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实验题解题技能3 实验设计——变量 (2009·全国理综Ⅰ，32)已知2H2O2=2H2O+O2↑，可以通过观察反应过程中O2的生成速度（即气泡 从溶液中释放的速度）来判断H2O2分解反应的速 度。请用所给的实验材料和用具设计实验，使其 能同时验证过氧化氢酶具有催化作用和高效性。 要求写出实验步骤、预测实验结果、得出结论， 并回答问题。;实验材料与用具：适宜浓度的H2O2溶液、蒸馏水、 3.5%FeCl3溶液、0.01%过氧化氢酶溶液、恒温水 浴锅、试管。 （1）实验步骤 ① 。 ② 。 ③ 。 （2）实验结果预测及结论 整个实验中,不同处理的试管中O2的释放速度从快 到慢依次是 。 由此可得出的结论是 。;（3）如果仅将实验中的恒温水浴改为80℃，重做 上述实验，O2释放的速度最快的是 ， 原因是 。 解析 该题要同时验证酶具有催化作用和高效性, 因此应遵循对照原则、科学性原则和单一变量原 则。由实验目的可分析得知本实验中自变量为蒸 馏水、FeCl3溶液和过氧化氢酶溶液，表观因变量 为气泡产生的快慢，而实验原理题干中已经有所 描述。在具体步骤的设计中要注意:①编号;②注 意等量原则;③适宜温度（37℃）。整个实验中, 不同处理的试管中O2释放最快的是加酶溶液的试管，其次是加FeCl3溶液的试管，再次是加蒸馏水;的试管，由此可得出的结论是酶具有催化作用和 高效性。若将恒温水改为80℃，重做实验，则必 然会导致过氧化氢酶因高温变性而失去活性，因 此释放O2最快的是加FeCl3溶液的试管。 答案 ①取3支试管，各加入等量且适量的H2O2溶 液，放入37℃恒温水浴锅中保温适当时间 ②分别向上述3支试管中加入等量且适量的蒸馏水、FeCl3溶液和过氧化氢酶溶液 ③观察各试管中释放气泡的快慢 （2）加过氧化氢酶溶液的试管、加FeCl3溶液的 试管、加蒸馏水的试管 酶具有催化作用且具有 高效性 （3）加FeCl3溶液的试管 在此温度下，FeCl3催 化作用加快，而过氧化氢酶因高温变性而失去了 活性;方法探究 单一变量原则 1.变量：或称因子，是指实验过程中所被操作的 特定因素或条件,按性质不同,通常可分为两类： （1）自变量与因变量 自变量，指实验中由实验者所操纵的因素或条 件；因变量，指实验中由于自变量而引起的变 化和结果。通常，自变量是原因，因变量是结 果，二者具有因果关系。实验的目的在于获得 和解释这种前因后果。;（2）无关变量与额外变量 无关变量，指实验中除自变量以外，可能还会存 在一些可变因素，对实验结果造成影响，这些变 量称为无关变量。额外变量，也称干扰变量，指 实验中由于无关变量所引起的变化和结果。显然, 额外变量会对因变量有干扰作用。实验的关键之一在于控制无关变量或减少额外变量，以减少误差。 ;2.单一变量原则 在实验设计中仅仅改变实验中的某一项变量， 其它因子不变，在此条件下，观察、研究该 变量对实验材料和实验结果的影响。除了整 个实验过程中欲处理的实验因素外，其他实 验条件要做到前后一致。;教材中相关实验的变量 ;探索淀 粉酶对 淀粉和 蔗糖水 解的作 用;;;;变式训练 下列有关实验变量的叙述中，正确的是（ ）A.在探究温度对酶活性影响的实验中，温度和 pH是自变量 B.在模拟探究细胞表面积与体积关系的实验中, 正方体琼脂块的体积是无关变量 C.在探究植物生长调节剂对扦插枝条生根作用 的实验中，插条生根数是因变量 D.在探究酵母菌呼吸方式的实验中，酒精是无 关变量;解析 在探究温度对酶活性影响的实验中,探究的是温度的影响，温度是自变量,pH是无关变量,酶 活性是因变量。在模拟探究细胞表面积与体积关 系的实验中，正方体琼脂块是模拟的细胞，其表 面积和体积的变化代表细胞的表面积和体积的变 化，琼脂块大小即其体积是自变量。在探究酵母 菌呼吸方式的实验中，通过检测酒精的有无判断 呼吸作用的方式，因此酒精是因变量。在探究植 物生长调节剂对扦插枝条生根作用的实验中，植 物生长调节剂是自变量，插条生根数是因变量。 答案 C;随堂演练 1.如图所示，下列4