高中生物所有对照试验类型解说

对照实验

大多生物学实验中都需设置对照实验，在实验设计过程中，首先要区分实验组和对照组，对照实验的类型又有很多，因此要根据不同的实验，设计对照实验。本文以高中生物课本的相关实验为例，对对照实验的类型进行逐一分析。

“对照原则”是中学生物实验设计中最常用的原则，通过设置对照实验，既可排除无关变量的影响，又可增加实验结果的可信度和说服力。

一个实验可包括实验组和对照组，实验组，是接受实验变量处理的对象组，所处理的变量就是我们要研究的内容；对照组，也称控制组，是不接受实验变量处理的对象组。按对照的内容和形式上的不同，常用的对照类型有空白对照、自身对照、相互对照、条件对照等类型。

1、空白对照

空白对照指不做任何实验实验的对照组或不给对照组以任何处理因素。值得注意的是，不给对照组任何处理因素是相对实验组而言的，实际上对照组还是要做一定的处理，只是不加实验组的处理因素，或者说相对于实验组而言，除实验变量外，别的处理与实验组完全相同。空白对照能明白地对比和衬托实验组的变化和结果，增加说服力。通常未经实验因素处理的对象组为对照组，经实验因素处理的对象组为实验组；或处于正常情况下的对象组为对照组，未处于正常情况下的对象组为实验组。例如，在“生物组织中可溶性还原糖的鉴定”的实验中，向甲试管溶液加入试剂，而乙试管溶液不加试剂（零剂量），一起进行温水浴加热，比较它们的变化。这样，甲为实验组，乙为对照组，且乙为典型的空白对照。空白对照能明白地对比和衬托出实验组的变化和结果，增强了说服力。

例题剖析：有人设计实验探究有机肥是否能提高土壤肥力并优于化肥。实验分为两组，一组农田施有机肥，一组农田施化肥。该实验设计缺少（）

A．施用有机肥和适量化肥的对照田

B．既不施用有机肥也不施用化肥的对照田

C．施用大量化肥和少量有机肥的对照田

D．施用少量化肥和大量有机肥的对照田

解析：本题考查是否具有对一些生物学问题进行初步探究的能力。本题的实验目的有两个，一是探究有机肥是否能提高土壤肥力，二是探究有机肥的肥力是否优于化肥。就实验目的一而言，施用有机肥的农田只有与既不施用有机肥也不施用化肥的农田作对照，才能说明有机肥是否能提高土壤肥力。答案：B

2、自身对照

自身对照指对照组和实验组都在同一研究对象上进行，不另设对照。自身对照方法简便，关键是看清实验处理前后现象变化的差异。实验处理前的对象状况为对照组，实验处理后的对象变化则为实验组。如“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验，就出现了两次对照，其中第一次对照是在高浓度溶液处理下，质壁分离状态与自然状态形成对照；第二次对照是在低浓度溶液处理下，复原后状态与质壁分离状态形成对照。又如：要研究植物根具有向重力性，茎具有背重力性，可把某一植株横放于培养基上，让其自然生长，经过一段时间后，便可观察到根向重力生长，茎背重力生长。这里，对照和实验都在同一个体上进行，属于自身对照。

例题剖析：某校生物兴趣小组将体重、大小和年龄相同的成年小鼠分成甲、乙、丙三组，分别进行如下

A．该实验可验证胰岛素和胰高血糖素的功能以及它们在调节血糖过程中的拮抗作用

B．该实验的对照有同组内的自身对照、甲乙间的相互对照，设计丙组作空白对照无必要

C．该实验所用的胰岛素溶液和胰高血糖素溶液应是生理盐水与相应激素配制而成

D．该实验同一步所用的三种溶液用量必须相等，同一组前后两步所用溶液用量可以不等

解析：该实验通过甲组和乙组的自身对照，可验证胰岛素和胰高血糖素的功能以及它们在调节血糖过程中的拮抗作用。实验要严格遵循对照原则和单一变量原则，因此该实验所用的胰岛素溶液和胰高血糖素溶液应是生理盐水与相应激素配制而成，而且该实验同一步所用的三种溶液用量必须相等，同一组前后两步所用溶液用量可以不等。该实验有组内的自身对照（第一步与第二步对照），也有甲乙两组的相互对照，但是丙组的空白对照也很有必要，因为只有与空白对照相比较才能够看出实验组的情况是否异常。答案：B

3、相互对照

相互对照是指不单独设对照组，而是几个实验组相互对比对照，其中每一组既是实验组也是其他级别的对照组，由此得出相应的实验结论。一般是在探究某种实验因素对实验结果的影响不明确的情况下使用，通过实验的相互对比，确立实验变量和反应变量的关系。在等组实验法中，若不设空白对照，则大都是运用相互对照。相互对照较好地平衡和抵消了无关变量的影响，使实验结果具有说服力。例如，“植物的向性运动”的等组实验中，5个实验组采用的都是相互对照，较好的平衡和抵消了无关变量的影响，使实验结果更具有说服力。又如“验证植物根对矿质离子有选择吸收的特性”，可把番茄和水稻分别培养在成分相同的培养液中，过一段时间后，测定培养液中各种矿质元素离子浓度的变化，就会发现番茄吸收Ca多，吸收Si少；而水稻吸收Si多，吸收Ca少。以上就是两个实验组的相互对照。再如，在“探究酵母菌细胞呼吸的方式”的实验中，需要设置有氧和无氧两个条件，探究酵母菌在不同氧气条件下细胞呼吸的方式，这两个实验组的结果都是事先未知的，通过对比可以看出氧气条件对细胞呼吸的影响。

典型分析：

温度对唾液淀粉酶活性的影响实验：

（1）实验对象：加了相同淀粉糊的四支试管。

（2）对照处理：不另设对照组，而是将四支试管分别放在温度为80℃、60℃、37℃、0℃的不同环境中，并同时逐个加入相同的唾液。

（3）实验结果：对相同时间内四组溶液中淀粉糊消化程度进行检测，并记录检测值。

（4）对照分析：通过对四组检测值之间相互对比，得出淀粉糊消化程度最高组的温度，即为本探究实验的唾液淀粉酶活性的最适温度。

例题剖析：请用所给的实验材料和用具，设计实验来验证哺乳动物的蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有专一性。要求完成实验设计、补充实验步骤、预测试验结果、得出结论，并回答问题。

实验材料与用具：适宜浓度的蔗糖酶、唾液淀粉酶、蔗糖、淀粉4种溶液，斐林试剂、37℃恒温水浴锅、沸水浴锅。

（1）若“＋”代表加入适量的溶液，“—”代表不加溶液，甲、乙等代表试管标号，请用这些符号完成