生物實(shí)驗(yàn)的幾種對(duì)照類型

1、生物實(shí)驗(yàn)對(duì)照原則和對(duì)照類型 “對(duì)照原則”是中學(xué)生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中最常用的原則，通過(guò)設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)，既可排除無(wú)關(guān)變量的影響，又可增加實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可信度和說(shuō)服力。一個(gè)實(shí)驗(yàn)可包括實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組，實(shí)驗(yàn)組，是接受實(shí)驗(yàn)變量處理的對(duì)象組，所處理的變量就是我們要研究的內(nèi)容；對(duì)照組，也稱控制組，是不接受實(shí)驗(yàn)變量處理的對(duì)象組。按對(duì)照的內(nèi)容和形式上的不同，常用的對(duì)照類型有空白對(duì)照、自身對(duì)照、相互對(duì)照、條件對(duì)照、配對(duì)對(duì)照、標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照、陽(yáng)性對(duì)照、陰性對(duì)照、安慰劑對(duì)照等9種類型。1空白對(duì)照空白對(duì)照指不做任何實(shí)驗(yàn)的對(duì)照組或不給對(duì)照組以任何處理因素。值得注意的是，不給對(duì)照組任何處理因素是相對(duì)實(shí)驗(yàn)組而言的，實(shí)際上對(duì)照組還是要做一定的處理

2、，只是不加實(shí)驗(yàn)組的處理因素，或者說(shuō)相對(duì)于實(shí)驗(yàn)組而言，除實(shí)驗(yàn)變量外，別的處理與實(shí)驗(yàn)組完全相同?？瞻讓?duì)照能明白地對(duì)比和襯托實(shí)驗(yàn)組的變化和結(jié)果，增加說(shuō)服力。通常未經(jīng)實(shí)驗(yàn)因素處理的對(duì)象組為對(duì)照組，經(jīng)實(shí)驗(yàn)因素處理的對(duì)象組為實(shí)驗(yàn)組；或處于正常情況下的對(duì)象組為對(duì)照組，未處于正常情況下的對(duì)象組為實(shí)驗(yàn)組。例如，在“生物組織中可溶性還原糖的鑒定”的實(shí)驗(yàn)中，向甲試管溶液加入試劑，而乙試管溶液不加試劑（零劑量），一起進(jìn)行溫水浴加熱，比較它們的變化。這樣，甲為實(shí)驗(yàn)組，乙為對(duì)照組，且乙為典型的空白對(duì)照。空白對(duì)照能明白地對(duì)比和襯托出實(shí)驗(yàn)組的變化和結(jié)果，增強(qiáng)了說(shuō)服力。2自身對(duì)照自身對(duì)照指對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組都在同一研究對(duì)象上進(jìn)行，

3、不另設(shè)對(duì)照。自身對(duì)照方法簡(jiǎn)便，關(guān)鍵是看清實(shí)驗(yàn)處理前后現(xiàn)象變化的差異。實(shí)驗(yàn)處理前的對(duì)象狀況為對(duì)照組，實(shí)驗(yàn)處理后的對(duì)象變化則為實(shí)驗(yàn)組。如“觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原”實(shí)驗(yàn)，就出現(xiàn)了兩次對(duì)照，其中第一次對(duì)照是在高濃度溶液處理下，質(zhì)壁分離狀態(tài)與自然狀態(tài)形成對(duì)照；第二次對(duì)照是在低濃度溶液處理下，復(fù)原后狀態(tài)與質(zhì)壁分離狀態(tài)形成對(duì)照。又如：要研究植物根具有向重力性，莖具有背重力性，可把某一植株橫放于培養(yǎng)基上，讓其自然生長(zhǎng)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，便可觀察到根向重力生長(zhǎng)，莖背重力生長(zhǎng)。這里，對(duì)照和實(shí)驗(yàn)都在同一個(gè)體上進(jìn)行，屬于自身對(duì)照。3相互對(duì)照相互對(duì)照是指不單獨(dú)設(shè)對(duì)照組，而是幾個(gè)實(shí)驗(yàn)組相互對(duì)比對(duì)照，其中每一組既是實(shí)驗(yàn)

4、組也是其他級(jí)別的對(duì)照組，由此得出相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。一般是在探究某種實(shí)驗(yàn)因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響不明確的情況下使用，通過(guò)實(shí)驗(yàn)的相互對(duì)比，確立實(shí)驗(yàn)變量和反應(yīng)變量的關(guān)系。在等組實(shí)驗(yàn)法中，若不設(shè)空白對(duì)照，則大都是運(yùn)用相互對(duì)照。相互對(duì)照較好地平衡和抵消了無(wú)關(guān)變量的影響，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果具有說(shuō)服力。例如，“植物的向性運(yùn)動(dòng)”的等組實(shí)驗(yàn)中，5個(gè)實(shí)驗(yàn)組采用的都是相互對(duì)照，較好的平衡和抵消了無(wú)關(guān)變量的影響，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更具有說(shuō)服力。又如“驗(yàn)證植物根對(duì)礦質(zhì)離子有選擇吸收的特性”，可把番茄和水稻分別培養(yǎng)在成分相同的培養(yǎng)液中，過(guò)一段時(shí)間后，測(cè)定培養(yǎng)液中各種礦質(zhì)元素離子濃度的變化，就會(huì)發(fā)現(xiàn)番茄吸收Ca多，吸收Si少；而水稻吸收Si多，

5、吸收Ca少。以上就是兩個(gè)實(shí)驗(yàn)組的相互對(duì)照。再如，在“探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式”的實(shí)驗(yàn)中，需要設(shè)置有氧和無(wú)氧兩個(gè)條件，探究酵母菌在不同氧氣條件下細(xì)胞呼吸的方式，這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)組的結(jié)果都是事先未知的，通過(guò)對(duì)比可以看出氧氣條件對(duì)細(xì)胞呼吸的影響。4條件對(duì)照條件對(duì)照是指雖給對(duì)象施以某種實(shí)驗(yàn)處理，但這種處理是作為對(duì)照意義的，給定的處理因素正是為了保證實(shí)驗(yàn)中對(duì)照組與實(shí)驗(yàn)組相比只是少了實(shí)驗(yàn)變量的影響，或者說(shuō)這種處理不是實(shí)驗(yàn)假設(shè)所給定的實(shí)驗(yàn)變量意義的。通常施以條件因素的對(duì)象組為對(duì)照組，施以實(shí)驗(yàn)因素的對(duì)象組為實(shí)驗(yàn)組。例如，在艾弗里證明DNA是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)組是“R型活細(xì)菌S型細(xì)菌的DNA混合培養(yǎng)”，條件對(duì)照組

6、是“R型或細(xì)菌S型細(xì)菌的DNA和DNA酶混合培養(yǎng)”。再如，“驗(yàn)證甲狀腺激素促進(jìn)幼小動(dòng)物發(fā)育”的實(shí)驗(yàn)中，采用等組實(shí)驗(yàn)法，其實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案是：以蝌蚪為實(shí)驗(yàn)材料，甲組（實(shí)驗(yàn)組）飼喂甲狀腺激素；乙組（條件對(duì)照組）飼喂甲狀腺抑制劑；丙組（空白對(duì)照組）對(duì)蝌蚪不做任何處理。通過(guò)比較、對(duì)照、更能充分說(shuō)明實(shí)驗(yàn)變量甲狀腺激素有促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)發(fā)育的作用。條件對(duì)照的目的是通過(guò)對(duì)比得出相對(duì)立的結(jié)論，以驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)論的正確性。5配對(duì)對(duì)照配對(duì)對(duì)照是指嚴(yán)格一致的成對(duì)對(duì)象分置不同實(shí)驗(yàn)變量的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，結(jié)果更有說(shuō)服力。例如薩克斯的實(shí)驗(yàn)，巧妙地設(shè)計(jì)了對(duì)照實(shí)驗(yàn)，自變量是光照（一半葉片置光下、一半置黑暗），因變量是顏色變化，比較光合作用放氧率

7、，實(shí)驗(yàn)結(jié)果可信度高。6標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照生物生理、生化的某些項(xiàng)目也都有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，將觀察測(cè)定的實(shí)驗(yàn)數(shù)值與規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)值相比較，以確定其正常與否的對(duì)照方法。例如，用一種已確認(rèn)的藥物作標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照組，比較新藥的藥效。7陽(yáng)性對(duì)照陽(yáng)性對(duì)照是指給對(duì)照組施以已經(jīng)被證明是一種有效的處理因素。例如，研究某化合物是否致癌的長(zhǎng)期動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)組為用該化合物處理，陽(yáng)性對(duì)照組用已知的致癌物感染。又如實(shí)驗(yàn)者在研究一種新的抗生素時(shí)，可以用已經(jīng)被證明有抗菌作用的青霉素或其他抗生素與有效的青霉素有同樣的作用，則這種抗生素的抗菌作用得到證明，反之，則被否定。用青霉素作對(duì)照組稱為陽(yáng)性對(duì)照組。再如“在控制淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖水解的作用實(shí)驗(yàn)”中，1

8、號(hào)試管作為陽(yáng)性對(duì)照注入2mL可溶性淀粉溶液，在唾液淀粉酶的作用下水解成還原糖，且能夠與斐林試劑發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成磚紅色的氧化亞銅沉淀；而2號(hào)試管作為實(shí)驗(yàn)組注入2mL蔗糖溶液，在同樣條件下，卻沒(méi)有生成磚紅色的氧化亞銅沉淀，由此可以證明唾液淀粉酶具有專一性，它只能使淀粉水解，卻不能使蔗糖水解。其它實(shí)驗(yàn)如“比較過(guò)氧氫酶和Fe3+催化效率”也屬于陽(yáng)性對(duì)照。8陰性對(duì)照陰性對(duì)照是為排除假陽(yáng)性而設(shè)的對(duì)照。例如，檢驗(yàn)?zāi)侈D(zhuǎn)基因植物是否有殺蟲(chóng)效果，必須設(shè)置陰性對(duì)照（沒(méi)有殺蟲(chóng)效果的植物組），記錄昆蟲(chóng)自然死亡數(shù)，再作假設(shè)檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)推斷。9安慰劑對(duì)照安慰劑對(duì)照，又稱雙盲試驗(yàn)。為避免和控制人為或自然因素干擾而設(shè)置的對(duì)照，試驗(yàn)者和實(shí)驗(yàn)對(duì)象不知道何為實(shí)驗(yàn)和對(duì)照。例如，例如試驗(yàn)?zāi)承滤?，使用同樣外觀的安慰劑作對(duì)照，除科研設(shè)計(jì)者外，醫(yī)生和病人