2025版高考生物一輪復(fù)習(xí)第3單元細胞的能量供應(yīng)和利用科學(xué)探究系列1實驗方案設(shè)計的基本原則教案蘇教版必修1

PAGE2-科學(xué)探究系列1試驗方案設(shè)計的基本原則1．科學(xué)性原則所謂科學(xué)性原則，是指試驗的原理要符合科學(xué)原理，試驗結(jié)果的預(yù)期有科學(xué)依據(jù)，試驗的各個環(huán)節(jié)不能偏離生物學(xué)基本學(xué)問和基本原理，以及其他科學(xué)領(lǐng)域的基本原則?？茖W(xué)性原則具有兩個方面的含義：首先，必需保證明驗的設(shè)計不出現(xiàn)科學(xué)性錯誤；其次，試驗設(shè)計要具有科學(xué)思想和科學(xué)方法的因素。詳細地說，科學(xué)性原則體現(xiàn)在以下幾個方面：試驗原理的科學(xué)性、試驗方法的科學(xué)性、試驗材料選擇的科學(xué)性、試驗結(jié)果處理的科學(xué)性及試驗結(jié)果分析的科學(xué)性等。2．比照原則比照原則是中學(xué)試驗中最常用的原則。通過設(shè)置比照試驗，既可解除無關(guān)變量的干擾，又可增加試驗結(jié)果的可信度和勸服力。在一個比照試驗中，可包括試驗組和比照組。試驗組是接受自變量處理的對象組，比照組是不接受自變量處理的對象組，一般是隨機確定的。常用的比照組類型有空白比照、自身比照、條件比照、相互比照幾種。3．單一變量原則單一變量原則可使試驗中的困難關(guān)系簡潔化，使結(jié)果更精確。其含義包括：(1)不論一個試驗有幾個試驗變量，都應(yīng)做到一個變量對應(yīng)一個須要觀測反應(yīng)變量；(2)試驗中要盡可能避開無關(guān)變量的干擾。這一原則強調(diào)試驗組和比照組只有一個量是不同的，試驗組和比照組的結(jié)果差異只能是由這個單一變量導(dǎo)致的，從而證明試驗組變量的作用。因此，在進行試驗設(shè)計時，要首先確定試驗變量并正確設(shè)置。4．等量性原則該原則是指要嚴格地操縱自變量，以獲得因變量，無關(guān)變量應(yīng)相同或等量，以消退無關(guān)變量干擾。5．平行重復(fù)原則任何試驗都必需能夠重復(fù)，在同樣條件下重復(fù)，試驗結(jié)果應(yīng)當一樣或相近。試驗設(shè)計時，可以通過在一組試驗中同時處理多個材料，對試驗結(jié)果求平均值，保證明驗結(jié)果的可信度。6．隨機性原則試驗設(shè)計中的隨機性原則是指被探討的樣本是從總體或群體中隨機抽取的。這樣做可以：(1)消退或削減系統(tǒng)誤差，使顯著性測驗有意義；(2)平衡各種條件，避開試驗結(jié)果出現(xiàn)誤差。1．某生物愛好小組對粳稻、秈稻和雜交稻三種水稻品種中的H2O2酶活性進行了試驗探討，試驗結(jié)果如下表所示。請回答下列問題：(1)本試驗的目的是探究_______________________________。設(shè)計試驗時，各試驗組應(yīng)遵循________________________原則。(2)分析表中數(shù)據(jù)可知，在肯定濃度范圍內(nèi)，Cd2＋、Cu2＋都能抑制H2O2酶的活性，且相同濃度的Cu2＋的抑制作用________(填“大于”“小于”或“等于”)Cd2＋。Cd2＋、Cu2＋對H2O2酶活性的影響主要取決于___________(填“植物類型”或“重金屬種類和濃度”)。(3)Cd2＋、Cu2＋等重金屬離子影響了H2O2酶的______，從而引起酶活性的變更。[解析](1)本題探討的自變量包括重金屬離子的種類、濃度和水稻品種。各試驗組都要遵循單一變量原則、比照原則和平行重復(fù)原則。(2)酶的活性越小，說明抑制作用越強。(3)重金屬影響蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)。[答案](1)不同濃度的Cd2＋和Cu2＋對不同水稻品種中H2O2酶活性的影響單一變量原則、比照原則、平行重復(fù)(2)大于重金屬種類和濃度(3)空間結(jié)構(gòu)2．(2024·衡水金卷)為探究“影響膠原蛋白酶活性的因素”，某生物愛好小組設(shè)計了一個試驗方案，如表所示。回答下列問題：試管底物和試劑試驗條件1蛋白質(zhì)X＋4mL蒸餾水37℃水??；pH＝72蛋白質(zhì)X＋4mL膠原蛋白酶37℃水??；pH＝73蛋白質(zhì)X＋4mL膠原蛋白酶__①__；pH＝34蛋白質(zhì)X＋4mL膠原蛋白酶0℃水浴；pH＝__②__(1)試驗方案中①②處分別為______________、______________。(2)本試驗的自變量是_____________，無關(guān)變量有_____________(至少答出兩點)。(3)用雙縮脲試劑檢測上述4組試驗后的溶液，溶液呈現(xiàn)紫色的試管有______________。(4)為便于視察記錄試驗現(xiàn)象，需對蛋白質(zhì)X進行特別處理，使其______，試驗就可以通過視察__________推斷酶活性的大小。[解析](1)表格中供應(yīng)了溫度和pH兩種試驗條件，因此試驗?zāi)康氖翘骄繙囟?、pH對膠原蛋白酶活性的影響，故方案中①②處分別保證只含一個自變量即可。(2)由上述分析可知，本試驗的自變量是溫度、pH，無關(guān)變量有膠原蛋白酶的用量或濃度、蛋白質(zhì)X的用量、保溫時間等。(3)由于膠原蛋白酶本身為蛋白質(zhì)，反應(yīng)前后質(zhì)和量均不變，所以用雙縮脲試劑檢測4個試管溶液均呈紫色。(4)由于不能用雙縮脲試劑檢測蛋白質(zhì)X的含量變更，我們可以通過肉眼視察的方法，使蛋白質(zhì)凝聚成為塊狀即可。以相同時間內(nèi)蛋白塊大小的變更(或記錄蛋白塊消逝所需的時間)作為因變量，確定酶活性大小。[答案](1)37℃水浴7(2)溫度和pH膠原蛋白酶的用量或濃度