系列实验9 实验设计的原则——单一变量原则
实验设计遵循的原则
实验设计遵循的原则1.设置对照原则：①空白对照；②条件对照；③相互对照；④自身对照；2.单一变量原则；3.平行重复原则。
(1)设置对照原则:在实验设计中,为排除无关条件的干扰，常常要设立对照实验。
通过干预或控制研究对象，以消除或减少实验误差，鉴别实验中的处理因素与非处理因素的差异。
常见对照方法主要有:①空白对照不给对照组任何处理因素。
如:在研究甲状腺激素促进蝌蚪发育实验中,先取等量的同龄且发育状态相同的小蝌蚪60只,分为两组放入容积相同的两个玻璃缸,加入等量的自然水和蝌蚪饲料◇一组加入甲状腺激素，另一组不加任何药品,就是空白对照。
②条件对照给对照组施以部分实验因素,但不是所要研究的实验因素。
如：在上述空白对照的举例中，如果取等量的同龄且发育状态相同的小蝌蚪60只，分为三组(编号甲、乙、丙)放入容积相同的三个玻璃缸，加入等量的自然清水和蝌蚪饲料;甲组加入甲状腺激素,乙组加入甲硫咪唑(甲状腺抑制剂)，是条件对照，丙组不加任何药品，是空白对照。
③相互对照不单设对照组,而是几个实验组相互对照。
例如：验证植物根对矿质离子有选择吸收的特性,可把蕃茄和水稻分别培养在成分相同的培养液中,过一段时间后,测定培养液中各种矿质元素离子浓度的变化,就会发现蕃茄吸收Ca 多,吸收Si 少;而水稻吸收Si 多,吸收Ca 少。
以上就是两个实验组的相互对照。
④自身对照对照和实验都在同一研究对象上进行。
如：要研究植物根具有向重力性,茎具有背重力性,可把某一植株横放于培养基上,让其自然生长,经过一段时间后,便可观察到根向重力生长,茎背重力生长。
这里，对照和实验都在同一个体进行，属于自身对照。
(2)单一变量原则:控制其它因素不变,只改变其中一个因素，观察其对实验结果的影响。
如探索温度对酶活性的影响时，只能改变反应的温度，其它如pH 、酶浓度等因素就要完全相同且适宜。
(3)平行重复原则:对所做的实验在同样条件下,进行足够次数的重复,不能只进行1－2次便轻易得出结论。
人教(2019)生物高考复习：实验专题1 实验设计的基本原则与变量分析
人教(2019)生物高考复习 实验专题1 实验设计的基本原则与变量分析
[实验归纳]
1．实验设计遵循的三大基本原则 (1)单一变量原则：即除自变量(实验变量)以外，应使实验组与对照 组的无关变量保持相同且适宜。如生物材料相同(大小、生理状况、年 龄、性别等)、实验器具相同(型号、洁净程度等)、实验试剂相同(用量、 浓度、使用方法等)和条件相同(保温或冷却、光照或黑暗、搅拌、振荡 等)。
[高考试练] 1．(2021年山东菏泽模拟)为探究不同温度下两种淀粉酶的活性，某 同学设计了多组实验并对各组淀粉剩余量进行检测，结果如图所示。
下列叙述错误的是
()
A．此实验不宜使用斐林试剂进行检测
B．该实验的自变量是温度和酶的种类，无关变量是反应时间和pH
等
C．各组实验结果表明，酶A的活性均高于酶30～50 ℃之间设置系列温度梯
度的分组实验
【答案】C
【解析】本实验的自变量有温度，而斐林试剂鉴定还原糖时需要水 浴加热，会影响实验结果，故不宜采用斐林试剂进行检测，A正确；该 实验用到不同的酶且有不同的温度，故该实验的自变量是温度和酶的种 类，无关变量是反应时间和pH等，B正确；在不同的温度条件下，加入 酶A的实验组的淀粉剩余量均多于加入酶B的实验组，说明酶A的活性均 低于酶B，C错误；由图知，40 ℃时酶B活性最高，因此可在30～50 ℃ 之间设置系列温度梯度的分组实验，探究酶B的最适温度，D正确。
B．①②两组可用于验证酶的专一性
C．若X、Y设置正确，则②④⑥三组实验可说明温度能影响酶活性
D．若X、Y设置正确，则α－淀粉酶溶液的用量是无关变量
【答案】D
【解析】分析表中信息可知该实验的目的有两个，一个是通过③④ (③④两组的温度适宜)验证酶的专一性；另一个目的是通过①③⑤探究 温度对酶活性的影响。若Y为碘液，蔗糖无论水解与否，都不与碘液反 应，因此无法判断淀粉酶是否将蔗糖水解，A错误；验证酶的专一性时 无关变量应相同且适宜，①②两组实验的温度不是适宜温度，此温度下 酶不能正常发挥作用，所以不能用于验证酶的专一性，B错误；α－淀粉 酶不能催化蔗糖水解，②④⑥三组实验不能说明温度能影响酶活性，C 错误；本实验中α－淀粉酶溶液的用量等都是无关变量，D正确。
高中生物实验设计的一般原则
实验设计的一般原则及规律技巧实验设计的一般原则１．科学性原则指在设计实验时必须有充分的科学依据，即要以前人的实验、方法和自己的实验为原则，不能凭空想象。
即实验目的要明确，实验原理要正确，实验研究的材料和实验手段的选择要恰当，整个实验设计的思路和实验方法的确定都不能偏离实验原理及有关的生物学知识，或其他学科领域的基本知识。
２．单一变量控制原则⑴变量类型A：实验变量与反应变量实验变量亦称自变量,指实验中由实验者所操纵、给定的因素或条件。
反应变量亦称因变量或应变量，指实验中由于实验变量而引起的变化和结果。
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。
如比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率的实验自变量：催化剂种类（Fe3+和过氧化氢酶）因变量：气泡产生速度，卫生香燃烧程度观察植物细胞的质壁分离和质壁分离复原的实验自变量：外界溶液的浓度（高渗及低渗溶液）因变量：质壁分离（液泡失水缩小、颜色变浓、原生质层与细胞壁分离）；质壁分离复原（液泡恢复原状、颜色变浅、原生质层恢复原状）植物向性运动的实验设计和观察自变量：①是否单侧光照（黑暗、单侧光照、均匀光照）②改变幼苗的空间位置以接受重力影响因变量：①幼苗的弯曲状况；②根的弯曲方向B：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。
但它们的存在对实验与反应变量的获得起干扰作用。
例如：“唾液淀粉酶实验”中，除实验变量(温度)外，试管的洁净程度、唾液的新鲜程度、淀粉浓度、温度处理的时间长短等等就属于无关变量。
如无关变量中的任何一个或几个对三组实验不等同、不均衡，就会产生额外变量，影响实验的真实结果。
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。
遵循单一变量原则，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。
实验素养提升2 实验设计的单一变量原则与三类“变量”分析
[技法必备]1．实验设计的单一变量原则即除自变量（实验变量）以外，应使实验组与对照组的无关变量保持相同且适宜，以确保实验变量的唯一性。
如生物材料相同（大小、生理状况、年龄、性别等）、实验器具相同（型号、洁净程度等）、实验试剂相同（用量、浓度、使用方法等）和条件相同（保温或冷却、光照或黑暗、搅拌、振荡等）。
点悟：变量是实验过程中可以变化的因素——在设计实验时，要注意使自变量可控制、因变量比较好检测，并尽量避免无关变量对实验的干扰。
2．三类变量（自变量、因变量、无关变量）分析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淀粉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对过氧化氢酶活性的影响不同pH（至少三种）酶的活性（气泡的数量或带火星的卫温度、底物量、酶量、试管的洁净程[技能展示]1．下列有关实验变量的叙述，正确的是（）A．在探究O2浓度对酵母菌细胞呼吸速率影响的实验中，通常温度不属于变量B．在探究NaCl浓度对人的红细胞形态变化影响的实验中，NaCl浓度是因变量C．探究光照强度对植物光合速率影响的实验，CO2浓度、温度、植物种类是无关变量D．在探究温度对酶活性影响的实验中，温度和pH是自变量解析探究O2浓度对酵母菌细胞呼吸速率影响的实验中，实验自变量是O2浓度，温度等是无关变量。
探究NaCl浓度对人的红细胞形态变化影响的实验中，NaCl 浓度是实验自变量。
探究光照强度对植物光合速率影响的实验，光照强度是自变量，CO2浓度、温度、植物种类是无关变量。
在探究温度对酶活性影响的实验中，温度和pH分别是自变量和无关变量。
答案 C2．在研究不同金属离子对某水解酶活性的影响时，得到如表结果。
下列分析错误的是（）A.Mn2＋降低了反应过程所需的活化能B．Ca2＋或Mg2＋可能导致酶结构的改变使其活性降低C．不同离子对酶的活性有提高或降低作用D．该水解酶的用量是实验的无关变量解析从表格可看出，Mn2＋提高了某水解酶的活性，A错误；Ca2＋或Mg2＋可能通过改变酶的结构使其活性降低，B正确；由题表结果可知，不同离子对该水解酶影响效果不同，C正确；在该实验中，不同金属离子是自变量，该水解酶的活性是因变量，该水解酶的用量是无关变量，D正确。
实验的单一变量原则
实验探究拓展
实验的单一变量原则
1.概述
单一变量原则是指其他因素(无关变量)不变,只改变其中一个因素(要研究的因素——实验变量,即自变量),然后观察这个实验变量对实验结果的影响。
2.单一变量的控制
确定自变量后,控制其他无关变量相同且适宜。
如下表:
(2011·慈溪模拟)探究镍盐为植物生活所必需的无机盐。
材料用具:完全营养液甲、缺镍的完全营养液乙、适当的容器和固定
材料、长势相似的玉米幼苗、无机盐镍。
,。
(3)为进一步验证镍盐一定是植物必需的无机盐,还应增加的实验步骤是
结论是
(4)既然验证镍盐是植物必需的无机盐,是不是培养植物的营养液中添加的镍盐越多越好?
(5)上述实验若用土壤代替培养液或配制培养液时用自来水而不用蒸馏水,实验能否成功?为什么?
有机化合物及生物大分子
蛋白质。
高中生物实验设计的基本原则和步骤
高中生物实验设计的基本原则和步骤标签：生物教学;实验;设计;原则;步骤;问题生物是一门以实验为基础的学科，实验设计题也是高考中的重要题型，同时还是高考复习教学中的重点和难点。
下面，笔者结合教学实践，就高中生物实验设计的基本原则和基本步骤作以简单介绍。
一、实验设计的基本原则1.科学性原则。
所谓科学性原则，是指实验的原理要符合科学原理，实验结果的预期要有科学依据，实验的各个环节不能偏离生物基本知识和基本原理。
2.单一变量原则。
所谓单一变量原则，是指控制其他因素不变，只改变其中某一变量，观察其对实验结果的影响。
除了整个实验过程中要处理的实验因素外，其他实验条件要求做到前后一致。
一般来说，应该做到以下几点：一是所用生物材料的数量、质量、长度、体积、来源和生理状况等方面要尽量相同或大致相同;二是所用实验器具（试管、烧杯、培养皿、广口瓶等器具）的大小型号要完全一样;三是所用实验试剂的成分、浓度、体积要相同，尤其要注意体积上等量的原则;四是所用处理方法要相同。
3.对照性原则。
对照是实验控制的手段之一，目的是消除无关变量对实验结果的影响。
实验对照原则是设计和实施实验的准则之一。
二、实验设计的基本步骤实验设计的基本步驟包括：了解题目要求、明确实验目的、分析实验原理、确定实验思路、设计实验步骤、分析实验结果。
1.了解题目要求。
首先要明确题意，只有明确题意才能方向明确，少走弯路。
2.明确实验目的。
实验目的是确定实验原理和设计实验方案的依据，而对于实验设计来说，实验目的是题干中必须明确的条件，否则整个实验设计就无从谈起。
因此在实验设计前，一定要认真审题，准确把握实验目的。
3.分析实验原理，确定实验思路。
一个结论可通过许多不同的实验来验证，但究竟应该选用何种设计方案，则要根据题目的具体要求来确定。
所以在把握实验目的之后，要弄清题目的设计要求，之后在此基础上确定实验思路。
4.设计实验步骤。
实验步骤是实验设计的核心，在解答实验设计题目中，对于实验能力的考查主要是通过实验设计的步骤来体现的。
高中生物实验设计原则和方法(20161126)
2、细心弄清实验要求。
一种生物学现象的证实可通过不同的实验 来证明，但究竟选用何种方案，则要根据题目 要求和所给的材料及用具来确定，所以在把握 实验目的后，要细心地弄清题目的要求和题中 的条件，特别是不能随意增减材料，否则尽管 实验设计得很完美，但若不合题意，还是会丢 分甚至不得分。
3、精心策划方法步骤。
生物实验设计 原则和方法
一、实验设计的原则
实验设计的原则有：科学性原则、 对照原则、单一变量原则和平行重复原 则等。
从做题的角度出发，在设计实验时， 应着重注意单一变量原则和对照原则。
1. 单一变量原则
单一变量原则即一个实验中只 能有一个自变量，即实验过程中欲 处理的实验因素，其他实验条件各 组应当一致，以避免或减少无关变 量的干扰。
怎样在实验中体现单一变量原则？
除了自变量外： 实验材料要相同，包括数量、大小、生 理状况等； 实验器具要相同，包括材质、大小等； 实验试剂要相同，包括种类、成分、浓 度、体积等； 环境条件要相同且适宜，例如温度、光 照、pH等。
2. 对照原则
实验组：是施加实验变量处理的对象组； 对照组：是不施加实验变量处理或自然条件下的 对象组。
实验目的是整个实验设计的灵魂，所有实验 步骤的设计都要围绕实验目的这个核心进行，因 此在进行实验设计前首先要认真分析实验目的。
通过分析实验目的一方面可确定实验变量， 为实验条件的控制、对照实验的设置提供依据； 另一方面可确定实验性质，即实验是“验证性实 验”还是“探究性实验”，以便能正确地预期实 验结果和结论。
⑵探究性实验：探究性实验是对未知的生 物学现象进行探索，因此预期的结果及结论 是所有可能出现的情况，为多种情况。其书 写格式一般为“如果……则……；如果…… 则……”。
系列实验10实验设计的原则-单一变量原则
一个变量发生变化。
02
在数据收集阶段，应采用适当的统计学方法对数据进
行处理和分析，以得出可靠的结论。
03
在数据收集过程中，应注意数据的准确性和完整性，
并遵循伦理和法律规范，保护受试者的权益和隐私。
03 单一变量原则的优点和局 限性
提高实验的准确性和可靠性
确保实验结果的可
信度
通过控制单一变量，可以减少其 他因素的干扰，从而更准确地评 估实验变量的影响。
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外部效度问题
由于实验中仅控制一个变量，因此实验结果可能无法推广到现实 生活中的复杂情况。
忽视其他因素的影响
单一变量原则可能导致忽视其他重要因素的影响，从而低估实验 效果的真实性。
04 单一变量原则的实例分析
实例一：化学反应速率的影响因素
总结词
控制单一变量是化学实验设计的基本原则，通过控制单一变量，可以研究其他因 素对化学反应速率的影响。
详细描述
为了研究某一环境因素（如噪音、光线等）对动物行为的影响，需要保持其他环境因素 不变，只改变这一因素。例如，在研究噪音对鸟类鸣叫行为水平，观察鸟类鸣叫行为的变化。通过这种方法，
可以更准确地分析不同环境因素对动物行为的具体影响。
05 结论
对比实验效果
在单一变量原则下，实验组和对 照组的差异仅在于一个变量，使 得对比实验效果更加明显。
避免混淆因素
控制单一变量可以避免混淆因素 对实验结果的影响，使得实验结 果更加清晰和易于解释。
简化实验操作和数据分析
01
减少实验操作难度
通过控制单一变量，可以减少实 验操作的复杂度，使得实验过程 更加简便。
02
单一变量原则
单一变量原则“单一变量原则”主要是指每次试验中只有一个变量在变化，其他变量全部保持不变。
单一变量原则即使用一个改变一个变量的方式来弄清楚它对系统的影响，这可以帮助我们更好地理解不同环境的影响。
在研究影响实验的因素时，我们必须注意单一变量原则，这意味着实验中的一个变量将被改变，而其余的变量将保持不变。
具体来说，就是要弄清楚一个变量如何影响一个系统的结果，而不去考虑其他变量所带来的影响。
这样，我们就可以得到更准确的实验结果，从而做出更准确的决策。
单一变量原则可以用来研究微观和宏观现象，也可以用于实验研究和理论研究。
在实验研究中，研究者可以使用单一变量原则来检验他们的假设，从而得出更好的结论。
在理论研究中，研究者可以使用单一变量原则来检验不同的假设，并用实证研究的方式来考察其中的变量之间的关系。
除了在研究中使用单一变量原则外，还可以在实际生活中应用这个原则。
以节省时间或改善效率为例，如果要改进工作环境，一般不会同时做出多个改变。
相反，我们会只改变一个变量，然后观察其对效率的影响，再改进另一个变量，并继续观察，以此类推。
这种方法的确可以帮助我们更快地找到最佳工作状态，从而提高工作效率。
此外，单一变量原则也可以用于深入思考，我们可以使用这个原则帮助我们更好地思考某一特定问题，如果是一个复杂的问题，就可以分解成一个个更简单的问题，然后分析每个变量，深入思考它们之间的关系，从而找出最终解决问题的方法。
综上所述，单一变量原则是一个重要的实验原理，它的重要性不言而喻，它不仅可以帮助我们在实验中获得更准确的结果，而且也可以应用于我们的日常生活中，帮助我们解决实际问题。
为了更好地分析影响实验结果的因素，最重要的是要遵守单一变量原则，即只改变单个变量，从而能够更准确地分析变量和结果之间的关系。
1.3.2实验技能--作答的一般规范
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。其中自变量的处 理方法：
(1)“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。
(2)“换”：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。
第二步：将_无__放__射__性__的__病__毒__C__平均分成两份，分别感染甲、乙两组培 养的A细胞。 第三步：在其他条件相同且适宜的情况下培养一段时间后，检测 ___子__代__病__毒__的__放__射__性____。 预期结果及结论： ① 若甲__组__产__生__的__子__代__病__毒__C__有__放__射__性__，__而__乙__组__产__生__的__子__代__病__毒__C_无__放__射_ ，性 则病毒C是DNA病毒。 ② 若甲__组__产__生__的__子__代__病__毒__C_无__放__射__性__，__而__乙__组__产__生__的__子__代__病__毒__C__有__放__射_性， 则病毒C是RNA病毒。
因某变科量研小组经研究得自知变X量酶存在于人的肝细胞中，能将糖
原分解为还原糖。酶必须保持正常的结构才能发挥催化作用， 请利用这一原理设计实验，探究X酶的化学本质究竟是蛋白质
还是RNA。简要写出实实验验思性路质，并预实期验实对验象结果及结论(要求：
实验包含可相互印证的甲、乙两个组)。
实验思路：①自变量的操纵；②观测指标的检测；③ 得出结论的依据
实验步骤：①取材料分组并编号；②根据对照性原则处理材
料（控制变量）；③观察结果、记录数据
实验原则
第一，对照原则。
找准实验组合对照组。
第二，单一变量原则。
一个实验只有一个变量，所以要找准变量。
第三，等量原则。
在措词方面特别要注意，用适量，等量，或者等份，或者相同条件，如果不带关健词，则答案没有分。
测数据要取平均值，学会用"平均值"回答问题。
答题套路总结，第一，分组、编号，取材；
第二，变量处理；
第三，等量处理；
第四，观察记录实验数据和现象；
第五，分析结果，得出结论。
7.等量原则
常见实验总结：
课本86页第2题，设计加酶洗衣粉广告，每小组设计一份，创意无限！于下周星期三上交，第一名5分，第二名4分，第三名3分。
(五)利用单一变量原则解决光合作用的实验结果
利用单一变量原则解决光合作用的实验结果分析题一、实验设计的单一变量原则即除自变量(实验变量)以外，应使实验组与对照组的无关变量保持相同且适宜，以确保实验变量的唯一性。
如生物材料相同(大小、生理状况、年龄、性别等)、实验器具相同(型号、洁净程度等)、实验试剂相同(用量、浓度、使用方法等)和条件相同(保温或冷却、光照或黑暗、搅拌、振荡等)。
注意：变量是实验过程中可以变化的因素——在设计实验时，要注意使自变量可控制、因变量比较好检测，并尽量避免无关变量对实验的干扰。
二、三类变量(自变量、因变量、无关变量)分析例1．为了探究某地夏日晴天中午时气温和相对湿度对A品种小麦光合作用的影响，某研究小组将生长状态一致的A品种小麦植株分为5组，1组在田间生长作为对照组，另4组在人工气候室中生长作为实验组，并保持其光照和CO2浓度等条件与对照组相同，与中午12：30测定各组叶片的光合速率，各组实验处理及结果如表所示：（1）根据本实验结果，可以推测中午时对小麦光合作用速率影响较大的环境因素是，其依据是；并可推测，（填“增加”或“降低”）麦田环境的相对湿度可降低小麦光合作用“午休”的程度。
（2）在实验组中，若适当提高第组的环境温度能提高小麦的光合速率，其原因是。
（3）小麦叶片气孔开放时，CO2进入叶肉细胞的过程（填“需要”或“不需要”）载体蛋白，（填“需要”或“不需要”）消耗ATP。
例2．(2018·高考全国卷Ⅲ)回答下列问题：(1)高等植物光合作用中捕获光能的物质分布在叶绿体的_____上，该物质主要捕获可见光中的______________________________。
(2)植物的叶面积与产量关系密切，叶面积系数(单位土地面积上的叶面积总和)与植物群体光合速率、呼吸速率及干物质积累速率之间的关系如图所示。
由图可知：当叶面积系数小于a时，随叶面积系数增加，群体光合速率和干物质积累速率均______。
当叶面积系数超过b时，群体干物质积累速率降低，其原因是____________________。
实验设计的基本原则导与学
[导与学197]1．实验设计的基本原则：(1)科学性原则(2)单因子变量原则(3)对照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。
在实验设计中必须有充分的科学依据。
从不同角度全面地分析问题就是科学性的基本原则。
分析问题、设计实验的全面性和科学性体现了逻辑思维的严密性。
(2)单因子变量原则实验变量。
或称自变量。
指实验假设中涉及的给定的研究因素。
反应变量，或称囚变量，指实验变量所引起产生的结果或结论。
而其他对反应变量有影响的因素称之为无关变量，观察其对实验结果的影响。
(3)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，设置对照组有4种方法：①空白对照。
即不给对照组做任何处理；②条件对照，即虽给对照组施以部分实验因素。
但不是所研究的实验处理因素；③自身对照。
指对照组和实验组都在同一研究对象上进行；④相互对照．不单独设置对照组。
而是几个实验相互为对照。
根据实验目的要求，凡是涉及确定变化因素之间的因果关系的实验中，一般都需要设计对照组实验。
2．实验设计的思路和方法(1)实验设计的思路首先，应认真研究实验课题，依据科学的实验思维方法，找出其中的实验变量和反应变量。
理解题目已知条件所隐含的意义。
其次，充分利用所给器材和试剂，构思实验变量的控制方法和实验结果的捕获方法。
一般情况下，题目中所指定的器材、试剂，任何一种都应在实验的相关步骤中出现，避免遗漏或自行增加某种器材或试剂。
其三，最后再选择适宜的实验材料(实验对象)，在注意实验步骤关联性的前提下表述实验步骤，并从不同的角度分析实验结果。
实验步骤的关联性需要考虑步骤排列的顺序性和实验主体(生物个体、器官、组织、细胞等)活性的维持；更高层次的关联，是认识探究过程的关联和递进，不断地淘汰、修正、检验假设，最终接近正确结论。
生物实验控制单一变量的原则
生物实验控制单一变量的原则引言生物实验是科学研究中重要的手段之一，通过实验可以验证假设、研究现象、揭示规律。
在生物实验中，控制变量是确保实验结果可靠和准确的关键。
本文将介绍生物实验中控制单一变量的原则，以及为什么需要控制变量。
一、为什么需要控制变量在生物实验中，我们常常需要研究某个因素对生物体或生态系统的影响。
然而，生物体或生态系统受到众多因素的综合影响，如果不进行控制，实验结果会受到其他因素的干扰，从而无法准确地反映所研究因素的影响。
因此，为了得到可靠和准确的实验结果，我们需要控制其他可能干扰的因素，使得只有一个变量发生改变。
二、控制单一变量的原则控制单一变量的原则是在实验过程中只改变一个变量，其他所有变量保持不变。
下面列举几个控制单一变量的原则。
1. 随机分组在实验设计中，我们需要将被试对象随机分成实验组和对照组。
只有在分组时随机分配，才能保证两组的基本特征相似，排除其他因素对实验结果的干扰。
比如，研究某种药物对疾病的治疗效果，将病人随机分成实验组和对照组，实验组接受药物治疗，对照组不接受药物治疗。
通过对比两组的治疗效果，就可以得出药物对疾病的影响。
2. 单因素实验单因素实验是控制单一变量的经典实验设计。
在单因素实验中，只改变一个变量，其他所有变量保持不变。
比如，研究植物生长受到光照强度的影响，我们可以设置不同的光照强度，其他条件如水分、温度等保持不变。
通过观察植物在不同光照强度下的生长情况，就可以得出光照强度对植物生长的影响。
3. 对照组的设置在实验中，对照组是非常重要的。
对照组是在实验中不改变特定变量的组，用来与实验组进行对比。
只有通过对比实验组和对照组的差异，才能判断特定变量对实验结果的影响。
比如，在研究某种肥料对作物生长的影响时，可以设置一个只施加水的对照组，来对比肥料处理组的生长情况。
4. 多次重复实验为了提高实验结果的可靠性，我们通常需要进行多次重复实验。
通过多次重复实验，可以减小实验结果中随机误差的影响，从而得到更加准确和可靠的结论。
实验设计应遵循的基本原则
题1
題2
为研究温度对酶活性的影响，某同学根据已提供 的实验器材设计出了如下方案。你认为该方案存 在哪些问题？
1、将恒温水浴锅、烧杯和铁架台调好。 ２、将 量好的酶溶液和天平称取的蛋白质分别放入２支试 管，然后将２支试管放入同一水浴环境中持续一定 时间，使试管内外温度一致，再将酶溶液和蛋白质 块（将鸡蛋煮熟后的蛋白部分切成的小块）倒入同 一试管中混合，保温并记录蛋白质块消失所需的时 间。 ３、将酶溶液 ４、作好观察记录。
实验设计应遵循的基本原则
１、对照性原则：即实验中设立对照组， 使实验结果具有说服力。 ２、单因子变量原则：即控制其他因素不变 而只改变其中某一变量，观察其对实验结 果的影响。 ３、平行重复原则：在进行此实验时，有的 情况的出现是有偶然性的，多做几个对照 实验，出现相同的结果，更有说服力，更 具科学性，让这几组实验装置在相同的条 件下同时进行。
（又解：控制某种因素的变化幅度在同样条件下 重复实验，观察其对实验结果的影响程度）
为证实“二氧化碳是光合作用合成有机物必需的 原料”，某同学制订了下列实验方案： （1）实验目的和实验材料用具（略） （2）实验方法和步骤：①用一适当大小的玻璃罩 罩住一株正常的盆栽绿色植物和一杯NaOH溶液， 密封不漏气。②将上述植物及装置放在暗室中饥饿 消耗掉叶片内贮藏的有机物，暗室内装有红色安全 灯。③饥饿一定时间后，自暗室中取出，照光若干 小时，使其充分进行光合作用。④取一叶片，放入 盛有酒精的烧杯中水浴加热，使叶绿素溶于酒精中 ⑤将已脱色的叶片取出，平铺在一个培养皿内，用 碘-碘化钾溶液检测有无葡萄糖的特异颜色反应出现 该实验方案有几项明显错误，请指出错误并改正
題2答案
错误之处有：
（１）试管应编号； （２）在步骤２与步骤３所用的蛋白块应该是 等量的； （３）步骤３的蒸馏水应改成与步骤２等量的 酶溶液。 （４）步骤２与步骤３所用的温度应该不同 ［还应该有温度的平行重复，如高温、低温］
22版：实验专题讲座1 实验设计的“原则”与“变量”分析（创新设计）
[技能必备]1.实验设计遵循的三大基本原则（1）单一变量原则：即除自变量（实验变量）以外，应使实验组与对照组的无关变量保持相同且适宜。
如生物材料相同（大小、生理状况、年龄、性别等）、实验器具相同（型号、洁净程度等）、实验试剂相同（用量、浓度、使用方法等）和条件相同（保温或冷却、光照或黑暗、搅拌、振荡等）。
（2）对照原则：应设置对照实验，使实验组与对照组的自变量不同（其他因素都相同），以便减小实验误差。
（3）平行重复原则：在实验设计中为了避免实验结果的偶然性，必须对所做实验进行足够次数的重复，以获得多次实验结果的平均值，保证实验结果的准确性。
2.三类变量（自变量、因变量、无关变量）分析3.教材中探究类实验的变量分析（1）程序（2）步骤书写①步骤第一步：等量分组、编号（注意不同实验材料“等量”的描述）第二步：单一变量处理，其他条件相同且适宜（无关变量的控制）第三步：观察记录结果②实验结果结论：将实验的结果用文字、曲线图、柱形图、表格等形式予以表达。
[技能展示]1.（2021·江西金太阳全国大联考）生物实验设计的关键是实验变量的确认，下列对实验自变量的确认，不正确的是（）A.比较过氧化氢在不同条件下分解速率的实验中，自变量为催化剂的种类B.观察植物细胞质壁分离及质壁分离复原的实验中，自变量为环境溶液C.为破译密码子而进行的蛋白质体外合成的实验中，自变量为氨基酸的种类D.探究影响酵母菌种群数量增长因素的实验中，自变量可为培养液的量答案A解析比较过氧化氢在不同条件下的分解速率实验中，自变量是不同的条件，如温度、催化剂的种类等，A错误；植物细胞质壁分离及质壁分离复原的实验中，细胞所处的环境溶液（的浓度）是自变量，B正确；为破译密码子而进行的蛋白质体外合成实验，是在不同试管中分别加入一种氨基酸，自变量是氨基酸的种类，C正确；培养液量的多少会影响酵母菌种群数量的最大值等，D正确。
2.（多选）下列有关实验设计的叙述中，错误的是（）A.实验材料的数量、温度和时间都可能是实验的变量B.各种实验都必须单独设置对照组，确保单一变量C.数据测量时只要认真记数，无需多次测量求平均值D.探究实验中，实验结果总是与提出的假设一致答案BCD解析变量即实验过程中可以变化的因素，实验材料的数量、温度和时间都可能是实验的变量，A正确；探究实验一般都需要设置对照组，但也可能均为实验组，各组之间形成相互对照，B错误；进行数据测量时，为了减少误差，需多次测量求平均值，C错误；探究实验中，可能出现实验的结果与假设矛盾，可能是假设不正确，那么就需要进一步查找资料，重新作出假设，也可能是实验过程中的某一环节出了问题，那么就需要重新进行实验，D错误。
实验设计要遵循哪些原则,如何引导学生进行实验设计？
实验设计要遵循哪些原则,如何引导学生进行实验设计？1、科学性原则，所谓科学性，是指实验目的要明确，实验原理要正确，实验材料和实验手段的选择要恰当，整个设计思路和实验方法的确定都不能偏离生物学基本知识和基本原理以及其他学科领域的基本原则。
2、简便性原则。
设计实验时，要考虑到实验材料容易获得，实验装置比较简单，实验药品比较便宜，实验操作比较简便，实验步骤比较少，实验时间比较短3、单一变量原则.单一变量原则是实验步骤设计中非常重要的原则。
它有两层意思：一是确保”单一变量”的实验观测，即不论一个实验有几个实验变量，都应做到一个实验变量对应一个反应变量；即控制其他因素不变，只改变其中某一变量，观察其对实验结果的影响。
除了整个实验过程中欲处理的实验因素外，其他实验条件要求做到前后一致。
4、对照原则实验对照原则是设计和实施实验的准则之一。
通过设置实验对照对比，即可排除无关变量的影响，又可增加实验结果的可信度和说服力。
通常，一个实验总分为实验组和对照组。
实验组，是接受实验变量处理的对象组；对照组，对实验假设而言，是不接受实验变量处理的对象组，至于哪个作为实验组，哪个作为对照组，一般是随机决定的，这样，从理论上说，由于实验组与对照组的无关变量的影响是相等的，被平衡了的，故实验组与对照组两者之差异，则可认定为是来自实验变量的效果，这样的实验结果是可信的。
5、平行重复原则.平行重复原则，即控制某种因素的变化幅度，在同样条件下重复实验，观察其对实验结果影响的程度。
任何实验都必须能够重复，这是具有科学性的标志。
上述随机性原则虽然要求随机抽取样本，这能够在相当大的程度上抵消非处理因素所造成的偏差，但不能消除它的全部影响。
平行重复的原则就是为解决这个问题而提出的。
引导学生探究性实验时要遵循以下的几个原则：科学性原则、可操作性原则和严谨性原则，给学生的互相评价要有正确的导向。
通过学生的交流和评价，能使学生思维快速发散，不仅使学生相互启发，相互弥补知识的缺陷，还能最大限度的调动每个学生的思维潜能，学会互相欣赏，互相学习。
实验的单一变量原则
实验探究拓展
实验的单一变量原则
1.概述
单一变量原则是指其他因素(无关变量)不变,只改变其中一个因素(要研究的因素——实验变量,即自变量),然后观察这个实验变量对实验结果的影响。
2.单一变量的控制
确定自变量后,控制其他无关变量相同且适宜。
如下表:
(2011·慈溪模拟)探究镍盐为植物生活所必需的无机盐。
材料用具:完全营养液甲、缺镍的完全营养液乙、适当的容器和固定
材料、长势相似的玉米幼苗、无机盐镍。
(2)预期并分析实验结果:A容器中玉米幼苗正常生长, ??。
(3)为进一步验证镍盐一定是植物必需的无机盐,还应增加的实验步骤是
结论是
(4)既然验证镍盐是植物必需的无机盐,是不是培养植物的营养液中添加的镍盐越多越好
(5)上述实验若用土壤代替培养液或配制培养液时用自来水而不用蒸馏水,实验能否成功为什么
有机化合物及生物大分子
蛋白质。