高中生物所有對(duì)照試驗(yàn)類型解說(shuō)

高中生物所有對(duì)照試驗(yàn)類型解說(shuō)對(duì)照實(shí)驗(yàn)大多生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中都需設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過(guò)程中，首先要區(qū)分實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組，對(duì)照實(shí)驗(yàn)的類型又有很多，因此要根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)。本文以高中生物課本的相關(guān)實(shí)驗(yàn)為例，對(duì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)的類型進(jìn)行逐一分析。“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)照等類型。1、空白對(duì)照空白對(duì)照指不做任何實(shí)驗(yàn)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，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?？瞻讓?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。例題剖析:有人設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究有機(jī)肥是否能提高土壤肥力并優(yōu)于化肥。實(shí)驗(yàn)分為兩組，一組農(nóng)田施有機(jī)肥，一組農(nóng)田施化肥。該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)缺少A.施用有機(jī)肥和適量化肥的對(duì)照田A.施用有機(jī)肥和適量化肥的對(duì)照田B,既不施用有機(jī)肥也不施用化肥的對(duì)照田C.施用大量化肥和少量有機(jī)肥的對(duì)照田D.施用少量化肥和大量有機(jī)肥的對(duì)照田解析:本題考查是否具有對(duì)一些生物學(xué)問(wèn)題進(jìn)行初步探究的能力。本題的實(shí)驗(yàn)?zāi)康挠袃蓚€(gè)，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(shí)驗(yàn)?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(duì)照，才能說(shuō)明有機(jī)肥是否能提高土壤肥力。答案：B

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，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。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(shí)驗(yàn)，下列有關(guān)該實(shí)驗(yàn)的敘述錯(cuò)誤的是：(現(xiàn)象射適量適活動(dòng)減射適量適漸蘇醒、射適量適活動(dòng)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(dòng)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(dòng)恢復(fù)正常素溶液射適量適濃度的素溶液測(cè)尿陽(yáng)檢鼠呈小糖性射適量適宜濃度的

胰島素溶檢測(cè)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(dòng)用測(cè)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(cè)尿陽(yáng)檢鼠呈小糖性射適量適宜濃度的

胰島素溶檢測(cè)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(dòng)用測(cè)性活常檢陰腹腔注射適量的生理鹽水小鼠活動(dòng)正常、尿糖檢測(cè)呈陰性A.該實(shí)驗(yàn)可驗(yàn)證胰島素和胰高血糖素的功能以及它們?cè)谡{(diào)節(jié)血糖過(guò)程中的拮抗作用B.該實(shí)驗(yàn)的對(duì)照有同組內(nèi)的自身對(duì)照、甲乙間的相互對(duì)照，設(shè)計(jì)丙組作空白對(duì)照無(wú)必要C.該實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)通過(guò)甲組和乙組的自身對(duì)照，可驗(yàn)證胰島素和胰高血糖素的功能以及它們?cè)谡{(diào)節(jié)血糖過(guò)程中的拮抗作用。實(shí)驗(yàn)要嚴(yán)格遵循對(duì)照原則和單一變量原則，因此該實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)有組內(nèi)的自身對(duì)照（第一步與第二步對(duì)照），也有甲乙兩組的相互對(duì)照，但是丙組的空白對(duì)照也很有必要，因?yàn)橹挥信c空白對(duì)照相比較才能夠看出實(shí)驗(yàn)組的情況是否異常。答案：B3、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)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,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。典型分析：溫度對(duì)唾液淀粉酶活性的影響實(shí)驗(yàn)：(1)實(shí)驗(yàn)對(duì)象：加了相同淀粉糊的四支試管。(2)對(duì)照處理：不另設(shè)對(duì)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(shí)逐個(gè)加入相同的唾液。(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)果：對(duì)相同時(shí)間內(nèi)四組溶液中淀粉糊消化程度進(jìn)行檢測(cè)，并記錄檢測(cè)值。(4)對(duì)照分析：通過(guò)對(duì)四組檢測(cè)值之間相互對(duì)比，得出淀粉糊消化程度最高組的溫度，即為本探究實(shí)驗(yàn)的唾液淀粉酶活性的最適溫度。例題剖析：請(qǐng)用所給的實(shí)驗(yàn)材料和用具，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證哺乳動(dòng)物的蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有專一性。要求完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)步驟、預(yù)測(cè)試驗(yàn)結(jié)果、得出結(jié)論，并回答問(wèn)題。

實(shí)驗(yàn)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(hào)，請(qǐng)用這些符號(hào)完成下表實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(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++一一乙丙丁①按照上表中的設(shè)計(jì)，取試管、加溶液。②③④ 一(3)結(jié)果預(yù)測(cè):(4)結(jié)論：(5)在上述試驗(yàn)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(shí)驗(yàn)，出現(xiàn)磚紅色試管中的顏色會(huì)比37℃時(shí)的淺，其原因解析：本題綜合考查實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本技能，要驗(yàn)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(duì)照性原則、科學(xué)性原則和單一變量原則。（1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖球?yàn)證哺乳動(dòng)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(jì)兩組對(duì)照實(shí)驗(yàn)，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(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)步驟，充分混合后，372恒溫水浴一段時(shí)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(shí)間。（3）實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(dòng)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(shí)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(shí)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(dòng)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(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?一甲狀腺激素有促進(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。例題剖析：請(qǐng)用DNA酶作試劑，選擇適當(dāng)?shù)牟牧嫌镁撸瓿上铝械膶?shí)驗(yàn)方案，驗(yàn)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(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。（1）實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)第步第二步：分組、編號(hào)并處理。組合編號(hào)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(shí)間，觀察菌落的生長(zhǎng)情況。(2)預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果并得出結(jié)論:(3)通過(guò)