本文发表于《中学生物教学》2013年3期

江苏省沭阳高级中学（223600） 陈卫东

生物是一门实验科学，因此实验是生物学科教学和学习的一个有机组成部分。在生物实验过程，如何有效控制实验误差是实验成败的一个关键，如果实验误差太大，就可能导致实验失败，从而不能得出正确的实验结论。因此在生物实验过程中，一定要有效控制实验误差。如何能够有效做好这一点呢，我们需要从以下几个方面多加关注。

1．按照正确的实验步骤和要求：正确的实验步骤是我们实验成功的有效保证，在实验过程中，如果我们不能按照正确的实验步骤和要求进行，就可能出现不一样的结果。如双缩脲试剂的使用，要求先加入较多的氢氧化钠溶液，再加入少量硫酸铜溶液，才能出现紫色反应。加入氢氧化钠的目的是营造碱性环境，在碱性环境中硫酸铜才能和蛋白质反应，如我们没有按照先后顺序要求或没有控制好量，都可能导致实验失败。同样，我们验证酶具有专一性实验时，要求所用的淀粉溶液和蔗糖溶液要是现配现用的，如果是配置时间较长，二者均可以发生水解，从而导致最后用斐林试剂检测时，都可能出现砖红色沉淀，就无法说明酶具有专一性了。

【例题】分别在A、B、C三个研钵中加2克剪碎的新鲜菠菜绿叶，并按下表所示添加试剂，经研磨、过滤得到三种不同颜色的溶液，即：深绿色、黄绿色（或褐色）、几乎无色。

注：“+”表示加；“—”表示不加。

试回答：

（1）A处理得到的溶液颜色是__________，原因是____________________________。

（2）B处理得到的溶液颜色是__________，原因是____________________________。

（3）C处理得到的溶液颜色是__________，原因是____________________________。

【解析】这个题目A和B组就是没有按照实验要求而造成的实验误差。A只加SiO₂和乙醇，没有加CaCO₃，而CaCO₃的作用就是保护叶绿素不被破坏，没有加入CaCO₃叶绿素受到破坏，只剩下胡萝卜素和叶黄素，所以溶液呈黄绿色；B加入SiO₂和CaCO₃，没有加入乙醇，只加了蒸馏水，由于色素不溶于水，所以溶液无色。C则按照正常提取要求和步骤进行，所以溶液呈深绿色。

2．多次重复试验，取平均值：由于一次实验的偶然性较大，因此对于很多需要通过数据统计的实验，一定要通过多次实验，取其均值作为实验结果，这样的实验结果更符合实际值。如酵母菌数量调查实验，对于每一次取样，我们都需要至少计数5个小方格，至少重复三次同样的实验，最后取其平均值，这样得到的实验数据才更加准确。同样，对于样方法调查植物种群密度时，我们也至少要对每个地块调查五个样方，然后取其平均值。

【例题】某小组学生观察到某大麦田中长有许多狗尾草，还有食草昆虫、青蛙、食虫鸟和蛇类等动物活动，决定调查农田中大麦与狗尾草的种群密度，并探究各生物之间的关系。调查种群密度时，所取样方为长和宽各1m的正方形，各样方的统计株数如下表：

根据上表数据，可计算出该农田生态系统中大麦的种群密度估计值为 株/m²；狗尾草的种群密度估计值为 株/m²。

【解析】通过多次测量，然后取其均值，这样估算出来的结果更准确。利用取均值的方法不难计算出该农田中大麦密度估计值为147株/m²；狗尾草密度估计值为6.5株/m²。

3．实验统计的数据要足够大：有一些实验，需要通过统计较大数据量时才能更接近于现实数据。如利用小球模拟性状分离比的实验、调查人群中某遗传病的发病率等实验。对于这一类实验我们就需要统计较大的数据来减少误差。也可以由全班同学都来完成这类实验，最后将全班同学的数据加以汇总分析，这样得出的结论将会更加可靠。

【例题】某同学在利用红色彩球（标记D）和绿色彩球（标记d）进行“性状分离比模拟实验“的过程中进行了以下操作，其中错误的做法是（ ）

A．在代表雌配子的小桶中放人两种彩球各10个

B．在代表雄配子的小桶中放人两种彩球各10个

C．在每次随机抓取彩球之前摇动小桶，使桶内小球充分混合

D．在抓取10次后记录并统计分析彩球组合类型比例DD：Dd：dd=1：2：1

【解析】在上面四项叙述中，最后一项叙述中，由于抓取的次数太少，很难得出1:2:1的结论，只有抓取的次数足够多，统计的结果DD：Dd：dd才能接近1：2：1。

4．随机取样：在很多试验中，一定要注意取样的随机性，而不能有特定的方向性，从而保证我们统计结果的准确性。如性状分离比模拟实验时摸球的随机性、调查人群中某遗传病调查对象的随机性，样方法调查种群密度中选取样方的随机性，标志重捕法调查种群密度重捕地点的随机性选择，酵母菌数量变化的统计选取计数的小方格的随机性等。只有在取样时保持随机性，才能尽可能少的带有主观意识，得到的实验结果才会更加切合实际。如在性状分离比模拟实验时，我们不要看着小球去摸，这样才能确保随机，如果我们看着小球去摸，就可能带有感情色彩，从而导致实验出现较大的误差。

【例题】关于人类遗传病调查，以下说法正确的是（ BCD ）

A．一般选择比较少见的遗传病 B．实施调查前，必须首先制定比较详细的调查方案

C．调查某遗传病的发病率时，应注意随机取样

D．在调查某遗传病发病率时，调查群体要足够大

【解析】在人类遗传病的调查时，选择的调查对象一般为常见的，单基因遗传病作为调查对象。在实施调查前，必须制定比较详细的调查方案，并合理分工。在调查遗传病的发病率时，一是选择的群体要足够大。选择的群体太小，偶然性就比较大，调查结果与实际结果偏差就较大。同样，在调查时一定要注意取样的随机性。如果调查随机性不够，只到某些特定的场所调查或只调查某些特定的人群，都可能导致调查结果出现较大的偏差。

5．控制自变量：在实验过程中，存在着无关变量和自变量。自变量是指我们考查的变量，如研究温度对酶活性影响实验中的温度，研究PH对酶活性实验中的PH。在实验过程中，为减少实验误差，对自变量也是要加以控制的，确保自变量的准确性，否则也会对实验结果造成误差。

【例题】下图为验证温度对酶活性的影响的实验，该实验所用的淀粉酶最适温度为60℃左右。取3支洁净的试管，编上号1、2、3，然后分别注入2ml可溶性淀粉溶液；另取3支洁净的试管，编上号1′、2′、3′，然后分别注入2ml淀粉酶溶液；然后将装有淀粉溶液和酶溶液的试管按照图形所示分成3组，分别保温5 min后分别将淀粉酶溶液注入相同温度下的淀粉溶液中，摇匀后，维持各自的温度5min后用碘液检测是否存在淀粉以判断酶的催化效率。

问题：在本实验中，将6支试管两两一组分别保温后再将淀粉酶溶液倒入淀粉溶液试管中的原因是什么？

【解析】由于温度在这个实验中是自变量，因此对自变量的控制应该比较严格。由于酶具有高效性，如淀粉酶没有放在特定的温度先保温而是直接加入淀粉溶液中，必然会对含有淀粉溶液的试管中的温度产生影响（如会使1号试管中的温度升高，会使3号试管的温度降低），从而影响实验结果。因此为减少这种误差，需将6支试管两两一组，共同保温后再将淀粉酶溶液倒入淀粉溶液试管中，从而有效避免上述可能出现的误差。

6．控制无关变量：在实验过程中，无关变量是指除自变量以外的其他可对实验结果造成影响的因素，如在探讨不同类型加酶洗衣粉洗涤效果的实验中，洗衣粉类型为自变量，其他如洗衣粉用量，用水量，水质，洗涤衣物的质地、多少，洗涤时间，洗涤温度，洗涤强度等都属于无关变量。对于这些无关变量的控制原则是实验组与对照组要保持一致，即所谓的等量原则。如有一点不同，实验结果的说服力都不够，如洗衣粉用量不同，很可能造成普通洗衣粉的洗涤效果比加酶洗衣粉的洗涤效果更好。此外，这些无关变量中，有可能的话，有些变量还需要控制在最佳条件，这样的实验现象更明显，实验结果也会更有说服力。比如说该实验中的温度如不适宜，利用冬季寒冷的自然水温，不管是普通洗衣粉还是加酶洗衣粉，洗涤效果都不会太好，差距就不那么明显。

【例题】在探讨加酶洗衣粉洗涤效果实验时，有人用沸水溶解洗衣粉，请问这样的操作是否正确，为什么？

【解析】用沸水溶解洗衣粉，由于水温太高，加酶洗衣粉中的酶的活性就会丧失，从而导致加酶洗衣粉的洗涤效果大大削弱。所以最好是是使用温水溶解洗衣粉，这样有利于加酶洗衣粉中酶活性的发挥，实验效果会更好。