高考一轮复习人教版科学探究系列1实验方案设计的基本原则课件单项版

科学探究系列1 实验方案设计的基本原则
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理论方法
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针对训练
[答案] (1)37 ℃水浴 7 (2)温度和 pH 胶原蛋白酶的用量 或浓度、蛋白质 X 的用量、保温时间(答出任意两点即可) (3)1、2、 3、4 (4)凝固成块状(答出“呈现块状”即可) 单位时间或相同时间 内蛋白块大小的变化情况(或记录蛋白块消失所需的时间，必须有 “时间”这一关键词)
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2．对照原则 对照原则是中学实验中最常用的原则。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。在 一个对照实验中，可包括实验组和对照组。实验组是接受自变量处 理的对象组，对照组是不接受自变量处理的对象组，一般是随机决 定的。常用的对照组类型有空白对照、自身对照、条件对照、相互 对照几种。
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4．等量性原则 该原则是指要严格地操纵自变量，以获取因变量，无关变量应 相同或等量，以消除无关变量干扰。 5．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，实验结果应该 一致或相近。实验设计时，可以通过在一组实验中同时处理多个材 料，对实验结果求平均值，保证实验结果的可信度。
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1．(2021·大兴区检测)为探究植酸酶对鲈鱼消化酶活性的影
响，研究者挑选体格健壮、大小一致的鲈鱼随机分组后，投喂烘干
的饲料，并检测酶的活性，结果如表。下列叙述错误的是( )
蛋白酶活 脂肪酶活 淀粉酶活
性(U/mg) 性(U/mg) 性(U/mg)
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3．为探究“影响胶原蛋白酶活性的因素”，某生物兴趣小组设
计了一个实验方案，如表所示。回答下列问题：
试管
底物和试剂
实验条件
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蛋白质 X＋4 mL 蒸馏水
37 ℃水浴；pH＝7
2
蛋白质 X＋4 mL 胶原蛋白酶 37 ℃水浴；pH＝7
3
蛋白质 X＋4 mL 胶原蛋白酶
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6．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或群体中 随机抽取的。这样做可以：(1)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，避免实验结果出现误差。
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(3)用双缩脲试剂检测上述 4 组实验后的溶液，溶液呈现紫色的 试管有______________。
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(4)为便于观察记录实验现象，需对蛋白质 X 进行特殊处理，使 其 ____________________________ ， 实 验 就 可 以 通 过 观 察 ______________________________推断酶活性的大小。
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A．该实验的自变量和因变量分别为物质的种类、酶的活性 B．物质甲为酶的激活剂，物质乙和丙为酶的抑制剂 C．甲、乙、丙可能是通过改变酶的空间结构而影响酶的活性 D．图中的实验结果可能是在不同的温度和 pH 条件下测定的
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D [根据实验结果分析可知，本实验的目的是探究不同物质对酶 活性的影响，其自变量为物质种类、因变量为酶活性，A 正确；与对照 组结果相比，甲物质导致酶活性增强，所以甲物质为激活剂，而乙物质 和丙物质导致酶活性减弱，所以物质乙和丙为抑制剂，B 正确；不管是 激活剂还是抑制剂，只有改变了酶的空间结构才可能改变其活性的大 小，C 正确；为了遵循实验设计的单一变量原则，该实验应该是在相同 且适宜的温度和 pH 条件下测定的酶活性，D 错误。]
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[解析] (1)表格中提供了温度和 pH 两种实验条件，因此实验目的 是探究温度、pH 对胶原蛋白酶活性的影响，故方案中①②处分别保证 只含一个自变量即可。(2)由上述分析可知，本实验的自变量是温度、 pH，无关变量有胶原蛋白酶的用量或浓度、蛋白质 X 的用量、保温时 间等。(3)由于胶原蛋白酶本身为蛋白质，反应前后质和量均不变，所 以用双缩脲试剂检测 4 个试管溶液均呈紫色。(4)由于不能用双缩脲试 剂检测蛋白质 X 的含量变化，我们可以通过肉眼观察的方法，使蛋白 质凝结成为块状即可。以相同时间内蛋白块大小的变化(或记录蛋白块 消失所需的时间)作为因变量，确定酶活性大小。
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2．(2021·武汉测试)许多物质对酶的活性会产生影响，其中能
提高酶活性的物质为激活剂，能降低酶活性的物质为抑制剂。某研
究小组研究了甲、乙、丙三种物质对淀粉酶活性的影响，结果如图
所示。则下列相关说法错误的是( )
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必修1 分子与细胞 第三单元 细胞代谢
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1．科学性原则
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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
预期有科学依据，实验的各个环节不能偏离生物学基本知识和基本原
① ；pH＝3
4
蛋白质 X＋4 mL 胶原蛋白酶 0 ℃水浴；pH＝ ②
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(1) 实 验 方 案 中 ①② 处 分 别 为 ________________ 、 ______________。
(2) 本 实 验 的 自 变 量 是 __________________ ， 无 关 变 量 有 ________________________(至少答出两点)。
理，以及其他科学领域的基本原则。科学性原则具有两个方面的含
义：首先，必须保证实验的设计不出现科学性错误；其次，实验设计
要具有科学思想和科学方法的因素。具体地说，科学性原则体现在以
下几个方面：实验原理的科学性、实验方法的科学性、实验材料选择
的科学性、实验结果处理的科学性及实验结果分析的科学性等。
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3．单一变量原则 单一变量原则可使实验中的复杂关系简单化，使结果更准确。其 含义包括：(1)不论一个实验有几个实验变量，都应做到一个变量对应 一个需要观测反应变量；(2)实验中要尽可能避免无关变量的干扰。这 一原则强调实验组和对照组只有一个量是不同的，实验组和对照组的 结果差异只能是由这个单一变量导致的，从而证明实验组变量的作 用。因此，在进行实验设计时，要首先确定实验变量并正确设置。
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D [实验的无关变量包括水温、溶解氧浓度等，A 正确；温度 会影响酶的活性，烘干饲料时，应避免温度过高导致酶失活，B 正确； 对照实验遵循单一变量原则，故实验组鲈鱼应投喂和对照组等量的 含植酸酶的饲料，C 正确；实验结果表明植酸酶能略微提高鲈鱼淀 粉酶的活性，D 错误。]
对照组 1.09
0.08
0.12
实验组 1.71
0.10
0.13
科学探究系列1 实验方案设计的基本原则
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A．实验的无关变量包括水温、溶解氧浓度等 B．烘干饲料时，应避免温度过高导致酶失活 C．实验组鲈鱼应投喂和对照组等量的含植酸酶的饲料 D．实验结果表明植酸酶能显著提高鲈鱼淀粉酶的活性