1．对照性原则：
　　在实验设计中，通常设置对照组，通过干预或控制研究对象以消除或减少实验误差，鉴别实验中的处理因素同非处理因素的差异。
　　实验设计中可采用的对照方法很多，但通常采用的有空白对照的原则（即不给对照组以任何处理因素）、条件对照原则（给对照组以部分实验因素，但不是要研究的处理因素）、自身对照原则（实验和对照都在同一研究对象上进行，可以是不同时间或部位）、相互对照原则（不单独设对照组，而是几个实验组相互对照）等。

例 为验证“镁是植物生活的必需元素”，三位同学进行了实验设计，下列是实验的基本思路。请分别指出三个实验思路能否达到实验目的，为什么？再写出你的设计思路。

（1）实验一：取生长状况一致的大豆幼苗，用符合实验要求的容器进行培养。对照组容器内只盛有蒸馏水，实验组盛有用蒸馏水配制的镁盐溶液。两组置于相同的适宜条件下培养，并对溶液通气，观察比较两组植物的生长发育情况。

（2）实验二：取生长状况一致的大豆幼苗，栽培在盛有砂性土壤的容器中（砂性土壤肥力均匀，容器符合实验要求），对照组浇以蒸馏水，实验组浇以蒸馏水配制的镁盐溶液，两组置于相同的适宜条件下培养，观察比较两组植物的生长发育情况。

（3）实验三：取生长状况一致的大豆幼苗，栽培在盛有砂性土壤的容器中（砂性土壤肥力均匀，容器符合实验要求），对照组浇以含有植物必需的各种元素的完全营养液，实验组浇以不含镁离子的完全营养液，两组置于相同的适宜条件下培养，观察比较两组植物的生长发育情况。

（4）下面由你进行实验设计，请写出你的设计思路。

例 为了研究胰腺的胰液分泌调节，某人从实验狗甲的一段小肠上刮下黏膜，将该黏膜放入稀盐酸中浸泡，把过滤后的提取液注入实验狗乙的静脉，结果引起实验狗乙的胰液大量分泌，并由此得出“小肠黏膜中存在促进胰液分泌的某种物质”的结论。

分析这一实验与结论，回答下列问题：

仅根据上述实验能否得出该结论，为什么？

例  为了验证甲状腺激素的生理作用，试以大白鼠的耗氧量和活动量为观察指标，根据给出的实验材料和用具，设计实验步骤，预测实验结果，并作出分析。?

（1）材料和用具：日龄相同体重相近的雄性成年大白鼠两组，甲状腺激素溶液，蒸馏水，灌胃器，耗氧量测定装置，小动物活动测定仪等。?

（实验提示：给药途径为每日灌胃，给药剂量和仪器操作不作考试要求，室温恒定。）

（2）方法与步骤：????????

（3）结果预测与分析：

请据图回答问题：

① A产物合成始于细菌生长曲线的_________期，属于____________代谢产物。

② B产物的积累量在细菌生长曲线的_____________期最大。

（2）绝大多数微生物的最适生长温度为25～37℃。为了探究培养温度对谷氨酸棒状杆菌代谢产物（谷氨酸）合成量的影响，设计如下实验。在实验中有4处错误，分别标以①、②、③、④，请依次分析错误原因。

第一步：设定培养温度为28℃、29℃、30℃。

①

第二步：将菌种接种到灭菌后的液体培养基中，分别在设定的温度条件下密闭培养。

②

第三步：在衰亡期定时取样，分别测定谷氨酸合成量，记录结果并绘制曲线。

③

实验结果预测和结论：若在30℃培养条件下，谷氨酸合成量最大，则认为，30℃为该细菌合成谷氨酸的最适培养温度。

④

①________________________________________________________。

②________________________________________________________。

③________________________________________________________。

④________________________________________________________。

例 （07年全国卷Ⅰ）为了确定生长素类似物促进扦插枝条生根的适宜浓度，某同学用两种浓度的生长素类似物分别处理扦插枝条作为两个实验，用蒸馏水处理作为对照组进行实验。结果发现三组扦插枝条生根无差异。回答下列问题：

（1）参考该同学的实验，在下一步实验中你应该如何改进，才能达到实验的目的？请说明理论依据。

（2）在进行扦插枝条生根实验时，一般需要剪去扦插枝条上的一部分叶片，其主要目的是为了减少___________________________，同时还要使其中扦插环境保持较高的_______________________，避免扦插枝条干枯。

（一）生物实验设计的主要原则

A．光照强度为a时，造成曲线II和III光合作用强度差异的原因是CO₂浓度不同

B．光照强度为b时，造成曲线I和II光合作用强度差异的原因是温度不同

C．光照强度为a－b，曲线I和II光合作用强度随光照强度升高而升高

D．光照强度为a－c，曲线I、III光合作用强度随光照强度升高而升高

2000年第一次尝试了实验设计能力的考查。此后，年年都有不同形式的考查实验设计和分析的试题。而且花样翻新。逐渐发展为对未知答案的问题进行探究，考查探究能力的试题其结论是未知的或不确定的，需要通过实验设计或其他方式得出。

例 （07年北京卷）疫苗对预防传染病具有重要意义。为研制抗某种病毒的灭活病毒疫苗，研究人员设计实验方案如下：

（1）制备疫苗

将纯化的某种病毒在特定的_____________中培养、增殖。收获病毒后用灭活剂杀死，但要确保灭活病毒的_________________不被破坏且能被免疫细胞识别，这样得到的灭活病毒即为本实验所用的疫苗。

（2）用实验动物检测疫苗刺激机体产生抗体的能力

①实验原理：通过接种疫苗，灭活病毒进入实验动物体内可刺激B细胞，使之增殖、分化形成效应B细胞并产生相应的______________；当_____________病毒再次入侵时，机体能产生更强的特异性免疫反应，包括_____________________。

②实验过程：将健康的实验动物分成对照组和多个实验组，每组若干只动物。

对照组的处理：接种不含疫苗的接种物，一段时间后再______________。

实验组的处理：接种_____________，一段时间后再接种病毒。

为确定疫苗的有效浓度，不同实验组的动物需接种_____________的疫苗。

③分析结果：统计实验组和对照组动物的发病率、存活率。

若该疫苗可以刺激机体产生足够的抗体，则实验组比对照组发病率_________、存活率_________。

评价和设计型实验题在近几年的高考试题中可以说是一个热点，多次在不同地区的试题中出现。设计实验试题主要考查学生是否理解教材中学习过的实验原理，是否具有灵活运用实验原理的能力，是否具有在不同情境下迁移知识的能力和创新能力。能否在给定的条件下，根据所问的问题设计实验。或者对实验方案进行评价，分析实验方案中的不合理和不科学的部分，包括科学性、实验设计的严谨性、实验条件的一致性、单变量原则、对照性原则、实验器材的选择、实验结果表达、数据处理和是否能得出正确结论等。

例  （06年天津理综试卷）（1）下图为某种细菌的生长曲线及A、B两种代谢产物积累曲线。

28.6

（1）由表可见，温度为70℃时甘薯还原糖含量最高，这是因为___________________。

（2）马铃薯不含还原糖的原因是___________________。

（3）为了确认马铃薯不含还原糖的原因，请完成以下实验：

实验原理：①_______________________________________________________；

          ②_______________________________________________________。

备选材料与用具：甘薯提取液（去淀粉和还原糖），马铃薯提取液（去淀粉），二苯胺试剂，斐林试剂，双缩脲试剂，质量分数为3%的淀粉溶液和质量分数为3%的蔗糖溶液等。

实验步骤：

第一步：取A、B两支试管，在A管中加入甘薯提取液，B管中加入等量的马铃薯提取液。

第二步：70℃水浴保温5min后，在A、B两支试管中各加入_____________。

第三步：70℃水浴保温5min后，在A、B两支试管中再各加入___________。

第四步：__________________________________。

实验结果：________________________________。

（4）马铃薯不含还原糖，但吃起来略带甜味，这是由于____________________的作用，食用马铃薯后消化分解成的葡萄糖，被小肠上皮细胞听收后发生的代谢变化是__________________________________________________________________________。

例 （07年北京卷）科学家研究CO₂浓度、光照强度和温度对同一种植物光合作用强度的影响，得到实验结果如下图，请据图判断下列叙述不正确的是

45.3

68.9

54.7

47.4

40.5

37.6