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一、实验的一些基本相关理论
高考试题一般只测试科学探究活动的几个环节，如试验设计、实验数据的处理、实验分析、实验评价等，因此掌握实验的一些基本相关理论非常重要。
1.变量
所谓变量，是指影响实验的各种因素及结果，包括材料器具、环境条件、操作等。各种变量之间可以用以下函数式表示：
如：为了探究光强对某植物光合作用的影响，特设立以下三个组别进行实验。组1：遮光；组2：50%全日照；组3∶100%全日照。分别在相同密闭装置中进行实验。
2.控制变量
(1)控制变量的基本要求
①控制自变量，以形成对照或对比。上面例子的各组实验中，除光强不同外，其他变量均保持相同。
②无关变量应适宜并保持一致，以增强说服力。上面例子的各组实验中，各种无关变量不仅要保持相同，而且要适宜，如温度、
浓度必须保持在最佳或接近最佳状态。（试想如果在-30℃或者0.001%浓度条件下实验，能达到实验目的吗？）
③观察分析因变量，以得出实验结果或结论。在上面的例子中，通过测量装置中单位时间内量的变化检测因变量。为使检测结果更准确，需要坚持平行重复原则或大样本原则，反复测量，取其平均值。
(2)加减法原理
“加法原理”或“减法原理”是指与常态相比较，人为地增加或减少某种影响因素的原理。例如，探究不同酸碱度对唾液淀粉酶的影响的实验中，为控制pH调节酸碱度，人为地加入盐酸或氢氧化钠溶液。加入盐酸或氢氧化钠溶液相对于蒸馏水来说就是加法原理。再如，为研究甲状腺激素对蝌蚪生长和发育的作用，设计了如下实验：将15只蝌蚪分成三组，分别放入有普通河水的培养缸中。第一组培养缸中放有水草，第二组培养缸中放有一定量的甲状腺激素，第三组培养缸中放有甲状腺抑制剂。上述三组实验中，添加了甲状腺激素和甲状腺抑制剂的河水相对于普通河水来说，前者是增加了某种因素，后者从表面看是增加了某种因素，实验上是抑制蝌蚪产生甲状腺激素，是减去了甲状腺激素对蝌蚪的影响，因此利用的是减法原理。添加甲状腺激素和甲状腺抑制剂的两个实验是实验组，而用普通河水的一组是对照组。
(3)设置对照
①空白对照。设置两组实验，其中施加实验变量（要研究的因素）处理的为实验组，常态或未施加实验变量（要研究的因素）处理的为对照组。自变量为实验变量的有无。一般验证性实验采用空白对照。
②相互对照。设置三组以上实验，每一组既作为实验组，同时又是其他组的对照。自变量为实验变量的不同量度（或类别）。一般探究“××最适（佳）条件”的实验采用相互对照。
③自身对照。实验组、对照组在同一实验对象上进行，即实验前的处理为对照组，处理后的为实验组，自变量为实验变量的处理与否。
④条件对照。增设了与实验变量无关的实验组。常结合空白对照进行，具有反证或加强作用。
例1 以R、S两种肺炎双球菌为实验模型，可以设计如下实验：
A.S型DNA+DNA酶+基本培养基，接种R型；
B.S型DNA+基本培养基，接种R型；
C.S型蛋白质+基本培养基，接种R型；
D.S型多糖+基本培养基，接种R型。
(1)若为“验证DNA是肺炎双球菌的遗传物质”，则A为实验组，B为空白对照组，C、D为条件对照组。
(2)若为“探究肺炎双球菌的遗传物质”，则A为条件对照组，B,C,D为相互对照组。
二、解答实验设计题的基本思路
1.审题
(1)明确实验目的，确定实验原理。
(2)变量分析，确定自变量，因变量和无关变量，以及对照方式，变量分析是实验设计的关键。
2.答题
用科学规范的生物学科语言作答：
①准确描述。不能定量的用“适宜条件”“一段时间”“等量”“相同”“相同且适宜”等进行表述。
②条理清楚，体现实验组与对照组“平行试验”特点，即实验组与对照组共性处理及相似处理放在一个步骤中叙述，不要分开。
具体地：
a.共性处理。取材、分组、编号，以及实验材料的前处理，或其他预备处理。
b.变量处理。依据“单一变量”原则对自变量进行不同的处理，“等量性”原则对无关变量进行相同且适宜的处理。
c.因变量检测。选择简便易行的方法及可测量指标，遵循“可重复性”或大样本原则以保证实验数据的准确性，对因变量进行观察、检测、记录。
d.实验预期及得出相应结论。
e.实验数据的处理与分析（解读）。
例2 验证胰高血糖素具有升高血糖的作用。
材料器具：小鼠若干，胰高血糖素溶液，生理盐水，蒸馏水，斑氏试剂（或斐林试剂），试管若干，烧杯，注射器，酒精灯……
【思路分析】
1.审题
(1)实验原理：胰高血糖素具有升高血糖的作用。向实验组小鼠注射适量胰高血糖素导致血糖升高，从而出现糖尿，可用斑氏试剂（或斐林试剂）检测出现砖红色沉淀；对照组注射等量生理盐水（胰高血糖素的溶剂）不会出现该现象。
(2)变量分析；由于是验证性实验，故选择空白对照。自变量为胰高血糖素的有无。关键的无关变量：注射胰高血糖素的量要适宜；实验小鼠要适龄、健康；随机分组，还应注意性别。
2.答题
(2)向A组注射适量的胰高血糖素溶液，B组注射等量生理盐水。（变量处理）
(3)一段时间后，分别取6只小鼠的尿液，加入对应6支试管中，沸水浴共热一段时间，观察、记录实验现象。（因变量检测）
(4)实验预期：A'组出现红色沉淀，B'组不出现红色沉淀（仍为蓝色溶液），证明胰高血糖素具有升高血糖的作用。