選考生物教材：第八章 生物對照實驗的設(shè)計

第八章生物對照實驗的設(shè)計

生物學(xué)科是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)。生物學(xué)中絕大多數(shù)的規(guī)律、原理都要通過

觀察和實驗得出的。對照實驗是生物學(xué)實驗的基本要求和主要形式。生物對照實驗的設(shè)計

要注意哪些問題，如何設(shè)計一個嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的對照實驗？如何對實驗結(jié)果進(jìn)行科學(xué)預(yù)期，并

得出相應(yīng)的結(jié)論？這是我們本專題要討論解決的問題。

第一節(jié)實驗?zāi)康牡拇_定

一個完整的生物實驗包括實驗?zāi)康?、實驗原理、實驗器材、實驗思路、實驗結(jié)果、實

驗結(jié)論等基本要素，其中實驗?zāi)康拇_定、實驗思路的設(shè)計及實驗結(jié)果的預(yù)期是生物對照實

驗設(shè)計的核心。實驗?zāi)康氖墙鉀Q實驗要干什么的問題，提出正確的實驗?zāi)康氖菍嶒炘O(shè)計的

前提，明確實驗?zāi)康氖墙鈱嶒烆}的前提。

完整的實驗?zāi)康囊w現(xiàn)實驗的性質(zhì)、自變量、實驗對象及因變量等四大要素。

實驗性質(zhì)

實驗的性質(zhì)有驗證和探究二種，因此，生物實驗可分為驗證性實驗和探究性實驗。驗

證性實驗是指實驗者針對已知的實驗結(jié)果而進(jìn)行的以驗證實驗結(jié)果、鞏固和加強有關(guān)知識

內(nèi)容、培養(yǎng)實驗操作能力為目的的重復(fù)性實驗。如驗證甲狀腺激素具有促進(jìn)新陳代謝的作

用。探究性實驗是指實驗者在不知曉實驗結(jié)果的的前提下，通過自己實驗，探索、分析、

研究得出結(jié)論，從而形成科學(xué)概念的一種認(rèn)知活動。如探究2,4—D對插枝生根的影響。

思考1

1

“研究胰島素具有降低血糖的作用”和“研究藥物X是否能降低血糖”分別屬于什么

實驗性質(zhì)？為什么？

自變量

自變量，也稱實驗變量，指實驗中由實驗者所操縱的因素或條件。注意，不要把操縱

自變量變化的方法等同于自變量。如研究環(huán)境因素對光合作用強度的影響實驗中，用臺燈

與實驗裝置的距離控制光照強度的變化，在此實驗中，自變量是光照強度的不同，而不是

臺燈與實驗裝置的距離，因為光照強度的不同還可以用不同瓦數(shù)的電燈放置在相同的距離

來確定。

閱讀

自變量的種類

1.刺激特點自變量：如果被試的不同反應(yīng)是由刺激的不同特性，如燈光的強度、聲音

的大小等引起來的。

2.環(huán)境特點自變量：進(jìn)行實驗時環(huán)境的各種特點，如溫度、是否有觀眾在場、是否有

噪音、白天或夜晚等等。

3.被試特點自變量：一個人的各種特點，如年齡、性別、職業(yè)、文化程度、內(nèi)外傾個

性特征、左手或右手為利手、自我評價高或低等。

4.暫時造成的被試差別：被試的暫時差別通常是由主試的安排，也就是由主試給予的

不同指示語造成的。

特別注意：時間是一種非常重要和無時不在的自變量，特別是在記憶的實驗中，你甚

至可以說，幾乎沒有不用時間作自變量的記憶實驗。

活動1仔細(xì)觀察下面兩幅圖片，說一說這兩幅圖片中的自變量分別是什么？

2

圖8TT三種不同的抹布

圖8T-2對抹布進(jìn)行不同的處理

（1.清水清洗后晾干；2.洗潔精清洗后晾干；3.消毒劑消毒后晾干；4.先用清潔劑清

洗后用消毒劑消毒最后晾干；5,一直浸在清水中）

因變量

因變量，也稱反應(yīng)變量，指實驗中由自變量引起的變化結(jié)果。通常自變量是原因，因

變量是結(jié)果，兩者之間具有必然的因果關(guān)系。注意，不要把檢測因變量的指標(biāo)等同于因變

量。

3

活動2請分析下圖實驗中的因變量是什么？檢測指標(biāo)是什么？

圖8-1-3培養(yǎng)基上細(xì)菌菌落數(shù)量的比較

無關(guān)變量

無關(guān)變量，也稱控制變量，指實驗中除自變量以外的，影響實驗現(xiàn)象或結(jié)果的因素或

條件。無關(guān)變量并非與實驗“無關(guān)”，只不過不是本實驗要研究的變量。如在“探究溫度

對酶活性的影響”實驗中，無關(guān)變量有溶液的川、酶的濃度、重金屬離子等。

4

自變量、無關(guān)變量和因變量的關(guān)系如下圖:

實驗組:施加

_對照，科學(xué)

自變量因變量芬武結(jié)論

無關(guān)變量

不施加

對照組：相同且適宜

控制無關(guān)變量的方法：

(1)生物材料要相同

即所用生物材料的數(shù)量、質(zhì)量、體積、來源和生理狀況等方面特點要盡量相同或至少

大致相同。如“探究2,4—D對插枝生根的作用”實驗中，需“取同一植株上剪下的長勢

相同的枝條”。

(2)實驗器具要相同

即試管、燒杯等器具的大小、潔凈度等要完全一樣。如“探究2,4—D對插枝生根的

作用”實驗中，需“選用相同大小潔凈的燒杯”。

(3)實驗試劑要相同

即試劑的成分、濃度、體積要相同。尤其要注意體積上等量的問題。如“探究2,4—D

對插枝生根的作用”實驗中，需“在1、2、3號燒杯中加等量(等體積)的不同濃度的

2,4—D溶液和蒸儲水”。

(4)處理方法要相同

保溫或冷卻、光照或黑暗、攪拌或振蕩都要一致。有時盡管某種處理對對照實驗來說，

看起來似乎是毫無意義的，但還是要作同樣的處理。如“探究2,4—D對插枝生根的作用”

實驗中，需”將1、2、3號燒杯放置在相同且適宜的環(huán)境中”。

活動3

在“驗證甲狀腺激素具有促進(jìn)機體新陳代謝的作用”實驗中，實驗步驟如下，請圈

出控制無關(guān)變量的語句。

5

①將體重相同的同齡雌性小鼠平均分為甲、乙兩組，用耗氧量測定儀測定每只小鼠一定時

間內(nèi)的耗氧量，求平均值。

②甲組每只注射適量且等量甲狀腺激素溶液；乙組每只注射適量且等量生理鹽水，作為對

照。

③相同且適宜條件下培養(yǎng)一段時間，用耗氧量測定儀測定甲、乙兩組每只小鼠一定時間內(nèi)

的耗氧量。

④對所得數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析。

實驗?zāi)康?/p>

實驗?zāi)康氖怯蓪嶒炐再|(zhì)、實驗對象、實驗變量及其影響或作用關(guān)系等要素組成的。

如“探究溫度對酶活性的影響”的實驗性質(zhì)為探究實驗，該實驗的自變量是溫度，實驗中

需設(shè)置一系列不同的溫度分別進(jìn)行實驗，即設(shè)置對照；該實驗的因變量是酶的活性高低，

在實驗中需根據(jù)選擇的酶及反應(yīng)物，確定合適的因變量檢測指標(biāo)，如滴加碘液后溶液顯示

的顏色及深淺。

當(dāng)確定好了相應(yīng)實驗的自變量、因變量和無關(guān)變量，則實驗?zāi)康木妥兊们逦鞔_。自

變量對因變量的影響或作用通常有三種，即促進(jìn)作用、抑制作用和無影響。

實驗?zāi)康牡臅鴮懜袷剑?/p>

1.雙（多）自變量單因變量實驗?zāi)康牡臅鴮?/p>

書寫格式：實驗性質(zhì)（如探究）+自變量1、自變量2（和自變量3……）對研究對象

+因變量的作用（影響或效果等）。如探究溫度和營養(yǎng)物質(zhì)對酵母菌增殖的影響。

2.單自變量雙因變量實驗?zāi)康牡臅鴮?/p>

書寫格式：實驗性質(zhì)（如探究）+自變量對研究對象+因變量1和因變量2的作用（影

響或效果等）。如探究某藥物對小鼠胰島素濃度和血糖含量的影響。

思考2結(jié)合圖8-1、圖8-2、圖8-3寫出此實驗的實驗?zāi)康摹?/p>

活動4腎上腺素和“心得安”藥物都可以影響心臟的活動?，F(xiàn)有用小鼠實驗后得到的結(jié)

果：

6

注射藥劑種類

耗氧量（XI031rlL）

組別“心得安”腎上腺素

A--2.0

B+-1.7

C-+2.5

D++2.1

注："'代注射，保不謝寸。

表8T-2腎上腺素和“心得安”藥物影響小鼠耗氧量

據(jù)實驗結(jié)果可得出該實驗的目的什么？。

實驗?zāi)康牡目傮w格式：

“探究+自變量+研究對象+因變量+的影響（作用）”或“驗證+自變量+研究對象+確切關(guān)

系+因變量”等。

練習(xí)

1.下列有關(guān)實驗變量的敘述，正確的是（）

A.在探究2,4—D促進(jìn)插枝生根的實驗中，插枝生根的數(shù)量是無關(guān)變量

B.在探究NaCl濃度對人的紅細(xì)胞形態(tài)變化影響的實驗中，氯化鈉濃度是因變量

C.探究光強度對植物光合速率影響的實驗，CO2濃度、溫度、植物種類是無關(guān)變量

I）.在探究溫度對酶活性的實驗中，溫度和pH是自變量

2.下列關(guān)于控制實驗中無關(guān)變量的操作錯誤的是（）

A.驗證光合作用能產(chǎn)生淀粉的實驗中，首先將植物做饑餓處理

B.驗證光合作用需要光照的實驗中，將葉片的一半用黑紙包住

C.探究人的唾液淀粉酶最適pH的實驗中，將每一組的溫度均控制在37℃

D.在觀察植物細(xì)胞質(zhì)壁分離的實驗中，選取洋蔥鱗片葉的外表皮進(jìn)行實驗

7

3.低溫和高溫會導(dǎo)致植物細(xì)胞的傷害，為了探究高溫和低溫對小麥的傷害，請完成下列實

驗設(shè)計方案并回答相關(guān)問題。

（1）實驗原理：當(dāng)植物組織受到不良條件，如高溫、低溫等的影響時，常能傷害原生質(zhì)

的結(jié)構(gòu)而使膜的通透性增大，結(jié)果細(xì)胞內(nèi)含物會有不同程度的外滲，使外部溶液的電導(dǎo)度

增大，電導(dǎo)度的大小可以用電導(dǎo)儀進(jìn)行檢測（電導(dǎo)儀非常靈敏，各種雜質(zhì)以及溫度都會影

響測量結(jié)果，從而帶來實驗誤差），透性變化愈大，表示受傷愈重，抗逆性愈弱。

（2）實驗材料：小麥幼苗

（3）儀器與藥品：電導(dǎo)儀、冰水、水浴鍋、燒杯、量筒、洗瓶、濾紙、蒸儲水

（4）分析變量：

自變量：：因變量：。

4.為了探究某物質(zhì)（X）的作用，研究者提出了以下實驗思路：

（1）實驗分組：

甲組：培養(yǎng)液+Y細(xì)胞+'H-TdR（用標(biāo)記的胸腺嚓噬脫氧核甘）+生理鹽水

乙組：培養(yǎng)液+Y細(xì)胞+”1-TdR+X（用生理鹽水配制）

每組設(shè)置若干個重復(fù)樣品。

（2）分別測定兩組的CRD（細(xì)胞內(nèi)的放射性強度），求每組的平均值。

（3）將各樣品在適宜條件下培養(yǎng)合適時間后，測定其CRD,求每組平均值并進(jìn)行統(tǒng)計分析。

（要求與說明：答題時用X、CRD、玉-TdR表示相關(guān)名詞；Y細(xì)胞是能增殖的高等動物

體細(xì)胞）

實驗?zāi)康模骸?/p>

8

第二節(jié)實驗思路的設(shè)計

實驗思路即實驗設(shè)計的基本方法和大致步驟。在明確了實驗?zāi)康闹?，根?jù)實驗?zāi)?/p>

的來進(jìn)行實驗設(shè)計。

活動

在探究心得安和腎上腺素及其聯(lián)合作用對小鼠心臟活動影響的活動中，要確定因變量

為心臟活動水平。而心臟活動水平可通過小鼠的耗氧量或者心臟跳動的頻率作為檢測指標(biāo),

在此基礎(chǔ)上形成該實驗的實驗器材如下：

實驗材料用具：小鼠20只，注射器，耗氧量檢測裝置（如圖8-2-1）,腎上腺素溶液

和“心得安”溶液（用生理鹽水配制）。

根據(jù)耗氧量測量裝置，可分析不同組別小鼠在一定時間內(nèi)消耗的氧氣量可用裝置中注

射器活塞左移的體積作為量度。

明確了以上要素后，需設(shè)計可操作的實驗步驟或思路。注意條理性。即要用代號明確

標(biāo)出實驗步驟，如例題中的實驗步驟序號“1、2、3、4、5、6”，如果沒有明確的實驗步

驟，整個實驗設(shè)計就會顯得雜亂無章，沒有條理。實驗思路的書寫一般分五步展開：

第1步：實驗準(zhǔn)備。該步驟的有無是根據(jù)實驗的需要確定的。如有些實驗需要對已提

供的實驗材料中的某溶液進(jìn)行稀釋處理從而獲得具有一系列濃度梯度的某溶液；有些實驗

需要對實驗對象進(jìn)行預(yù)處理，如獲得糖尿病模型小鼠或獲得不同密度的細(xì)胞等。如無則可

忽略本步驟。

第2步：分組編號。根據(jù)自變量將實驗正確分組，并編號。分組時要注意分組的隨機

均分原則，同時可說明各組中需要共同處理的部分，如加入共同的試劑等。

第3步：對照處理。各組間自變量的處理（即組間不同部分）需要分別闡述，闡述時

要注意體現(xiàn)單一變量原則，即組間所加試劑的量、培養(yǎng)條件等無關(guān)變量均要相同且適宜。

第4步：觀測統(tǒng)計。根據(jù)實驗要求使用恰當(dāng)?shù)墓ぞ吆头椒ㄟM(jìn)行因變量檢測指標(biāo)的觀察、

測量、記錄，如有必要進(jìn)行相關(guān)量的計算，如求平均值等。也可進(jìn)行多次測量或重復(fù)實驗

等，即遵循重復(fù)實驗原則，以提高實驗的準(zhǔn)確性，減少誤差。

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第5步：對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，得出結(jié)論。

根據(jù)上述活動目的、材料以及表8-1,設(shè)計如下實驗思路：

①選取大小、生長狀況相同的小鼠20只隨機均分為四組，編號為A、B、C、Do

②每組小鼠按上表所示注射等量的相應(yīng)藥劑，A組注射適量的生理鹽水，B組注射等量的

“心得安”藥物，C組注射等量的腎上腺素，D組注射等量的“心得安”和腎上腺素。

③將每只小鼠分別放入如圖裝置中，打開夾子B、C,調(diào)平水檢壓計液面，記錄開始時注射

器活塞的位置。將該裝置放在相同且適宜的環(huán)境中，10分鐘后記錄注射器活塞左移的體積,

計算耗氧量并求出各組的平均值。

④對以上實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析處理，得出結(jié)論。

閱讀

生物對照設(shè)計的基本原則

通過上述探究活動可知，設(shè)計科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶嶒灧桨敢裱韵聦嶒炘O(shè)計原則：

L單一變量原則：又稱為單因子變量原則。指控制其它因素不變，而改變其中一個因素，觀

察其對實驗結(jié)果的影響。如上述實驗中對各組的操作分別是：A組為生理鹽水，B組為

“心得安”藥物，C組為腎上腺素，D組為“心得安”和腎上腺素。

2.對照原則：為了排除無關(guān)條件的干擾，常常要設(shè)立對照實驗。通過干預(yù)或控制研究對象,

以消除或減少實驗誤差，鑒別實驗中的處理因素與非處理因素的差異。常用的生物對照方

法有：空白對照、自身對照、相互對照和陰陽對照等。

①空白對照：即不給對照組做任何處理，或雖給對照組施以部分實驗因素，但不是所

研究的實驗處理因素，如上述活動中的A組（生理鹽水注射組）。另如驗證甲狀腺激

素的作用，對某組動物不做任何處理，讓其自然生長，即為空白對照組。

②自身對照：指實驗組和對照組都在同一實驗對象上進(jìn)行。如為了避免大型動物個體間的

差異，減少無關(guān)變量差異導(dǎo)致的實驗誤差，有時常用同一實驗對象進(jìn)行前后對象，即自身

對照。如研究某種升壓藥和降壓藥對小鼠的相應(yīng)藥用效果，可先對正常小鼠進(jìn)行升壓藥處

理，測量其升壓效果：再對已升壓的小鼠施以降壓藥，測量其降壓效果。

③相互對照：不單獨設(shè)置對照組，而是幾個實驗組互為對照。如“研究溫度對酶活性的影

響”實驗中，分別用一組等梯度的不同溫度進(jìn)行實驗，各組間形成相互對照，以得出相應(yīng)

的結(jié)論。上例中的B、C、D組（不同藥物處理組）也構(gòu)成了相互對照。

在具體實驗方案的設(shè)計中，有時要同時應(yīng)用以上對照方式中的一種或多種。

④陰陽對照：陽性對照，是在試驗中，檢驗培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件是否適合，如果在實驗中，

陽性實驗沒有生長的話，那這個實驗是失敗的。陰性對照主要是檢測培養(yǎng)基是否污染，在

沒有加入任何東西培養(yǎng)時，培養(yǎng)基培養(yǎng)后還是會顯示陽性結(jié)果，這就說明培養(yǎng)基滅菌不徹

底，染菌了，這樣也會影響實驗結(jié)果。再如在淀粉溶液中加蔗糖酶本不應(yīng)該反應(yīng)，但檢測

的結(jié)果卻成陽性或輕度陽性，即出現(xiàn)了蔗糖溶液中加蔗糖酶反應(yīng)后的現(xiàn)象。這說明淀粉溶

10

液不純，可能混有雜質(zhì)，也可能放置時間較長，部分淀粉溶液被微生物分解，還有可能試

管不干凈或膠頭滴管混用、錯用等。

⑤條件對照：對照組施以部分實驗因素，但不是所研究的實驗處理因素，而這種處理是作

為對照意義的。不論實驗組還是對照組的對象都作不同條件的處理，目的是通過得出兩種

相對立的結(jié)論，以驗證實驗結(jié)論的正確性。

3.平行重復(fù)原則：對所做的實驗在同樣條件下，進(jìn)行足夠次數(shù)的重復(fù)，不能只進(jìn)行1-

2次便輕易得出結(jié)論。需要選擇的實驗材料的樣本數(shù)，如植株的數(shù)目、種子的粒數(shù)、實驗

動物的個體數(shù)等不能太少，否則實驗的結(jié)果不足以反映出生物學(xué)現(xiàn)象的本來面目。任何一

項生物學(xué)實驗，要有科學(xué)性，都必須能夠重復(fù)，都必須經(jīng)得起重復(fù)。上例中每組均有5只

小鼠，各組的實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行平均值處理等，均體現(xiàn)了平行重復(fù)原則。常見有兩種類型的重

復(fù)：一是同一時間下進(jìn)行的重復(fù)實驗，即在每組設(shè)置若干個重復(fù)樣品；二是不同時間下的

重復(fù)實驗，例如，實驗給定的材料只有1套或?qū)嶒炑b置只有1個，則只能利用1套材料或

1個裝置在不同時間下重復(fù)多次。

4.等量且適量原則：等量且適量原則是指除單一變量可以變化外,其他的實驗條件要

相同，尤其是在數(shù)量上要相同而且要適宜，避免因其不一致或過量或不足導(dǎo)致的實驗誤差。

如所用試劑量要相同且適宜、選材數(shù)量相同且適宜、長勢相同等。與單一變量原則是完全

統(tǒng)一的，只不過強調(diào)的側(cè)面不同，單一變量原則強調(diào)的是自變量的單一性，而等量性原則

強調(diào)的是除了自變量之外的一切對實驗結(jié)果有影響的無關(guān)變量必須嚴(yán)格控制等量即相同，

以平衡和消除無關(guān)變量對實驗結(jié)果的影響。主要體現(xiàn)在以下四方面：

①生物材料要相同：即所用生物材料的數(shù)量、質(zhì)量、長度、體積、來源和生理狀況等

方面特點要盡量相同或至少大致相同。

②實驗器具要相同：即試管、燒杯、水槽、廣口瓶等器具的大小、型號、潔凈度等要

完全一樣。

③實驗試劑要相同：即試劑的成分、濃度、體積要相同。尤其要注意體積上等量的問

題。

④處理方法要相同：保溫或冷卻；光照或黑暗；攪拌或振蕩都要一致。有時盡管某種

處理對對照實驗來說，看起來似乎是毫無意義的，但還是要作同樣的處理。

5.科學(xué)性原則：在設(shè)計實驗時，必須要有充分的科學(xué)依據(jù)，也就是要以前人的實驗為基礎(chǔ),

而不是憑空設(shè)想，主觀臆造。科學(xué)性原則即要求所應(yīng)用的實驗原理要科學(xué)、方法科學(xué)、選材科

學(xué)、分組科學(xué)、因變量檢測指標(biāo)要能如實反映因變量、數(shù)據(jù)統(tǒng)計處理科學(xué)等。另外也要體現(xiàn)簡

便經(jīng)濟原則。

【例題】欲用手術(shù)切除法和灌胃法研究甲狀腺和甲狀腺激素的生理作用，請根據(jù)以下提供

的實驗材料和用具，以成年小鼠的耗氧量作為測量指標(biāo)，提出實驗思路。

材料用具：成年小鼠若干、甲狀腺激素溶液、生理鹽水、耗氧量檢測裝置若干個、注射

器等。（要求與說明：具體手術(shù)過程不作要求；灌胃是將液體由動物口直接注入到胃中，

每天1次；耗氧量用單位時間內(nèi)單位體重的氧氣消耗量，具體操作和測定不作要求；實驗

持續(xù)時間為14天；實驗飼養(yǎng)條件均適宜。）

審好題是書寫實驗思路的關(guān)鍵，對實驗思路的要素分析如下表：

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實驗?zāi)康难芯渴中g(shù)切除法和灌胃法研究甲狀腺和甲狀腺激素的生理作用

實驗性質(zhì)探窕性實驗

變量自變量及個數(shù)2個自變量；甲狀腺、甲狀腺激素

分析因變量及個數(shù)小鼠的耗氧量1個指標(biāo)

無關(guān)變量控制小鼠的生理狀況、測量時間、灌喂甲狀腺激素的數(shù)量等

分組設(shè)置根據(jù)2個自變量，需分為4組：切除甲狀腺、手術(shù)但不切除甲狀

腺（假手術(shù)）、灌喂甲狀腺激素、灌喂生理鹽水

實驗方法切除法、灌喂法且每天1次

檢測指標(biāo)及次數(shù)小鼠單位時間的耗氧量，需要前側(cè)和后測

要求與說明操作和測定作要求，實驗持續(xù)時間為14天

實驗組：施加得到］

實驗變量反應(yīng)變量一對照一手斗學(xué)

分析結(jié)論

施加消失?

對照組：J相同

改變厚度改X

*Vg如何操作？

操縱控制檢測

自變量無關(guān)變量因變量

基于對以上問題的思考分析，故實驗思路的規(guī)范書寫如下:

①將生理狀況一致的成年小鼠隨機均分為A、B、C、D四組。（本步驟著重點是取材、分組、

編號。其中''生理狀況一致”體現(xiàn)了對無關(guān)變量的控制，“隨機均分”體現(xiàn)了科學(xué)性原則）

（2）隔一定的時間用耗氧量測定儀測定各組小鼠單位時間的耗氧量，并記錄。（何時測，用什

么測，測什么？實驗前測量記錄，作為每組前后對照的依據(jù)。）

（3）A組小鼠手術(shù)切除甲狀腺；B組小鼠手術(shù)但不切除甲狀腺（假手術(shù)）；C組小鼠每天用灌胃

器灌喂適量的甲狀腺激素溶液1次；D組小鼠每天用灌胃器灌喂等量的生理鹽水1次。（“A、

B、C、D四組”體現(xiàn)了對照原則，對各組別的不同處理體現(xiàn)出如何施加自變量）

④組小鼠置于相同且適宜條件下培養(yǎng)14天。每隔相同時間用耗氧量測定儀測定各組小鼠單

位時間的耗氧量，并記錄。（“相同且適宜條件”、“每隔相同時間”體現(xiàn)了對無關(guān)變量的控

制，此處的后側(cè)也可以簡寫成重復(fù)步驟②）

⑤所測得得實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與處理。

12

思考

已知胰島素和二甲雙弧都具有降血糖功能，為研究根據(jù)實驗?zāi)康模_定自

變量是

兩者聯(lián)合調(diào)節(jié)血糖濃度的效果,請根據(jù)以下提供的實驗

?...............■>①o

材料提出實驗思路。為研究兩者的聯(lián)合效

果，高血糖小白鼠隨機

實驗材料和儀器：高血糖模型小白鼠若干只、胰島素

均分成②.組，根據(jù)對

注射液、二甲雙胭藥片、安慰劑（不含降血糖成分）、

*............照原則及所提供的實驗

材料，請完成下表分

生理鹽水、血糖檢測儀等。

析。根據(jù)實驗?zāi)康募皟x

（要求與說明：二甲雙胭能降低腸道對糖的吸收，并瞿而犍椅醐被確宗田寺

增加細(xì)胞對糖的攝取。二甲雙服藥片和安慰劑使用灌胃

法。實驗中所使用試劑的濃度和用量不做要求）

實驗?zāi)康?/p>

實驗性質(zhì)

變量自變量及個數(shù)

分析因變量及個數(shù)

無關(guān)變量控制

分組設(shè)置

實驗方法

檢測指標(biāo)及次數(shù)

要求與說明

請分析下表并提出實驗思路:

注意避免實驗思路表述中的下列常見錯誤:

1.不明白材料用具的作用2.不明白什么是實驗原理

3.未遵循單因子變量原則4.對照設(shè)置不合理或缺乏對照

5.不理解具體情境與條件6.未注意可重復(fù)原則

7.步驟順序錯誤8.觀察指標(biāo)不明確

9.書寫不規(guī)范10.漏答。

練習(xí)

1.某種處于試驗研究階段的止痛藥Q存在一定的副作用，表現(xiàn)為實驗動物的肝腫大和代謝減

慢，且連續(xù)服藥兩個月內(nèi)效果愈加顯著?，F(xiàn)提供下列材料，請完成對該止痛藥Q副作用的研究。

材料用具：成年實驗兔、止痛藥Q（已用生理鹽水配制成試劑）、注射器、飼料、天平、氧濃度

傳感器等。

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（說明：達(dá)到實驗數(shù)據(jù)差異顯著所需時間為10天；各指標(biāo)具體測定方法不要求；以上材料用具

的數(shù)量均能滿足實驗要求。）

實驗思路：

第一步：選取①的成年實驗兔130只,先用相關(guān)儀器對其中的10只依次測定

②—,并記錄：

第二步；將剩余的成年實驗兔均分為甲、乙兩組；

第三步：除正常飼養(yǎng)外，甲組實驗兔每天定時注射適量的止痛劑Q,乙組；

第四步：④，依次測定相關(guān)指標(biāo)的數(shù)據(jù)，并記錄；

第五步：對所得實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析。

2.欲研究藥物乙對海拉細(xì)胞增殖的抑制作用，請根據(jù)以下提供的材料與用具，以海拉細(xì)

胞的細(xì)胞數(shù)變化為測定指標(biāo)，完善實驗分組設(shè)計和實驗思路，預(yù)測實驗結(jié)果并進(jìn)行分析與

討論。

材料與用具：海拉細(xì)胞懸液，藥物甲溶液（對細(xì)胞增殖有影響），藥物乙溶液，培養(yǎng)液、

培養(yǎng)瓶，血細(xì)胞計數(shù)板，顯微鏡等。

（要求與說明：細(xì)胞計數(shù)的具體操作過程不做要求，不考慮加入溶液對體積的影響，實驗

條件適宜）

回答下列問題：

（1）實驗分組設(shè)計：

A組：海拉細(xì)胞懸液+培養(yǎng)液

B組：海拉細(xì)胞懸液+培養(yǎng)液+藥物甲溶液

C組：海拉細(xì)胞懸液+培養(yǎng)液+藥物甲溶液，培養(yǎng)一段時間后，加入O

（2）完善實驗思路：

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第三節(jié)實驗結(jié)果的預(yù)期

實驗思路形成后，一般要針對可能出現(xiàn)的實驗結(jié)果設(shè)計實驗結(jié)果記錄表，并對實驗后

出現(xiàn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，除了用文字進(jìn)行預(yù)期外，要學(xué)會用坐標(biāo)曲線圖、柱形圖或表格

等多種形式呈現(xiàn)實驗結(jié)果，這是一個生物學(xué)習(xí)者和科研工作者均應(yīng)具備的基本專業(yè)素養(yǎng)。

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實驗表格的設(shè)計

生物實驗的表格通常包括：標(biāo)題（表格名稱）、表頭、列標(biāo)、行標(biāo)和數(shù)據(jù)格。如圖8-

5所示，①②③合稱為表頭，⑤為列標(biāo)，⑥為行標(biāo)，④為數(shù)據(jù)格。其中①是⑤列標(biāo)的內(nèi)容,

通常表示實驗組別或?qū)嶒炞宰兞康木唧w體現(xiàn)；②是④數(shù)據(jù)格的內(nèi)容，表示因變量測量指標(biāo)

的名稱；③是⑥行標(biāo)的內(nèi)容，通常表示對每個實驗組內(nèi)測量的次數(shù)，或為同一實驗組內(nèi)不

同個體，或為測量時間等。有時候可根據(jù)實驗情況，將⑥行標(biāo)與⑤列標(biāo)的內(nèi)容可互換表示。

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活動

設(shè)計表格

將本專題第一個思考與討論中的實驗按上述表格設(shè)計規(guī)范，設(shè)計一張該實驗數(shù)據(jù)記錄

表。

有些實驗方案要求將預(yù)期的結(jié)果和結(jié)論填入相應(yīng)的表格，就應(yīng)在表格中設(shè)計“預(yù)期結(jié)

果”和“實驗結(jié)論”等欄目；有時要求按實驗步驟將各步的實驗結(jié)果及結(jié)論填入表中，常

在“行標(biāo)”中按順序分行填寫相應(yīng)的實驗步驟，“列標(biāo)”中列出相應(yīng)步驟的實驗結(jié)果及原

因分析等，如2014年浙江省理綜生物實驗題要求設(shè)計出如圖8-3-2的表格，表格的標(biāo)題、

各步驟的結(jié)果預(yù)期及原因分析等均有一定的賦分，需全面展示方可得到高分。

驗證反射弧的組成與作用實驗的預(yù)測結(jié)果及結(jié)果分析表

預(yù)測

步驟結(jié)果結(jié)果的原因分析

①是反射孤完整，能夠?qū)Υ碳ぷ鞒龇磻?yīng)

②否刺激產(chǎn)生的興奮在反射弧申的傳導(dǎo)和傳遞需要時間，故

刺激與屈腿不會同時發(fā)生

③是

電刺激使腓腸肌的肌細(xì)胞產(chǎn)生動作電位或興奮，引起肌

肉收縮

否興奮在神經(jīng)肌肉接點的傳遞是單向的，故坐骨神經(jīng)上測

不到電位變化

圖8-3-22014年浙江省理綜高考實驗題表格

2.坐標(biāo)曲線圖的設(shè)計

生物坐標(biāo)曲線設(shè)計題主要考查對實驗自變量與因變量及其測量指標(biāo)（一個或多個）

的數(shù)值關(guān)系的理解和掌握情況。

生物實驗題的坐標(biāo)曲線可分為兩類，一類是定性曲線，只需大致反映自變量與因變

量之間的變化趨勢，如圖8-3-3中的a、b、d；一類是定量曲線，要求通過橫縱坐標(biāo)中的

準(zhǔn)確數(shù)值變化呈現(xiàn)，如圖8-3-3中的c。按所需繪制的曲線條數(shù)可分為單曲線（圖a）、

雙曲線（圖b）及多曲線（圖b、d）；或按所繪的縱坐標(biāo)數(shù)分為單縱坐標(biāo)（圖a、b、c）

和雙縱坐標(biāo)曲線（圖d）。

16

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