高中生物所有對照試驗類型解說

高中生物所有對照試驗類型解說對照實驗大多生物學(xué)實驗中都需設(shè)置對照實驗，在實驗設(shè)計過程中，首先要區(qū)分實驗組和對照組，對照實驗的類型又有很多，因此要根據(jù)不同的實驗，設(shè)計對照實驗。本文以高中生物課本的相關(guān)實驗為例，對對照實驗的類型進(jìn)行逐一分析。“對照原則”是中學(xué)生物實驗設(shè)計中最常用的原則，通過設(shè)置對照實驗，既可排除無關(guān)變量的影響，又可增加實驗結(jié)果的可信度和說服力。一個實驗可包括實驗組和對照組，實驗組，是接受實驗變量處理的對象組，所處理的變量就是我們要研究的內(nèi)容；對照組，也稱控制組，是不接受實驗變量處理的對象組。按對照的內(nèi)容和形式上的不同，常用的對照類型有空白對照、自身對照、相互對照、條件對照等類型。1、空白對照空白對照指不做任何實驗實驗的對照組或不給對照組以任何處理因素。值得注意的是，不給對照組任何處理因素是相對實驗組而言的，實際上對照組還是要做一定的處理，只是不加實驗組的處理因素，或者說相對于實驗組而言，除實驗變量外，別的處理與實驗組完全相同?？瞻讓φ漳苊靼椎貙Ρ群鸵r托實驗組的變化和結(jié)果，增加說服力。通常未經(jīng)實驗因素處理的對象組為對照組，經(jīng)實驗因素處理的對象組為實驗組；或處于

正常情況下的對象組為對照組，未處于正常情況下的對象組為實驗組。例如，在“生物組織中可溶性還原糖的鑒定”的實驗中，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，甲為實驗組，乙為對照組,且乙為典型的空白對照?？瞻讓φ漳苊靼椎貙Ρ群鸵r托出實驗組的變化和結(jié)果，增強(qiáng)了說服力。例題剖析:有人設(shè)計實驗探究有機(jī)肥是否能提高土壤肥力并優(yōu)于化肥。實驗分為兩組，一組農(nóng)田施有機(jī)肥，一組農(nóng)田施化肥。該實驗設(shè)計缺少A.施用有機(jī)肥和適量化肥的對照田A.施用有機(jī)肥和適量化肥的對照田B,既不施用有機(jī)肥也不施用化肥的對照田C.施用大量化肥和少量有機(jī)肥的對照田D.施用少量化肥和大量有機(jī)肥的對照田解析:本題考查是否具有對一些生物學(xué)問題進(jìn)行初步探究的能力。本題的實驗?zāi)康挠袃蓚€，一是探究有機(jī)肥是否能提高土壤肥力，二是探究有機(jī)肥的肥力是否優(yōu)于化肥。就實驗?zāi)康囊欢?，施用有機(jī)肥的農(nóng)田只有與既不施用有機(jī)肥也不施用化肥的農(nóng)田作對照，才能說明有機(jī)肥是否能提高土壤肥力。答案：B

2、自身對照自身對照指對照組和實驗組都在同一研究對象上進(jìn)行，不另設(shè)對照。自身對照方法簡便，關(guān)鍵是看清實驗處理前后現(xiàn)象變化的差異。實驗處理前的對象狀況為對照組，實驗處理后的對象變化則為實驗組。如“觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原”實驗，就出現(xiàn)了兩次對照，其中第一次對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)形成對照；第二次對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，經(jīng)過一段時間后，便可觀察到根向重力生長，莖背重力生長。這里，對照和實驗都在同一個體上進(jìn)行，屬于自身對照。例題剖析：某校生物興趣小組將體重、大小和年齡相同的成年小鼠分成甲、乙、丙三組，分別進(jìn)行如下表所示的兩步連續(xù)實驗，下列有關(guān)該實驗的敘述錯誤的是：(現(xiàn)象射適量適活動減射適量適漸蘇醒、射適量適活動減射適量適漸蘇醒、宜濃度的胰島素溶弱直至宜濃度的昏睡胰高血糖活動恢復(fù)正常宜濃度的胰島素溶弱直至宜濃度的昏睡胰高血糖活動恢復(fù)正常素溶液射適量適濃度的素溶液測尿陽檢鼠呈小糖性射適量適宜濃度的

胰島素溶檢測小鼠尿糖逐漸呈陰性腹腔注射適量的生理鹽水鼠正糖呈小動用測性活常檢陰腹腔注射適量的生理鹽水射適量適濃度的素溶液測尿陽檢鼠呈小糖性射適量適宜濃度的

胰島素溶檢測小鼠尿糖逐漸呈陰性腹腔注射適量的生理鹽水鼠正糖呈小動用測性活常檢陰腹腔注射適量的生理鹽水小鼠活動正常、尿糖檢測呈陰性A.該實驗可驗證胰島素和胰高血糖素的功能以及它們在調(diào)節(jié)血糖過程中的拮抗作用B.該實驗的對照有同組內(nèi)的自身對照、甲乙間的相互對照，設(shè)計丙組作空白對照無必要C.該實驗所用的胰島素溶液和胰高血糖素溶液應(yīng)是生理鹽水與相應(yīng)激素配制而成D.該實驗同一步所用的三種溶液用量必須相等，同一組前后兩步所用溶液用量可以不等解析：該實驗通過甲組和乙組的自身對照，可驗證胰島素和胰高血糖素的功能以及它們在調(diào)節(jié)血糖過程中的拮抗作用。實驗要嚴(yán)格遵循對照原則和單一變量原則，因此該實驗所用的胰島素溶液和胰高血糖素溶液應(yīng)是生理鹽水與相應(yīng)激素配制而成，而且該實驗同一步所用的三種溶液用量必須相等，同一組前后兩步所用溶液用量可以不等。該實驗有組內(nèi)的自身對照（第一步與第二步對照），也有甲乙兩組的相互對照，但是丙組的空白對照也很有必要，因為只有與空白對照相比較才能夠看出實驗組的情況是否異常。答案：B3、相互對照相互對照是指不單獨設(shè)對照組，而是幾個實驗組相互對比對照，其中每一組既是實驗組也是其他級別的對照組，由此得出相應(yīng)的實驗結(jié)論。一般是在探究某種實驗因素對實驗結(jié)果的影響不明確的情況下使用，通過實驗的相互對比，確立實驗變量和反應(yīng)變量的關(guān)系。在等組實驗法中，若不設(shè)空白對照，則大都是運用相互對照。相互對照較好地平衡和抵消了無關(guān)變量的影響，使實驗結(jié)果具有說服力。例如，“植物的向性運動”的等組實驗中,5個實驗組采用的都是相互對照,較好的平衡和抵消了無關(guān)變量的影響，使實驗結(jié)果更具有說服力。又如“驗證植物根對礦質(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，過一段時間后，測定培養(yǎng)液中各種礦質(zhì)元素離子濃度的變化，就會發(fā)現(xiàn)番茄吸收Ca多，吸收Si少；而水稻吸收Si多,吸收Ca少。以上就是兩個實驗組的相互對照。再如，在“探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式”的實驗中，需要設(shè)置有氧和無氧兩個條件，探究酵母菌在不同氧氣條件下細(xì)胞呼吸的方式，這兩個實驗組的結(jié)果都是事先未知的，通過對比可以看出氧氣條件對細(xì)胞呼吸的影響。典型分析：溫度對唾液淀粉酶活性的影響實驗：(1)實驗對象：加了相同淀粉糊的四支試管。(2)對照處理：不另設(shè)對照組，而是將四支試管分別放在溫度為80℃、60℃、37℃、0c的不同環(huán)境中，并同時逐個加入相同的唾液。(3)實驗結(jié)果：對相同時間內(nèi)四組溶液中淀粉糊消化程度進(jìn)行檢測，并記錄檢測值。(4)對照分析：通過對四組檢測值之間相互對比，得出淀粉糊消化程度最高組的溫度，即為本探究實驗的唾液淀粉酶活性的最適溫度。例題剖析：請用所給的實驗材料和用具，設(shè)計實驗來驗證哺乳動物的蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有專一性。要求完成實驗設(shè)計、補(bǔ)充實驗步驟、預(yù)測試驗結(jié)果、得出結(jié)論，并回答問題。

實驗材料與用具：適宜濃度的蔗糖酶、唾液淀粉酶、蔗糖、淀粉4種溶液，斐林試劑、37℃恒溫水浴鍋、沸水浴鍋。(1)若“+”代表加入適量的溶液，“一(1)若“+”代表加入適量的溶液，“一99代表不加溶液，甲、乙等代表試管標(biāo)號，請用這些符號完成下表實驗設(shè)計(把答案填在答題卡上相應(yīng)的表格中)。溶液試管蔗糖溶液fir。Wat蔗糖酶溶液淀粉溶液淀粉酶溶液甲++一一乙丙?、侔凑丈媳碇械脑O(shè)計，取試管、加溶液。②③④ 一(3)結(jié)果預(yù)測:(4)結(jié)論：(5)在上述試驗中，如果僅將37c恒溫水浴鍋的溫度調(diào)到20℃o而在其他條件不變的情況下重做上述實驗，出現(xiàn)磚紅色試管中的顏色會比37℃時的淺，其原因解析：本題綜合考查實驗設(shè)計的基本技能，要驗證蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有專一性，因此應(yīng)遵循對照性原則、科學(xué)性原則和單一變量原則。（1）實驗?zāi)康氖球炞C哺乳動物的蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有專一性，所以要設(shè)計兩組對照實驗，一組是用蔗糖作為底物，分別在兩支試管中加入等量的蔗糖溶液，并分別向這兩支試管中滴加等量且適量的蔗糖酶溶液和唾液淀粉酶溶液；另一組是用淀粉作為底物，分別在兩支試管中加入等量的淀粉溶液，并分別向這兩支試管中滴加等量且適量的蔗糖酶溶液和唾液淀粉酶溶液。（2）承接表中實驗設(shè)計步驟，充分混合后，372恒溫水浴一段時間。取出試管，分別加入適量的斐林試劑，混均并置于50℃?65c水浴一段時間。（3）實驗的結(jié)果最可能是：含有蔗糖和蔗糖酶溶液的試管（試管甲），以及含有淀粉和淀粉酶溶液的試管（試管乙）中出現(xiàn)磚紅色沉淀；其他試管中不出現(xiàn)磚紅色沉淀。（4）該實驗可以證明酶的催化作用具有專一性。（5）根據(jù)酶的特性，溫度為37℃左右是哺乳動物細(xì)胞中酶活性的最適溫度，20℃低于酶的最適溫度，酶活性低，水解產(chǎn)生的還原糖少，故紅色試管中的顏色較淺。答案：（1）溶液試管蔗糖溶液淀粉溶液蔗糖酶溶液唾液淀粉酶溶液甲乙一+一+丙+一一+丁一++一（2）②混均，37c恒溫水浴一段時間③取出試管，分別加入適量的斐林試劑,混均，50℃?65℃水浴一段時間（3）含有蔗糖和蔗糖酶溶液的試管（試管甲），以及含有淀粉和淀粉酶溶液的試管（試管乙）中出現(xiàn)磚紅色沉淀；其他試管中不出現(xiàn)磚紅色沉淀（4）哺乳動物的蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有專一性（5）紅色試管中的顏色較淺 20℃低于酶的最適溫度，酶活性低，水解產(chǎn)生的還原糖少4、條件對照條件對照是指雖給對象施以某種實驗處理，但這種處理是作為對照意義的，給定的處理因素正是為了保證實驗中對照組與實驗組相比只是少了實驗變量的影響，或者說這種處理不是實驗假設(shè)所給定的實驗變量意義的。通常施以條件因素的對象組為對照組，施以實驗因素的對象組為實驗組。例如，在艾弗里證明DNA是遺傳物質(zhì)的實驗中，實驗組是“R型活細(xì)菌+S型細(xì)菌的DNA混合培養(yǎng)”，條件對照組是“R型或細(xì)菌+S型細(xì)菌的DNA和DNA酶混合培養(yǎng)”。再如，“驗證甲狀腺激素促進(jìn)幼小動物發(fā)育”的實驗中，采用等組實驗法，其實驗設(shè)計方案是：以蝌蚪為實驗材料，甲組（實驗組）飼喂甲狀腺激素；乙組（條件對照組）飼喂甲狀腺抑制劑；丙組（空白對照組）對蝌蚪不做任何處理。通過比較、對照、更能充分說明實驗變量?一甲狀腺激素有促進(jìn)動物生長發(fā)育的作用。條件對照的目的是通過對比得出相對立的結(jié)論，以驗證實驗結(jié)論的正確性。例題剖析：請用DNA酶作試劑，選擇適當(dāng)?shù)牟牧嫌镁?，完成下列的實驗方案，驗證促進(jìn)R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌的物質(zhì)是DNA,并預(yù)測實驗結(jié)果，得出實驗結(jié)論。（1）實驗方案設(shè)計第步第二步：分組、編號并處理。組合編號ABC處理不加任何提取物加入提取出的S型細(xì)菌DNA加入提取的S型細(xì)菌DNA和DNA酶第四步:將接種后的培養(yǎng)基放在適宜溫度下培養(yǎng)一段時間，觀察菌落的生長情況。(2)預(yù)測實驗結(jié)果并得出結(jié)論:(3)通過