第二部分实验设计
（一）生物实验设计题的设计原则。
1、科学性原则：包括实验原理的科学性、实验材料选择的科学性、实验方法、实验
结果处理的科学性。
2、平行复重原则：即控制某种因素的变化幅度，在同样条件下重复实验，观察其对
实验结果影响的程度。任何实验都必须能够重复，这是具有科学性的标志。
3、可行性原则：可行性原则是指在设计生物学实验时，从实验原理、实验的实施到
实验结果的产生，都具有可行性。
4. 随机性原则：随机性原则是指被研究的样本是从总体中任意抽取的。这样做的意
义在于：一是可以消除或减少系统误差，使显着性测验有意义；二是平衡各种条件，
避免实验结果中的偏差。
5..简便性原则：实验设计时，要考虑到实验材料要容易获得，实验装置简单，实验
药品较便宜，实验操作较简便，实验步骤较少，实验时间较短。
6．单因子变量原则和等量性原则
所谓单因子变量原则，强调的是实验组和对照组相比只能有一个变量，只有这样
当实验组和对照组出现不同结果时，才能确定造成这种不同结果的原因肯定是这个变
量造成的，从而证明实验组所给实验因素的作用，因此在设计对照组实验时首先要确
定变量并加以正确设置，至于将谁作为变量则很容易确定，即要验证谁则把谁作为变
量，也就是要把所要验证的中心条件作为变量。
7.对照性原则:科学、合理的设置对照可以使实验方案简洁、明了，且使实验结论更
有说服力。实验中的无关变量很多，必须严格控制，要平衡和消除无关变量对实验
结果的影响，对照实验的设计是消除无关变量影响的有效方法。所谓对照实验是指除
所控因素外其它条件与被对照实验完全相等的实验。对照实验设置的正确与否，关键
就在于如何尽量去保证“其它条件的完全相等”。具体来说有如下四个方面：
①所有用生物材料要相同即所用生物材料的数量、质量、长度、体积、来源和生理状
况等方面特点要尽量相同或至少大致相同。②所用实验器具要相同即试管、烧杯、水
槽、广口瓶等器具大小型号要完全一样。③所用实验试剂要相同即试剂的成分、浓度、
体积要相同。尤其要注意体积上等量的问题。④所用处理方法要相同如：保温或冷却：
光照或黑暗；搅拌或振荡都要一致。有时尽管某种处理对对照实验来说，看起来似乎
是毫无意义的，但最好还是要作同样的处理。
设置对照组常有4种方法：
(1)空白对照，即不给对照组做任何处理；例如，在“唾液淀粉酶催化淀粉”的实验
中，实验组滴加了唾液淀粉酶液，而对照组只加了等量的蒸馏水，起空白对照；在还
原糖鉴定实验中留一部分样液不加入斐林试剂，以作对照。
(2)条件对照，即虽给对照组施以部分实验因素，但不是所研究的实验处理因素；这
种对照方法是指不论实验组还是对照组的对象都作不同条件的处理，目的是通过得出
两种相对立的结论，以验证实验结论的正确性。例如，在“动物激素饲喂小动物”的
实验中，采用等组实验法，甲组为实验组(饲喂甲状激素)，乙组为条件对照(饲喂甲
状抑制剂)；不饲喂药剂的是空白对照组。显然，通过条件对照．实验说服力大大提
高。
(3)自身对照，指对照组和实验组都在同一研究对象上进行，不再另外设置对照组；
例如，“质壁分离与复原”实验，自身对照简便，但关键要看清楚实验处理前后的现
象及变化差异。
处理前的对象状况为对照组，处理后的对象变化为实验组。
(4)相互对照，不单独设置对照组，而是几个实验相互为对照。即实验与对照在同一
对象上进行.这种方法常用于等组实验中。“植物向光性”实验中，利用若干组燕麦
胚芽的不同条件处理的实验组之间的对照，说明了生长素与植物生长弯曲的关系
件处理的实验组之间的对照，说明了生长素与植物生长弯曲的关系。证
明玉米根的生长方向与地心引力的关系实验中不同方向放置的玉米种子之间则属于
相互对照。再如: 在探究温度(或pH)对酶催化活性影响实验中温度(或pH)(0度、50
度,100度) 为相互对照。在实验中要找出一个最佳效果点，就要采取相互对照进行
实验。
“实验组”与“对照组”确认
一个实验通常分为实验组和对照组（控制组）。实验
:
组是施加实验变量处理的被试组；对照组是不施加实验变量处理的对象组，两者对无
关变量的影响是相等的，两组之间的差别，被认为是来自实验变量的结果，如为研究
光对幼苗生长的影响时实验变量应为撤掉光照，因而暗处生长的小麦幼苗应为实验
组，而自然状态（即未接受实验变量处理）的小麦幼苗应为对照组，通过对照组能增
强实验的信度。
。（二）实验设计的方法体系。
1、常用器材和药品的使用方法
NaOH：吸收CO
：鉴定CO
HCl：解离或改变
或改变溶液的pH。 Ca（OH）
2
2
2
溶液的pH。
NaHCO
：提供CO
滤纸：过滤或纸层析。纱布或尼龙布：过滤斐林试剂：可溶
2
3
性还原性糖的鉴定。
碘液：鉴定淀粉。苏丹Ⅲ、Ⅳ：脂肪的鉴定。双缩脲试剂：蛋白质的鉴定
龙胆紫溶液或醋酸洋红：碱性染料，用于染色体染色。
NaCl：配制生理盐水及其它不同浓度的盐溶液，可用于动物细胞内液。
琼脂：激素或其它物质的载体，用于激素的转移或培养基。
酒精：用于消毒处理、提纯DNA、叶片脱色及配制解离液。
蔗糖：配制蔗糖溶液，用于测定植物细胞液浓度或观察质壁分离和复原。
甲基绿：对DNA进行染色；吡罗红：对RNA进行染色；健那绿：对线粒体进行染色。
释放量或CO
吸收量或淀
2、实验结果的显示方法。如：（1）速度：光合速度----O
2
2
粉产生量；呼吸速度----O
----
吸收量或CO
产生：O
释放量或淀粉减少量；（2）有无O
2
2
2
2
余烬复燃、无O
---火焰熄灭；（3）细胞液浓度大小---质壁分离；（4）细胞是否死
2
亡---质壁分离；（5）种子发芽率；（6）生长发育：生根数、长度（身长变化）、
身高、宽度、体重变化、发育速度（耗氧量）、动物活动状态---生长素、甲状腺激
素、生长激素、胰岛素等作用；（7）存活率与死亡率；（8）观色法：如①生物组织
中可溶性还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定的实验，②测交结果预测，除了全黑，有白有
黑外，还有全白，③加碘后，“不变蓝”不等于“无色”或“没有颜色变化”；另外
“不变”也不能说成“无现象”，④不能把“褪色”说成“无色”；（9）计录时间：
如保鲜时间长短。
3、实验条件的控制方法。（1）增加水中氧气----泵入空气或吹气或放入绿色水生植
物；（2）减少水中氧气----容器密封或油膜覆盖或用凉开水；（3）除去容器中二气
化碳-----氢氧化钠溶液；（4）除去叶中原有淀粉-----置于黑暗环境；（5）除去叶
中叶绿素----酒精加热；（6）除去光合作用对呼吸作用干扰----给植株遮光；（7）
如何得到单色光----棱镜色散或薄膜滤光；（8）线粒体提取-----细胞匀浆离心。
4、初测法。如初始长度、初始刻度、初始温度、初始重量等
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