1．對照性原則：
　　在實驗設(shè)計中，通常設(shè)置對照組，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同非處理因素的差異。
　　實驗設(shè)計中可采用的對照方法很多，但通常采用的有空白對照的原則（即不給對照組以任何處理因素）、條件對照原則（給對照組以部分實驗因素，但不是要研究的處理因素）、自身對照原則（實驗和對照都在同一研究對象上進行，可以是不同時間或部位）、相互對照原則（不單獨設(shè)對照組，而是幾個實驗組相互對照）等。

例 為驗證“鎂是植物生活的必需元素”，三位同學進行了實驗設(shè)計，下列是實驗的基本思路。請分別指出三個實驗思路能否達到實驗?zāi)康模瑸槭裁�？再寫出你的設(shè)計思路。

（1）實驗一：取生長狀況一致的大豆幼苗，用符合實驗要求的容器進行培養(yǎng)。對照組容器內(nèi)只盛有蒸餾水，實驗組盛有用蒸餾水配制的鎂鹽溶液。兩組置于相同的適宜條件下培養(yǎng)，并對溶液通氣，觀察比較兩組植物的生長發(fā)育情況。

（2）實驗二：取生長狀況一致的大豆幼苗，栽培在盛有砂性土壤的容器中（砂性土壤肥力均勻，容器符合實驗要求），對照組澆以蒸餾水，實驗組澆以蒸餾水配制的鎂鹽溶液，兩組置于相同的適宜條件下培養(yǎng)，觀察比較兩組植物的生長發(fā)育情況。

（3）實驗三：取生長狀況一致的大豆幼苗，栽培在盛有砂性土壤的容器中（砂性土壤肥力均勻，容器符合實驗要求），對照組澆以含有植物必需的各種元素的完全營養(yǎng)液，實驗組澆以不含鎂離子的完全營養(yǎng)液，兩組置于相同的適宜條件下培養(yǎng)，觀察比較兩組植物的生長發(fā)育情況。

（4）下面由你進行實驗設(shè)計，請寫出你的設(shè)計思路。

例 為了研究胰腺的胰液分泌調(diào)節(jié)，某人從實驗狗甲的一段小腸上刮下黏膜，將該黏膜放入稀鹽酸中浸泡，把過濾后的提取液注入實驗狗乙的靜脈，結(jié)果引起實驗狗乙的胰液大量分泌，并由此得出“小腸黏膜中存在促進胰液分泌的某種物質(zhì)”的結(jié)論。

分析這一實驗與結(jié)論，回答下列問題：

僅根據(jù)上述實驗?zāi)芊竦贸鲈摻Y(jié)論，為什么？

例  為了驗證甲狀腺激素的生理作用，試以大白鼠的耗氧量和活動量為觀察指標，根據(jù)給出的實驗材料和用具，設(shè)計實驗步驟，預(yù)測實驗結(jié)果，并作出分析。?

（1）材料和用具：日齡相同體重相近的雄性成年大白鼠兩組，甲狀腺激素溶液，蒸餾水，灌胃器，耗氧量測定裝置，小動物活動測定儀等。?

（實驗提示：給藥途徑為每日灌胃，給藥劑量和儀器操作不作考試要求，室溫恒定。）

（2）方法與步驟：????????

（3）結(jié)果預(yù)測與分析：

請據(jù)圖回答問題：

① A產(chǎn)物合成始于細菌生長曲線的_________期，屬于____________代謝產(chǎn)物。

② B產(chǎn)物的積累量在細菌生長曲線的_____________期最大。

（2）絕大多數(shù)微生物的最適生長溫度為25～37℃。為了探究培養(yǎng)溫度對谷氨酸棒狀桿菌代謝產(chǎn)物（谷氨酸）合成量的影響，設(shè)計如下實驗。在實驗中有4處錯誤，分別標以①、②、③、④，請依次分析錯誤原因。

第一步：設(shè)定培養(yǎng)溫度為28℃、29℃、30℃。

①

第二步：將菌種接種到滅菌后的液體培養(yǎng)基中，分別在設(shè)定的溫度條件下密閉培養(yǎng)。

②

第三步：在衰亡期定時取樣，分別測定谷氨酸合成量，記錄結(jié)果并繪制曲線。

③

實驗結(jié)果預(yù)測和結(jié)論：若在30℃培養(yǎng)條件下，谷氨酸合成量最大，則認為，30℃為該細菌合成谷氨酸的最適培養(yǎng)溫度。

④

①________________________________________________________。

②________________________________________________________。

③________________________________________________________。

④________________________________________________________。

例 （07年全國卷Ⅰ）為了確定生長素類似物促進扦插枝條生根的適宜濃度，某同學用兩種濃度的生長素類似物分別處理扦插枝條作為兩個實驗，用蒸餾水處理作為對照組進行實驗。結(jié)果發(fā)現(xiàn)三組扦插枝條生根無差異。回答下列問題：

（1）參考該同學的實驗，在下一步實驗中你應(yīng)該如何改進，才能達到實驗的目的？請說明理論依據(jù)。

（2）在進行扦插枝條生根實驗時，一般需要剪去扦插枝條上的一部分葉片，其主要目的是為了減少___________________________，同時還要使其中扦插環(huán)境保持較高的_______________________，避免扦插枝條干枯。

（一）生物實驗設(shè)計的主要原則

A．光照強度為a時，造成曲線II和III光合作用強度差異的原因是CO₂濃度不同

B．光照強度為b時，造成曲線I和II光合作用強度差異的原因是溫度不同

C．光照強度為a－b，曲線I和II光合作用強度隨光照強度升高而升高

D．光照強度為a－c，曲線I、III光合作用強度隨光照強度升高而升高

2000年第一次嘗試了實驗設(shè)計能力的考查。此后，年年都有不同形式的考查實驗設(shè)計和分析的試題。而且花樣翻新。逐漸發(fā)展為對未知答案的問題進行探究，考查探究能力的試題其結(jié)論是未知的或不確定的，需要通過實驗設(shè)計或其他方式得出。

例 （07年北京卷）疫苗對預(yù)防傳染病具有重要意義。為研制抗某種病毒的滅活病毒疫苗，研究人員設(shè)計實驗方案如下：

（1）制備疫苗

將純化的某種病毒在特定的_____________中培養(yǎng)、增殖。收獲病毒后用滅活劑殺死，但要確保滅活病毒的_________________不被破壞且能被免疫細胞識別，這樣得到的滅活病毒即為本實驗所用的疫苗。

（2）用實驗動物檢測疫苗刺激機體產(chǎn)生抗體的能力

①實驗原理：通過接種疫苗，滅活病毒進入實驗動物體內(nèi)可刺激B細胞，使之增殖、分化形成效應(yīng)B細胞并產(chǎn)生相應(yīng)的______________；當_____________病毒再次入侵時，機體能產(chǎn)生更強的特異性免疫反應(yīng)，包括_____________________。

②實驗過程：將健康的實驗動物分成對照組和多個實驗組，每組若干只動物。

對照組的處理：接種不含疫苗的接種物，一段時間后再______________。

實驗組的處理：接種_____________，一段時間后再接種病毒。

為確定疫苗的有效濃度，不同實驗組的動物需接種_____________的疫苗。

③分析結(jié)果：統(tǒng)計實驗組和對照組動物的發(fā)病率、存活率。

若該疫苗可以刺激機體產(chǎn)生足夠的抗體，則實驗組比對照組發(fā)病率_________、存活率_________。

評價和設(shè)計型實驗題在近幾年的高考試題中可以說是一個熱點，多次在不同地區(qū)的試題中出現(xiàn)。設(shè)計實驗試題主要考查學生是否理解教材中學習過的實驗原理，是否具有靈活運用實驗原理的能力，是否具有在不同情境下遷移知識的能力和創(chuàng)新能力。能否在給定的條件下，根據(jù)所問的問題設(shè)計實驗。或者對實驗方案進行評價，分析實驗方案中的不合理和不科學的部分，包括科學性、實驗設(shè)計的嚴謹性、實驗條件的一致性、單變量原則、對照性原則、實驗器材的選擇、實驗結(jié)果表達、數(shù)據(jù)處理和是否能得出正確結(jié)論等。

例  （06年天津理綜試卷）（1）下圖為某種細菌的生長曲線及A、B兩種代謝產(chǎn)物積累曲線。

28.6

（1）由表可見，溫度為70℃時甘薯還原糖含量最高，這是因為___________________。

（2）馬鈴薯不含還原糖的原因是___________________。

（3）為了確認馬鈴薯不含還原糖的原因，請完成以下實驗：

實驗原理：①_______________________________________________________；

          ②_______________________________________________________。

備選材料與用具：甘薯提取液（去淀粉和還原糖），馬鈴薯提取液（去淀粉），二苯胺試劑，斐林試劑，雙縮脲試劑，質(zhì)量分數(shù)為3%的淀粉溶液和質(zhì)量分數(shù)為3%的蔗糖溶液等。

實驗步驟：

第一步：取A、B兩支試管，在A管中加入甘薯提取液，B管中加入等量的馬鈴薯提取液。

第二步：70℃水浴保溫5min后，在A、B兩支試管中各加入_____________。

第三步：70℃水浴保溫5min后，在A、B兩支試管中再各加入___________。

第四步：__________________________________。

實驗結(jié)果：________________________________。

（4）馬鈴薯不含還原糖，但吃起來略帶甜味，這是由于____________________的作用，食用馬鈴薯后消化分解成的葡萄糖，被小腸上皮細胞聽收后發(fā)生的代謝變化是__________________________________________________________________________。

例 （07年北京卷）科學家研究CO₂濃度、光照強度和溫度對同一種植物光合作用強度的影響，得到實驗結(jié)果如下圖，請據(jù)圖判斷下列敘述不正確的是

45.3

68.9

54.7

47.4

40.5

37.6