫自变量：CO 2浓度因变量：光合速率⇒实验目的⎩⎪⎨⎪⎧ 探究CO 2浓度与光合速率的关系2．为了探究某物质(X)的作用，研究者提出了以下实验思路：(1)实验分组甲组：培养液＋Y 细胞＋3H －TdR(3H 标记的胸腺嘧啶脱氧核苷)＋生理盐水。

乙组：培养液＋Y 细胞＋3H －TdR ＋X(用生理盐水配制)每组设置若干个重复样品。

(2)分别测定两组的CRD(细胞内的放射性强度)，求每组的平均值。

(3)将各样品在相同且适宜的条件下培养合适时间后，测定其CRD ，求每组平均值并进行统计分析。

(要求与说明：答题时用X 、CRD 、3H －TdR 表示相关名词；Y 细胞是能增殖的高等动物体细胞。

)请回答：实验目的：__________________________________________________________________________________________________________________________________。

答案 探究X 对Y 细胞增殖(DNA 合成)的影响解析 该实验的自变量为某物质(X)的有无，因变量为细胞内的放射性强度。

3H －TdR 是用来合成DNA 的原料，若细胞分裂旺盛，则细胞内的放射性强度的平均值(CRD)就比较高。

所以该实验的目的是探究X 对Y 细胞增殖(DNA 合成)的影响。

变量法寻找实验目的(1)根据题目信息，直接写出实验目的。

此类题目中往往含有“验证×××”或“探究×××”的字眼，此即为该实验的目的。

(2)根据实验装置或实验现象，推断实验目的。

此类试题首先确定实验的自变量和因变量，再寻找自变量和因变量之间的关系，此即实验的目的。

题组二突破实验假设3．正常子宫内膜上皮细胞具有合成某种细胞周期蛋白(简称P蛋白)的能力，该蛋白可促进子宫内膜上皮细胞的增殖。

雌激素能促进子宫内膜上皮细胞的增殖。

雌激素是通过什么途径来促进子宫内膜上皮细胞增殖的呢？某科研小组发现雌激素能诱导P蛋白的合成。

据此，科研小组作出了“雌激素通过诱导P蛋白的合成来促进这些细胞的增殖”的假设，并设计了相应的实验方案。

请回答相关问题：(1)该实验需要哪两种功能不同的细胞作实验材料？________________________________________________________________________；________________________________________________________________________。

(2)该实验对照组的培养液中是否需要加入雌激素？________________。

(3)预测可能的实验结果及结论：_____________________________________________________________________________________________________________________。

(4)该实验的目的是__________________________________________________________________________________________________________________________________。

答案(1)不能合成P蛋白的子宫内膜上皮细胞正常(或能合成P蛋白的)子宫内膜上皮细胞(2)需要(3)①如果对照组的增殖细胞数目明显大于实验组，说明雌激素通过促进P 蛋白合成来促进子宫内膜上皮细胞的增殖；②如果两组的增殖细胞数目无显著差异，说明雌激素对子宫内膜上皮细胞增殖的作用与P蛋白无关(4)研究雌激素是否通过诱导P蛋白的合成来促进子宫内膜上皮细胞的增殖解析分析该题的实验目的，发现其中可以提取出两个自变量：有无雌激素、是否能合成P 蛋白；该选哪一个作为本题的自变量，(1)给出提示，如果变量为有无雌激素，那么只能用具有同种功能的细胞来研究，故本题目的变量应该为能否合成P蛋白。

故可分析出需要的材料为能否合成P蛋白的细胞。

(2)同样在一个实验中只能遵循一个自变量，故实验组和对照组需要做相同的处理，即均需要加入雌激素。

(3)该实验中不能合成P蛋白的组为实验组，能合成P蛋白的组为对照组。

因为实验前不知其结果，故该实验应该为探究性实验，应写出所有可能的结果。

可推测二者之间有关或者无关，将两种结果充实后即为答案。

(4)实验目的应围绕实验探究的内容，且要能够体现所反映的自变量，故为研究雌激素是否通过诱导P蛋白的合成来促进子宫内膜上皮细胞的增殖。

实验假设的确定方法(1)假设的确定依据对探究性实验来说，假设对所要研究的对象设想一种或几种可能的答案或解释，即提出可能的实验原理。

(2)假设的描述①句式一：“如果……现象，则……结论”。

②句式二：“当条件X存在时，事件P(实验现象)会发生”或“当条件X存在时，事件P(实验现象)不发生”或“当条件X存在时，对事件P(实验现象)没有影响”。

题组三突破实验原理4．根据提供的实验材料及用具，食品卫生质量检验人员设计了一个检测稻米新鲜程度的简易实验：实验目的：根据过氧化氢酶活性的强弱来鉴别稻米是新稻米还是陈稻米。

材料、用具：新稻米、待测稻米、质量分数为1%的愈创木酚(氧气存在时被氧化成红褐色物质，与氧浓度呈正相关)等。

实验步骤：第一步：取两支具塞试管，分别编号为A和B；A管内放入适量的新稻米，B管内放入等量的待测稻米。

第二步：用移液管分别往两支试管内加入等量且适量的质量分数为1%的愈创木酚溶液，浸没稻米，盖上试管塞，充分摇匀，静置一段时间后，弃掉多余液体。