高三生物二輪復(fù)習(xí)素材：實(shí)驗(yàn)分組中的陽(yáng)性對(duì)照與陰性對(duì)照

實(shí)驗(yàn)分組中的陽(yáng)性對(duì)照與陰性對(duì)照高中生物學(xué)中，常見(jiàn)的對(duì)照原則有空白對(duì)照、相互對(duì)照、自身對(duì)照和條件對(duì)照。高考試題中出現(xiàn)了陽(yáng)性和陰性對(duì)照。其實(shí)，教材中也出現(xiàn)了陽(yáng)性和陰性對(duì)照，酶的專(zhuān)一性實(shí)驗(yàn)就是典型的例，平時(shí)在教學(xué)中，強(qiáng)調(diào)底物和酶的種類(lèi)不同兩個(gè)變量，所以分為6組，其實(shí)是有空白對(duì)照、陽(yáng)性對(duì)照和陰性對(duì)照。1和2號(hào)為空白對(duì)照，3號(hào)為陽(yáng)性對(duì)照、4號(hào)為陰性對(duì)照。如下所示：另外，尿糖試紙的檢測(cè)活動(dòng)（新教材已經(jīng)去除該內(nèi)容）也包含加葡萄糖的陽(yáng)性對(duì)照、加蛋白質(zhì)的陰性對(duì)照和加蒸餾水的空白對(duì)照。動(dòng)物細(xì)胞的培養(yǎng)需要陽(yáng)性對(duì)照，免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)有時(shí)也需要陽(yáng)性對(duì)照。如下面這道試題：欲研究藥物乙對(duì)海拉細(xì)胞增殖的抑制作用，請(qǐng)根據(jù)以下提供的材料與用具，以海拉細(xì)胞的細(xì)胞數(shù)變化為測(cè)定指標(biāo)，完善實(shí)驗(yàn)分組設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)思路，預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果并進(jìn)行分析與討論。材料與用具：海拉細(xì)胞懸液，藥物甲溶液（對(duì)細(xì)胞增殖有影響），藥物乙溶液，培養(yǎng)液、培養(yǎng)瓶，血細(xì)胞計(jì)數(shù)板，顯微鏡等。（要求與說(shuō)明：細(xì)胞計(jì)數(shù)的具體操作過(guò)程不做要求，不考慮加入溶液對(duì)體積的影響，實(shí)驗(yàn)條件適宜）回答下列問(wèn)題：（1）實(shí)驗(yàn)分組設(shè)計(jì)：A組：海拉細(xì)胞懸液+培養(yǎng)液B組：海拉細(xì)胞懸液+培養(yǎng)液+藥物甲溶液C組：海拉細(xì)胞懸液+培養(yǎng)液+藥物甲溶液，培養(yǎng)一段時(shí)間后，加入

。（2）完善實(shí)驗(yàn)思路：

。（3）預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果(以坐標(biāo)曲線(xiàn)圖形表示實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并標(biāo)出加入藥物的時(shí)間)：

。（3）分析與討論：藥物甲的作用是

。答案：（1）適宜濃度的藥物乙溶液

（2）①取細(xì)胞懸液加入到含培養(yǎng)液的培養(yǎng)瓶中，用血細(xì)胞計(jì)數(shù)板在顯微鏡下計(jì)數(shù)并記錄。

②將細(xì)胞懸液分別加入到A、B、C三組培養(yǎng)瓶中進(jìn)行培養(yǎng)。

③每隔一段時(shí)間分別測(cè)定三組培養(yǎng)瓶中的細(xì)胞數(shù)并記錄。

④當(dāng)細(xì)胞增殖達(dá)到一定數(shù)量時(shí)，向C組加入藥物乙溶液。

⑤重復(fù)③。統(tǒng)計(jì)并分析所得數(shù)據(jù)。（3）促進(jìn)海拉細(xì)胞的增殖解析：該實(shí)驗(yàn)探究藥物乙對(duì)海拉細(xì)胞增殖的抑制作用，自變量是藥物乙和培養(yǎng)時(shí)間，因變量是海拉細(xì)胞的數(shù)目，無(wú)關(guān)變量應(yīng)該相同且適宜，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)遵循對(duì)照原則和單一變量原則。（1）取細(xì)胞培養(yǎng)瓶3個(gè)并編號(hào)A、B、C，A組培養(yǎng)瓶中加入海拉細(xì)胞懸液+培養(yǎng)液，作為對(duì)照組；B組培養(yǎng)瓶中加入海拉細(xì)胞懸液+培養(yǎng)液+藥物甲溶液，C組培養(yǎng)瓶中加入培養(yǎng)一段時(shí)間的B組培養(yǎng)液，再加入藥物乙溶液。

（2）在加藥物之前，先讓各組在細(xì)胞培養(yǎng)液中培養(yǎng)一段時(shí)間，測(cè)量細(xì)胞數(shù)。培養(yǎng)一段時(shí)間之后再向B組和C組分別加入適量藥物甲，觀(guān)察細(xì)胞增長(zhǎng)數(shù)目，再培養(yǎng)一段時(shí)間后，再向C組添加適量的藥物乙，觀(guān)察細(xì)胞增長(zhǎng)數(shù)目。要想讓實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確，藥物甲必須是促進(jìn)細(xì)胞分裂的藥物，這樣才能更好地觀(guān)察細(xì)胞乙的抑制作用。三組在適應(yīng)條件下進(jìn)行培養(yǎng)相同時(shí)間。每隔一段時(shí)間分別測(cè)定三組培養(yǎng)瓶中的細(xì)胞數(shù)并記錄，統(tǒng)計(jì)并分析所得數(shù)據(jù)。

（3）預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果：藥物甲溶液具有促進(jìn)細(xì)胞增殖作用，故B組海拉細(xì)胞數(shù)目增長(zhǎng)最快，C組中，藥物乙對(duì)海拉細(xì)胞數(shù)目增長(zhǎng)有抑制作用，細(xì)胞數(shù)目將減少，因此曲線(xiàn)如下：

C組為什么要加了藥物甲溶液？在分析和討論中的答案為什么是“促進(jìn)海拉細(xì)胞的增殖”？上述C組加入藥物甲溶液屬于陽(yáng)性對(duì)照，在動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中利用陽(yáng)性對(duì)照的解釋?zhuān)杭?xì)胞毒性試驗(yàn)是一類(lèi)在離體狀態(tài)下模擬生物體生長(zhǎng)環(huán)境，檢測(cè)受試物或其浸提液接觸細(xì)胞后細(xì)胞發(fā)生生長(zhǎng)抑制、功能改變、溶解、死亡或其它毒性反應(yīng)的方法。它常常作為食品、藥品、牙科材料等的安全性生物學(xué)檢測(cè)手段之一?，F(xiàn)有的細(xì)胞毒性試驗(yàn)陽(yáng)性對(duì)照設(shè)置方法有兩類(lèi)：第一種方法，如果受試物可以配制成溶液，則使用一定濃度的已知具有細(xì)胞毒性的試劑直接加到細(xì)胞培養(yǎng)液中制成陽(yáng)性對(duì)照。第二種方法，如果受試物需要制備浸提液進(jìn)行測(cè)試，則陽(yáng)性對(duì)照最好為和受試物性質(zhì)相同和相近的具有細(xì)胞毒性的材料，并且該材料使用和受試物相同的方法進(jìn)行提取后，其浸提液應(yīng)在試驗(yàn)中呈明顯的細(xì)胞毒性反應(yīng)。例如：一種卷煙濾嘴水浸提液細(xì)胞毒性試驗(yàn)陽(yáng)性對(duì)照設(shè)置方法。由于卷煙濾嘴和人口腔直接接觸，存在潛在的健康風(fēng)險(xiǎn)，因此，有必要采用細(xì)胞毒性試驗(yàn)手段，對(duì)其可能存在的潛在危害進(jìn)行考察。對(duì)卷煙濾嘴進(jìn)行細(xì)胞毒性試驗(yàn)時(shí)，首先需要對(duì)卷煙濾嘴進(jìn)行提取，然后再對(duì)提取液進(jìn)行檢測(cè)。因此，試驗(yàn)過(guò)程中需要設(shè)置陽(yáng)性對(duì)照，以驗(yàn)證提取過(guò)程和后續(xù)的細(xì)胞毒性試驗(yàn)是否可靠。例、為了探究某種復(fù)方草藥對(duì)某種細(xì)菌性乳腺炎的療效是否與機(jī)體免疫功能增強(qiáng)有關(guān)，某研究小組將細(xì)菌性乳腺炎模型小鼠隨機(jī)分為實(shí)驗(yàn)組（草藥灌胃）、空白對(duì)照組（蒸餾水灌胃）和陽(yáng)性對(duì)照組（免疫增強(qiáng)劑A灌胃），并檢測(cè)免疫指標(biāo)?；卮鹣铝袉?wèn)題：（1）研究發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)組小鼠吞噬細(xì)胞的吞噬能力顯著高于陽(yáng)性對(duì)照組，極顯著高于空白對(duì)照組。這一結(jié)果至少說(shuō)明該草藥增強(qiáng)了小鼠的非特異性免疫功能。非特異性免疫的特點(diǎn)是

。（2）研究還發(fā)現(xiàn)：實(shí)驗(yàn)組小鼠的T細(xì)胞含量顯著高于空白對(duì)照組，與陽(yáng)性對(duì)照組相近。這一結(jié)果說(shuō)明：該草藥可能通過(guò)提高小鼠的T細(xì)胞含量來(lái)增強(qiáng)其特異性免疫功能。通常，在細(xì)胞免疫過(guò)程中，效應(yīng)T細(xì)胞的作用是

。（3）在特異性免疫中，T細(xì)胞可產(chǎn)生

因子，受到抗原刺激的

細(xì)胞可在該因子的作用下，增殖分化為漿細(xì)胞，漿細(xì)胞產(chǎn)生

，參與體液免疫過(guò)程。答案：（1）機(jī)體生來(lái)就有的，不針對(duì)某一類(lèi)特定病原體，而是對(duì)多種病原體都有一定的防御作用（2）識(shí)別并與被病原體入侵的宿主細(xì)胞緊密接觸，可使之裂解死亡（3）淋巴

B

抗體解析：（1）非特異性免疫人人生來(lái)就有，不針對(duì)某一類(lèi)特定病原體，而是對(duì)多種病原體都有防御作用。（2）在細(xì)胞免疫過(guò)程中，效應(yīng)T細(xì)胞可以識(shí)別并結(jié)合被病原體侵染的細(xì)胞（靶細(xì)胞），并使其裂解凋亡。（3）體液免疫時(shí)，受到抗原刺激的B細(xì)胞在T細(xì)胞分泌的淋巴因子作用下，增殖分化產(chǎn)生漿細(xì)胞和記憶細(xì)胞，漿細(xì)胞分泌抗體，與刺激其產(chǎn)生的抗原進(jìn)行特異性結(jié)合。陰性對(duì)照和陽(yáng)性對(duì)照是針對(duì)“預(yù)期結(jié)果”而說(shuō)的。陽(yáng)性對(duì)照是一種干預(yù)方法，比如一種藥物，療法或醫(yī)療器械，這種干預(yù)方法的有效性以前已經(jīng)是明確的，只是為了說(shuō)明新療法的有效性。與陰性對(duì)照相比，陽(yáng)性對(duì)照是與要進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容很相似但不相同，而且其由經(jīng)驗(yàn)可以預(yù)見(jiàn)其結(jié)果，即應(yīng)該得出正面的結(jié)果。也就是說(shuō)，凡是肯定出現(xiàn)預(yù)期結(jié)果的組，為陽(yáng)性對(duì)照組。凡是肯定不會(huì)出現(xiàn)預(yù)期結(jié)果的組，為陰性對(duì)照組。陰性對(duì)照和空白對(duì)照不一定能畫(huà)等號(hào)。兩者的區(qū)別在于，空白對(duì)照沒(méi)加處理因素，陰性對(duì)照加的是別種處理因素，如尿糖試紙測(cè)定葡萄糖時(shí)，用加蛋白質(zhì)作為陰性對(duì)照?？瞻讓?duì)照是針對(duì)“處理因素”而說(shuō)的。凡是不加處理因素的組，為空白對(duì)照組。所謂不加處理因素，可以是用生理鹽水等溶劑代替所要加的溶液，也可以是給實(shí)驗(yàn)動(dòng)物開(kāi)