1、 实验微课3辨别“对比实验与对照实验”1.对比实验及特点分析(1)含义:如果并不知道两组(或多组)实验中的自变量对实验结果所造成的影响,需要通过实验来进行确定。此时就可以称这些实验为对比实验,对比实验也可称为相互对照实验。(2)举例:在美国科学家鲁宾和卡门的有关光合作用的同位素实验中,当时他们并不能确定氧气中的氧元素是来自二氧化碳分子还是水分子中的氧,因此,设计的实验就是分别标记二氧化碳中的氧元素和水中的氧元素,从实验结果中进行判断和确定。此时,就不能简单地分辨谁是实验组,谁是对照组,只能将它们看作是相互对照或者对比实验,因此,在某些实验中对比实验也可以称为判决性实验。1952年,赫尔希和蔡斯
2、以T2噬菌体作为实验材料,利用放射性同位素标记技术,证明DNA是遗传物质。他们用35S和32P分别标记噬菌体的蛋白质外壳和DNA分子,这就是一组对比实验(相互对照),也是一个判决性实验。中学生物学教学中的对比实验有很多,如探究某种酶的最适宜温度和pH,质壁分离实验中探究洋葱鳞片叶表皮细胞的细胞液的大致浓度,等等。2.对照实验及其类型分析(1)含义:如果只有一组实验,不足以说明该变量是影响实验结果的唯一因素,这时,需要设置一个未施加这种因素(自变量)而已知的实验结果作为对照,以明确这种因素所起的作用。因此,通常把经过控制处理的一组(或者未知实验结果的一组)称为实验组,而将未经过处理的一组(自然状
3、态下或者已知实验结果的一组)称为对照组。(2)类型: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)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。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
4、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型细菌DNA+R型活细菌S型菌落+R型菌落(实验组);S型细菌DNA+DNA酶+R型活细菌R型菌落(条件对照组)。3.对比实验与对照实验的关系如果人们不知道温度对某种植物种子萌发的影响,此时设计一系列的实验条件进行研究,这就是对比实验,从对比实验中可以确定该种子萌发的最适宜温度;如果现在人们已经知道了上述种子萌发的最适宜温度,还想研究其他温度对该种子萌发的影响,此时设计的实验就是对照实验。1.(2019山东淄博实验中学期末)如图是光合作用探索历程中恩格尔曼和萨克斯的实验示意图,下列有关叙述
5、正确的是()A.两实验均需进行“黑暗”处理,以消耗细胞中原有的淀粉B.两实验均需要光的照射C.两实验中只有恩格尔曼的实验设置了对照D.两实验均可证明光合作用的产物有氧气1.答案B题图所示的两实验中,只有萨克斯的实验需进行“黑暗”处理,目的是消耗掉细胞中原有的淀粉。恩格尔曼实验的目的是探究光合作用进行的场所,萨克斯实验的目的是探究光合作用产物,所以两实验均需要光的照射。恩格尔曼的实验中,照光处理与不照光处理、黑暗与完全曝光形成对照;萨克斯的实验中,暗处理的叶片一半曝光、一半遮光形成对照。恩格尔曼的实验可证明氧气是光合作用的产物,萨克斯的实验可证明淀粉是光合作用的产物。2.(2019河北衡水中学高
6、三开学二调)过氧化物酶能分解H2O2,使氧化焦性没食子酸呈橙红色。为探究白菜梗中是否存在过氧化物酶,设计实验如表。下列相关叙述正确的是()管号1%氧化焦性没食子酸/mL2%H2O2/mL缓冲液/mL过氧化物酶溶液/mL白菜梗提取液/mL煮沸冷却后的白菜梗提取液/mL1222222232224222A.2号管为对照组,其余都为实验组B.1号管为对照组,其余不都是实验组C.若3号管显橙红色,无须对照就能证明白菜梗中存在过氧化物酶D.若4号管不显橙红色,可证明白菜梗中无过氧化物酶2.答案B该实验探究的是白菜梗中是否存在过氧化物酶,1是空白对照,2是标准对照,A错误,B正确;3号管实验结果需要和对照组
7、比较才能得出结论,C错误;如果4号管不显橙红色,不能说明白菜梗中无过氧化物酶,高温会使酶空间结构遭到破坏,使酶失活,D错误。3.下列关于探究酵母菌细胞呼吸方式实验的叙述,正确的是()A.选择酵母菌为实验材料是因为酵母菌是自养、兼性厌氧型微生物,易于培养B.通过设置有氧(对照组)和无氧(实验组)的对照,易于判断酵母菌的呼吸方式C.将进气管、排气管与锥形瓶连接后需要进行气密性检查,确保不漏气D.实验的因变量是澄清石灰水是否变混浊和加入酸性重铬酸钾溶液后样液的颜色变化3.答案C在探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中,选择酵母菌为实验材料是因为酵母菌具有兼性厌氧且易于培养的特点,但它不是自养型生物;在该实验
8、中所设置的有氧组和无氧组都是实验组,通过相互对比,判断酵母菌的呼吸方式;本实验的因变量是酵母菌CO2的产生快慢和是否有酒精生成。4.下列实验中,有关实验组和对照组的设置,正确的是()选项实验名称实验组对照组A探究过氧化氢酶作用的最适pH氢氧化钠溶液或盐酸+过氧化氢溶液+过氧化氢酶蒸馏水+过氧化氢溶液+过氧化氢酶B验证过氧化氢酶具有催化作用过氧化氢溶液+肝脏研磨液过氧化氢溶液+FeCl3溶液C验证酶的专一性新鲜蔗糖溶液+新鲜蔗糖酶液新鲜淀粉溶液+新鲜淀粉酶液D验证某种酶是蛋白质待测酶溶液+双缩脲试剂标准蛋白质溶液+双缩脲试剂4.答案D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
9、组,多个实验组的pH不同,各实验组相互对比,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。5.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
10、.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5.答案C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;只有与对照实验作比较,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。6.在研究遗传物质的过程中,人们做了很多实验进行探究,包括著名的肺炎双球菌转化实验。(1)某人曾重复了“肺炎双球菌转化实验”,步骤如下。请分析以下实验并回答问题:A.将一部分S
11、型细菌加热杀死;B.制备符合要求的培养基,并分为若干组,将菌种分别接种到各组培养基上(接种的菌种见图中文字所示);C.将接种后的培养装置放在适宜温度下培养一段时间,观察菌落生长情况。制备符合要求的培养基时,除加入适当比例的水和琼脂外,还必须加入一定量的无机盐、氮源、有机物、生长因子等,并调整pH。本实验中的对照组有组。本实验得出的结论是。(2)艾弗里等人通过实验证实了在上述细菌转化过程中,起转化作用的是DNA。请利用DNA酶作试剂,选择适当的材料用具,设计实验方案,验证“促进R型细菌转化成S型细菌的物质是DNA”,并预测实验结果,得出实验结论。实验设计方案:第一步:从S型细菌中提取DNA;第二
12、步:制备符合要求的培养基,将其均分为三份,标为A、B、C,分别做如下处理:组合编号ABC处理不加任何提取物g.h.第三步: ;第四步:将接种后的培养装置放在适宜温度下培养一段时间,观察菌落生长情况。预测实验结果并得出结论:。通过设计的实验,还能得出什么结论?。6.答案(1)1、2、3S型细菌中的某种物质(转化因子)能使R型细菌转化成S型细菌(2)第二步:加入提取出的S型细菌DNA加入提取的S型细菌DNA和DNA酶第三步:将R型细菌分别接种到三组培养基上A、C组中未出现S型细菌,只有B组培养基中出现S型细菌;说明DNA分子可以使R型细菌转化为S型细菌DNA结构要保持完整才能促进R型细菌转化为S型
13、细菌解析(1)本实验的自变量是加入培养基中的物质,第4组为实验组,其余三组为对照组。第4组中分离到S型细菌,说明有R型菌转化成了S型细菌,所以加热杀死的S型细菌中必然含有某种转化因子。(2)实验中要求用DNA酶来验证“促进R型细菌转化成S型细菌的物质是DNA”,所以实验中的自变量是加入的物质,即不同的处理分别为不加任何提取物、加S型细菌DNA、加S型细菌DNA和DNA酶。然后将R型细菌分别接种到三组培养基上,观察是否出现S型细菌的菌落,出现的组别则发生了转化。根据所学知识预期结果,只有加入DNA的一组出现S型细菌,而其他两组不出现S型细菌。通过对比加入DNA酶一组,得出只有保持DNA的完整性才能促使R型菌转化为S型细菌。
