高中生物高考试题中的对照实验类型

用心爱心专心生物高考试题中的对照实验类型湖北省麻城市第一中学何磊“对照性原则”是生物学实验设计和实施实验的一个重要原则。通过设置对照实验，可以排除无关变量对实验结果的影响，从而增加实验结果的可信度和说服力。对照实验就是一个条件（即因素）不同，而其他条件（因素）都相同的情况下所进行的实验，研究此条件（因素）和结果之间的关系，这一组就是“实验组”，而不包含此条件(因素)的一组称为“对照组”。在生物高考试题中，常见的对照实验有如下四种类型：（一）空白对照。空白对照是指不做任何实验处理的对象组，这里的不作处理，并不是什么因素都不给予，而是针对实验所要研究的条件（因素）不给予，以体现实验条件（因素）的有无对实验结果的影响。空白对照能明白地对比和衬托出实验组的变化和结果，增强说服力。例（2007年江苏高考）右图为探究CO2是否为植物光合作用原料的实验装置示意图。其中a为实验装置，b为对照装置。有关用塑料袋扎紧花盆的实验设计思路是：A．确保植株与外界空气进一步隔绝B．排除土壤中微生物代谢活动的干扰C．防止NaOH溶液对植物根系的影响D．避免土壤中自养微生物光合作用形成淀粉解析：该实验是探究CO2是否为植物光合作用的原料，图中a装置内没有CO2为实验组，b装置内有CO2，相当于不作处理的正常植株，为对照组。答案：B（二）自身对照。指实验与对照在同一对象上进行，即不另设对照。例（2008年全国卷I）为了验证用胰岛素具有降低血糖含量的作用，在设计实验方案时，如果以正常小鼠每次注射药物前后小鼠症状的变化为观察指标，则下列对实验组注射药物的顺序，正确的是：Ạ̣̣̣̣̣̣̣̣̣̣̣̣̣̣̣.先注射胰岛素溶液，后注射葡萄糖溶液B.先注射胰岛素溶液，再注射胰岛素溶液C.先注射胰岛素溶液，后注射生理盐水D.先注射生理盐水，后注射胰岛素溶液解析：该实验的实验目的是验证胰岛素具有降低血糖含量的作用，实验变量是胰岛素，反应变量是血糖含量，而血糖含量不是直接测量，而是通过实验动物的症状变化（实验现象）体现出来的。对照组：正常小鼠两次均注射生理盐水→活动一直正常；实验组：正常小鼠先注射胰岛素溶液→出现低血糖症状→后注射葡萄糖溶液→血糖浓度恢复，小鼠活动正常。在实验组中体现了自身前后对照的方法。此题可由“验证某矿质元素为植物的必需矿质元素”实验类推而来。另外，“植物细胞质壁分离和复原”实验，也是典型的自身对照。答案：A（三）相互对照。指不另设对照组，而是几个实验组相互对比对照。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（2007年海南高考）已知在促进生长的浓度范围内，浓度相同时，生长素类似物萘乙酸（NAA）产生的促进生长的作用大于吲哚乙酸（IAA）。为了验证NAA和IAA的这种差异，可分别用胚芽鞘和扦插枝条为材料进行实验。请简单写出实验设计思路并预测结果。（1）以胚芽鞘为材料的实验设计思路及预测结果。实验设计思路：预测结果：（2）以扦插枝条为材料的实验设计思路及预测结果。实验设计思路：预测结果：解析：该题的实验设计很明显要用到相互对照的实验方法。相同浓度的生长素类似物用心爱心专心萘乙酸（NAA）和吲哚乙酸（IAA）对胚芽鞘促进生长的作用不同；对扦插枝条生根的影响也不同。实验变量是激素的种类不同，反应变量是胚芽鞘的生长效应和扦插枝条生根的程度不同。各实验组之间形成相互对照。课本上“植物激素与向光性向重力性实验”和“温度对唾液淀粉酶活性的影响的实验”都是典型的相互对照的实验例子。答案：（1）用等量相同浓度的IAA和NAA分别处理各组去尖端的胚芽鞘一侧（或答顶端），观察其弯曲生长角度（或答直立生长长度）的差异。预测结果为：NAA处理胚芽鞘的弯曲角度（或答直立生长的长度）大于IAA的处理。（2）用相同浓度的IAA和NAA分别处理各组扦插枝条的下端，观察其生根的差异。预测结果为：NAA处理的扦插枝条生根数量多于IAA的处理。（四）条件对照。指虽给对象施以某种实验处理，但这种处理是作为对照意义的，或者说这种处理不是实验假设所给定的实验变量意义的，或不是所要研究的处理因素。课本实验“甲状腺激素能促进幼小动物的发育”，其实验设计方案是：甲组：饲喂甲状腺激素（实验组）；乙组：饲喂甲状腺抑制剂（条件对照组）；丙组：不饲喂药剂（空白对照组）。本实验的实验变量是甲状腺激素，甲状腺抑制剂虽然是实验所实施的处理因素，但与实验因素（甲状腺激素）无关，故甲组和乙组之间形成条件对照。例（2008年天津高考）为验证胰岛素具有降低血糖含量的作用设计如下实验流程。实验中5只家兔的注射剂量和生理指标均按单位体重计算。据图回答：（1）实验中起对照作用的是______号家兔.（2）二次注射后，与⑤号家兔相比，若④号家兔是产生尿素的时增加，原因是＿＿＿＿。（3）二次注射后，低血糖症状最先得到缓解的________号家兔；若②号家兔也出现糖尿，则该兔的尿量将会__________。原因是＿＿＿＿＿＿＿＿。解析：该实验中①号和⑤号兔起空白对照作用，②③④号兔之间形成条件对照，更能说明胰岛素具有降低血糖含量的作用。答案：（1）①和⑤（2）更多氨基酸分解，含氮部分转变成尿素的量增加（3）②增加血糖含量过高，在排出糖的同时，带走更多的水，导致多尿空腹家兔称重编号首次注射①号生理盐水②～⑤号胰岛素无症状低血糖症二次注射②号葡萄糖溶液③号肾上腺素④号胰高血糖素⑤号生理盐水观察并记录现象