多变量生物实验题的解答
张嗣俊(河北省威县一中054700)
摘要多变量生物实验题是指在一个生物实验中同时存在多个变量，解答的关键是准确找出变量作为切入点针对多个变量逐一处理，使学生掌握解答此类问题的一般方法，从而降低解题难度。
关键词变量对照探究验证
所谓多变量是指在一个实验中同时存在多个变量，且都能对实验结果和结论造成影响。这一类题目往往需对照多个变量设置多个处理，因而难度较大。解答时应采用单因素分析法对各个变量逐一对照处理再综合分析，一般在高中阶段所遇到的题目中变量不超过两个，且再多变量也是按此分析即可，故本文通过对含有两个变量典型实验例题的剖析找到此类题目的规律由此归纳出解题的一般程序和方法，给大家提供一个相对固定的模式，提高解题方法的可操作性，降低解答时的难度。
一典型例题解析
例：已知植物根的生长具有向地性，但不知道究竟是仅由重力影响，还是仅单侧光引起或是和两者都有关系，请设计实验进对这个问题进行探究。实验材料和用具：大豆种子若干烧杯不透明的纸盒琼脂培养基
⑴依据所学知识针对这个问题做出假设
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解析：其实验结果或结论不能确定，需要我们去假设它可能出现的结果或结论。因此可假设为下列三者中任何一种：
植物根生长的向地性仅由重力的刺激引起
植物根生长的向地性仅由单侧光的刺激引起
植物根生长的向地性与重力和单侧光都有关系
⑵实验方法和步骤，请将缺少的步骤补充完整
第一步：大豆幼苗培养。取大豆种子若干植入带有琼脂培养基的烧杯中，在适宜的条件下培养使其萌发生根。
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿解析：实验方法和步骤是实验设计考查的主要内容，一般可分成三个步骤。在解答时关键是要找准切入点，即查找实验中的变量，并针对变量设计处理方案。本实验变量Ⅰ是重力，变量Ⅱ是单侧光，所以第一步骤工作应将实验材料进行培养。并将其制成三个装置并分别编号；第二步骤是各装置的具体处理：其中第一个装置既无重力影响也不受单侧光影响属于对照装置（即对变量的处理），第二个装置仅受重力影响，第三个装置仅受单侧光影响，其余的条件（如水分、氧气、光照等）均应相同、适宜且相对稳定。第三步骤：观察三个装置中幼苗根的生长状态。因实验步骤中的第一步内容已经给出故只需将上述处理变动将其补充完整，如下：
第二步（对变量的处理）：按下图所示将实验材料制成A、B、C三装置并做相应处理，给予相同、适宜的条件进行培养
A装置（对照装置）B装置（重力的影响）C装置（单侧光的影响）
注：A、B两装置对照变量Ⅰ——重力
A、C两装置对照变量Ⅱ——单侧光
第三步（观察现象）：一段时间后观察并记录三装置幼苗根的生长状态。
⑶预测实验结果及结论
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿解析：本题属于探究型故应考虑其所有可能的实验结果和结论，因A装置不受重力和单侧光的影响所以根会竖直向下生长，而不会弯曲；B、C装置大豆幼苗受重力或单侧光的影响所以根会的根都有弯曲和不弯曲两种可能，但在题设中已经排除了B、C装置大豆幼苗的根同时不弯曲的可能，故实验可能的结果只有以下三种：
结果1：A、C两装置中幼苗的根不弯曲
B装置中幼苗的根向下弯曲生长，
结论1：植物根生长的向地性仅受重力影响
结果2：A、B两装置中幼苗的根不弯曲
C装置中幼苗的根背光弯曲生长，
结论2：根生长的向地性仅受单侧光的影响
结果3：A装置中幼苗的根不弯曲；
B装置中幼苗的根向下弯曲生长；
C装置中幼苗的根背光弯曲生长。
结论3：植物根生长的向地性受重力和单侧光的共同影响
二方法归纳
通过对例题的解答我们可将多变量实验题的解答归纳为一些相对固定模式以便于大家今后解答这类题目时有章可循，将既定模式与具体实验题目逐一对照，从而降低解题难度。
㈠分析实验题目，包括：
⒈实验的主要过程是什么，据此选择实验材料
⒉找出实验中的两个变量，考虑实验分组及具体处理
例：“验证植物的幼叶可以产生生长素，生长素可以防止幼叶叶柄的脱落。”可选用带幼叶的植物枝条如洋紫苏。在该实验中需要验证两点：⑴幼叶可以产生生长素⑵生长素可以防止幼叶叶柄的脱落。则处理变量时可选三枝去掉顶芽的洋紫苏：第一枝洋紫苏不做处理，第二枝洋紫苏去掉幼叶叶片验证第一点；第三枝洋紫苏去掉幼叶叶片后用一定浓度的生长素涂抹该幼叶叶柄验证第二点。
㈡实验假设
⒈适用范围：探究型实验，其实验结果或结论不能确定，需要我们去假设它可能出现的结果或结论。例：“探究光的有无对种子萌发的影响。”验证型实验题目所提观点已经确定只需证明就不用再假设，例：“请通过实验证实生长素能促进番茄果实的发育。”多变量生物实验题多数属于验证型实验，一般可省略本环节。
⒉如何假设：
⑴如果所探究的问题能在教材或其他资料中找到明确的依据就能做出最合理的假设。
例：在全日制普通高中生物教科书（试验修订本·必修）第一册绪论生物的基本特征——应激性中有如下内容：“生物体具有应激性……如受重力的刺激植物根的生长表现向地性和茎生长的背地性。”这里并未涉及单侧光的影响，故该题目最合理的假设应是：植物根的生长的向地性仅由重力的刺激引起，如果不要求最合理的假设，那么这三种假设都是正确的。
⑵如果所探究的问题在教材或其他资料中找不到明确的依据就可以多种假设，例如前面的典型例题解析
㈢安排实验步骤
Ⅰ无特殊要求可安排三个步骤
⒈第一步骤——准备工作，⑴内容包括：实验材料的培养、分装置、编号相关物质的提取，⑵注意选取相同的实验材料并随机分成制三个装置并分别编号为甲、乙、丙或者A、B、C。
⒉变量的处理一般放在第二步骤，包括：
⑴甲装置不做任何处理作为对照装置
⑵乙装置针对第一变量做具体处理
⑶丙装置针对第二变量做具体处理
⒊第三步骤工作包括：⑴实验过程中其它环境条件的调控；⑵实验现象的分析；⑶数据的记录和统计。
例如：“用蝌蚪作实验材料，验证甲状腺激素的分泌器官和作用。”实验步骤可这样安排：
步骤1：（准备工作）选30只生长正常的蝌蚪随机分成甲、乙、丙三装置
步骤2：（变量处理）甲装置：不做任何处理；
乙装置：摘除蝌蚪的甲状腺
丙装置：摘除蝌蚪的甲状腺一段时间
后饲喂适量的甲状腺制剂
乙两装置对照可验证甲状腺激素的分泌器官
丙两装置对照可验证甲状腺激素的作用
步骤3：将三装置蝌蚪置于适宜条件下培养，定期观察各装置的生长状况
Ⅱ如果变量的处理内容较多时可将每一种处理单独安排一个步骤。
例：“验证植物的幼叶可以产生生长素，生长素可以防止幼叶叶柄的脱落。”可作如下安排：
步骤1：选一枝洋紫苏仅去掉顶芽不做其它处理，用A表示
步骤2：再选一枝洋紫苏去掉顶芽和幼叶的叶片，用B表示
步骤3：再选一枝洋紫苏去掉顶芽和幼叶的叶片后，用一定浓度的生长素涂抹该幼叶叶柄用C表示
步骤4：将三只洋紫苏置于适宜条件下培养，一段时间后观察其幼叶叶柄的生长状况
㈣预测实验结果及结论，与单一变量实验题类似大致包括以下两类
1现象归纳类，在实验最后得到的是某种现象，一般甲装置（对照装置）只有一种结果而乙、丙两装置各有两种结果，但乙、丙两装置一般不会同时出现同一种结果，所以总的实验结果应有三种。
再如“已知植物根的生长具有向地性但不知道究竟是仅由重力影响，还是仅单侧光引起或是和两者都有关系，请设计实验进对这个问题进行探究。”就有三种结果相应得出三个结论，（具体结果和结论见“典型例题解析”）
2数据比较类，即比较在实验中得到的三装置数据的大小，可根据实际情况进行比较一般在双变量实验题中这种实验结果出现较少，不再详细介绍
三特别注意
面对形式多样的实验题目应特别注意
1根据实验要求确定实验材料：如验证动物生长激素的分泌器官和作用时，可选用小鼠、小狗、蝌蚪等；“验证植物的幼叶可以产生生长素，生长素可以防止幼叶叶柄的脱落。”可选用带幼叶的植物枝条如洋紫苏、空心菜、葡萄嫩枝等，基本原则是既能保证实验要求、取材方便且易于培养、成本较低。
2根据题干中的关键语句把握实验的类型，确定实验应有的步骤。
Ⅰ验证型实验的实验步骤有两个特点：
⑴无实验假设（结论已知只需验证）
⑵实验结果只有一种，即能够体现实验结论的那种结果。多变量实验题多数属于这种验证型实验。再如“用蝌蚪作实验材料，验证甲状腺激素的分泌器官和作用。”属于验证型实验其步骤特点包括
⑴无实验假设
⑵实验结果只有一种,即：甲装置蝌蚪发育正常；乙装置蝌蚪摘除甲状腺后发育停滞；丙装置：摘除蝌蚪的甲状腺一段时间后发育停滞但在饲喂适量的甲状腺制剂后又重新开始发育
Ⅱ探究型实验的实验步骤也有两个特点：
⑴可做出多种可能的实验假设（结果未知故假设非常灵活）
⑵实验结果有多种可能都应考虑到(见典型例题解析)
3双变量实验题做三装置处理，能准确把握变量内容并将其转化为实验步骤的具体处理。一般可将甲装置不做任何处理作为对照装置；乙、丙两装置分别针对第一、二变量做具体处理。
4为加深大家对于解答各环节的把握，我把一些典型实验题目的解答过程制成表格，结合以上内容把表格补充完整，希望能帮助同学们形成解答此类题目的一个相对固定的模式。
实验假设 实验材料和用具 方法和步骤 预测实验结果和结论 结果 结论 步骤1 步骤2 步骤3 1 2 … 1 2 … 验证动物生长激素的分泌器官和作用 验证植物的幼叶可以产生生长素，生长素可以防止幼叶叶柄的脱落 探索温度和ＰＨ值对酶的影响
作者张嗣俊1976年出生男中学一级教师
目
题
容
内
节
环
对照第一变量
对照第二变量
对照分泌器官
对照生理作用
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