实验素养提升3 对比实验与对照实验分析

[技法必备]

1．对照实验及其类型

一个实验包括实验组和对照组——实验组是接受自变量处理的对象组，对照组（控制组）是不接受自变量处理的对象组。常用的对照类型有以下几种：

（1）空白对照

对照组为不作任何处理的对象组。这里的不作处理，并非什么因素都不给予，而是针对实验所要研究的因素不给予，以体现实验因素的有无对实验结果的影响。如“探究影响酶活性的条件”实验中：

⎩⎨⎧1号试管加1 mL 蒸馏水（空白对照组）

2号试管加1 mL 盐酸溶液（实验组）3号试管加1 mL NaOH 溶液（实验组）

（2）自身对照

实验与对照在同一个对象上进行，不另设对照组。如“探究植物细胞的吸水和失水”实验，即是典型的自身对照——实验处理前的对象状况为对照组，实验处理后的对象变化为实验组。

（3）条件对照

给对照组施以某种实验处理，但不是所研究的实验因素，以突出实验实施的处理因素与实验所研究因素的差异，从一个侧面衬托实验因素对实验结果所造成的影响。如肺炎双球菌转化实验中以下两组实验：

S 型菌DNA ＋R 型活菌――→混合培养S 型菌落＋R 型菌落（实验组）；

S 型菌DNA ＋DNA 酶＋R 型活菌――→混合培养R 型菌落（条件对照组）。

（4）相互对照

不单设对照组，而是几个实验组相互对照。如“探究影响酶活性的条件”实验中，探究温度对酶活性的影响时，要用热水、正常温度的水、冰水三个实验组来探究，进行相互对照，以得出相应的实验结论。

2．对比实验及其特点

（1）含义：设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，来探究某种因素与实验对象的关系，这样的实验叫做对比实验。

（2）举例：探究酵母菌细胞呼吸类型实验中，需要设置有氧和无氧两种条件，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。对比实验也是科学探究中常用的方法之一。

实验设计中的“平行重复原则”

在实验设计中为了避免实验结果的偶然性，必然对所做实验进行足够次数的重复，以获得多次实验结果的平均值，保证实验结果的准确性。

[技能展示]

1．（2019·重庆六校联考）在下列科学研究中，没有设置对照或对比的是（）A．科学家用蝾螈受精卵横缢实验证明了细胞核的功能

B．萨顿基于实验观察提出了基因位于染色体上的假说

C．鲁宾和卡门有同位素标记法证明光合作用释放的氧全部来自水

D．赫尔希和蔡斯用噬菌体侵染细菌的实验证明DNA是遗传物质

解析蝾螈受精卵横缢实验中，有核部分和无核部分可以相互对照，A不符合题意；萨顿基于实验观察，利用类比推理法提出了基因位于染色体上的假说，B符合题意；鲁宾和卡门采用18 O分别标记CO2和H2O中的氧进行实验证明光合作用释放的O2来自水，二者形成相互对照，C不符合题意；噬菌体侵染细菌实验中，分别用35S或32P标记的噬菌体侵染未被标记的细菌，二者形成相互对照，D不符合题意。

答案 B

2．在探究实验的设计过程中，往往要设置对照实验，下列有关叙述中正确的是（）

A．只能设置两个实验组，互为对照实验

B．在“探究酵母菌细胞呼吸方式”的实验中，产物不同，即酒精和CO2构成对照实验

C．进行对照实验是为了探究某种因素与实验对象的关系

D．只要实验现象明显，有无对照实验对实验结论没有影响

解析进行对照实验是为了探究某种因素与实验对象的关系，根据需要可设置两个或两个以上的实验组，A错误、C正确；在“探究酵母菌细胞呼吸方式”的实验中，反应条件即有氧和无氧构成对照，而非产物构成对照，B错误；只有与对照实验做比较，才能准确说明某种因素与实验对象的关系，若没有对照实验，得出的结论往往是不科学、不严谨的，D错误。

答案 C

3．下列实验中，有关实验组和对照组的设置，正确的是（）

解析探究过氧化氢酶作用的最适pH应设置成相互对照实验，无特定的对照组，多个实验组的pH不同，表中A项对应的设置是验证pH对酶活性影响，A错误；验证酶具有催化作用，对照组应设置为用等量蒸馏水＋过氧化氢溶液，B项对应的设置是验证酶具有高效性，B错误；验证酶的专一性应设置为：实验组为反应物＋相应酶液，对照组为另一反应物＋同一酶液或同一反应物＋另一种酶液，C 错误；验证某种酶是蛋白质的实验中，对照组设置成标准蛋白质溶液＋双缩脲试

剂是为了排除无关变量的干扰，D正确。

答案 D

4．某课外活动小组用淀粉酶探究pH对酶活性的影响，得到如图所示的实验结果。请回答相关问题：

（1）酶活性是指，该实验的自变量是，以作为检测因变量的指标。

（2）如图所示的实验结果与预期不符，于是活动小组又进行（填“对照”“对比”或“重复”）实验，得到与上图无显著差异的结果。查阅资料后发现，盐酸能催化淀粉水解。因此推测，该实验中淀粉可能是在和的作用下分解的。pH为3条件下的酶活性（填“小于”“等于”或“大于”）pH为9条件下的酶活性，原因是_____________________________。（3）在常温、常压下，与盐酸相比，淀粉酶降低反应活化能的作用更显著，判断依据是_______________________________________。

答案（1）酶对化学反应的催化效率pH 1 h后淀粉剩余量（2）重复淀粉酶盐酸小于两种条件下反应速率基本相同，但pH为3的条件下，有盐酸催化淀粉分解干扰实验结果（3）1 h后，pH为7的条件下淀粉的剩余量小于pH为1条件下淀粉的剩余量