高三二轮微专题生物：对照实验之阴性对照

1、二轮微专题对照实验之阴性对照关于对照实验对照实验是中学生物学教学中最常见的实验类型。除作为自变量的因素外，其余因素（无关变量）都保持一致，并将结果进行比较的实验就是对照实验。对照实验中可以变化的因素称为变量，其中人为控制改变的变量叫作自变量，随自变量的改变而变化的变量叫作因变量。实验进行过程中除自变量外，还存在一些对实验结果造成影响的变量，即无关变量。1.空白对照单独设置未经自变量处理的对照组，与经过自变量处理的实验组进行结果比对，即为空白对照。空白对照可以排除或者修正自变量以外因素对实验结果的影响，以确保实验结果是在自变量的影响下产生的。对照实验的类型例如：验证胰岛素有降低血糖作用的实验中，

2、实验组动物注射适量的胰岛素溶液，对照组动物注射等量的生理盐水（空白对照组）。这样的空白对照可以排除实验组胰岛素溶液中的溶剂对实验结果可能的干扰。2.自身对照不单独设置对照组，同一研究对象自变量处理前后的对照即为自身对照。由于自身对照是在同一研究对象上进行的，故可以将实验材料差异等无关变量的干扰降到最低。对照实验的类型例如：观察植物细胞质壁分离的实验中，自变量处理前的初始状态;液泡体积大，颜色较浅，原生质层紧贴细胞壁。对初始观察的实验材料利用引流法进行蔗糖溶液处理一定时间后，再观察并与初始状态对比可以发现;液泡体积变小，颜色变深，原生质层与细胞壁分离。这即为自身对照。3.相互对照相互对照也不单独

3、设置对照组，而是设置的几个实验组之间形成对比，即得出相应的结论。相互对照实验也叫对比实验，常常适用于研究不同剂量自变量与相应因变量之间的关系。对照实验的类型例如：在研究温度对淀粉酶活性影响的实验中，设置不同温度下淀粉酶催化淀粉的反应组均为实验组，通过对不同组实验结果的分析，得出温度与酶活性关系的相关结论。4.条件对照除空白对照外，给实验对象某种非自变量意义的处理或者与自变量相反的处理，从而进一步反映自变量与因变量之间的关系，这样的相互比对属于条件对照。对照实验的类型例如：验证甲状腺激素有促进蝌蚪生长发育作用的实验中，实验组的处理为食物中添加甲状腺激素，食物中添加甲状腺激素抑制剂的一组就是条件对

4、照组。【阴性对照】是指按照实验方案一定不能得到正面预期结果的对照实验。1.缺失突变体对照，使研究性状的遗传背景为“空白”状态2.假手术对照，使实验动物接受相同外科创伤处理3.抑制剂对照，使研究对象的生理过程或功能处于“空白”状态4.安慰剂对照，使受试者和实验者处于双盲实验状态为了探究基因或其产物的功能，常选用基因缺失突变体为材料，使其遗传背景为“空白”状态，再通过基因敲入、添加基因产物进行功能研究。1.缺失突变体对照，使研究性状的遗传背景为“空白”状态2019年全国1卷29(12分)将生长在水分正常土壤中的某植物通过减少浇水进行干旱处理，该植物根细胞中溶质浓度增大，叶片中的脱落酸(ABA)含量

5、增高，叶片气孔开度减小，回答下列问题。（3）有研究表明：干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的，而是由ABA引起的，请以该种植物的ABA缺失突变体(不能合成ABA)植株为材料，设计实验来验证这一结论，要求简要写出实验思路和预期结果。自变量是什么？因变量是什么？阴性对照组是什么？是否存在ABA气孔开度不加ABA追问1：可否给 ABA 缺失突变体插入 ABA 合成有关基因?追问2：若实验材料为野生型植株，能否将 ABA 合成有关基因敲除?变式训练干旱可促进植物体内脱落酸（ABA）的合成，取正常水分条件下生长的某种植物的野生型和ABA缺失突变体幼苗，进行适度干旱处理，测定一定时间内茎叶和根的生长

6、量，结果如图所示：回答下列问题：（1）综合分析上图可知，干旱条件下，ABA对野生型幼苗的作用是_。（2）若给干旱处理的突变体幼苗施加适量的ABA，推测植物叶片的蒸腾速率会_，以对环境的变化作出反应。（3）ABA有“逆境激素”之称，其在植物体中的主要合成部位有_（答出两点即可）。（4）根系是植物吸收水分的主要器官。根细胞内水分的主要作用有_（答出两点即可）。2.假手术对照，使实验动物接受相同外科创伤处理研究动物内分泌腺及其分泌激素的功能，常切除内分泌腺，观察实验动物生理及行为变化。例如，2020 年全国卷第3题，切除垂体研究机体产热、耗氧量等变化;2018年全国卷第 29题，切除垂体研究其对机体

7、生长发育的作用。为提高实验信度，排除无关变量手术创伤的干扰，对照组实施假手术，即手术但不切除目标脏器，如 2016年浙江卷第 31题对照组手术但不切除甲状腺。例2（2018年全国卷 节选） 为研究垂体对机体生长发育的作用，某同学用垂体切除法进行实验。在实验过程中，用幼龄大鼠为材料，以体重变化作为生长发育的检测指标。回答下列问题（1）请完善下面的实验步骤:将若干只大鼠随机分为A、B两组后进行处理，A 组（对照组）的处理是 ，B组的处理是 。（2）实验结果与分析（略）。自变量是什么？因变量是什么？有无垂体以生长发育( 体重)追问1：能否将不做任何处理的大鼠作为空白对照?追问2：垂体还有哪些功能?

8、切除垂体会生产哪些无关变量?也有忽略“创伤”干扰仅用未处理动物作为空白对照，如2018年4月浙江卷第16题，研究胸腺在小鼠皮肤片移植排斥反应实验中，小鼠甲未处理。垂体是“内分泌腺之首”，包括腺垂体和脑垂体，能够分泌多种激素，对代谢、生长、发育和生殖等有重要作用。应用切除实验法，是基于设定条件下理想化单一功能，考查实验设计与分析能力。3.抑制剂对照，使研究对象的生理过程或功能处于“空白”状态与切除实验法相比，抑制剂对照避免了切除或破坏脏器，实验方法简单、变量单一，结果信度高。如链脲佐菌素破坏胰岛B细胞、丙硫氧嘧啶抑制甲状腺激素合成、河豚毒素阻断神经元钠离子通道、羟基脲抑制DNA复制等，在涉及动物

9、内分泌腺、神经元、DNA 复制等有关实验设计时，常使用抑制剂实验法。例3（2018年4月浙江卷） 各取未转基因的水稻（W）和转Z基因的水稻（T）数株，分组后分别喷施蒸馏水、寡霉素和 NaHSO，24h后进行干旱胁迫处理，测得未胁迫和胁迫8h时的光合速率如图所示。已知寡霉素抑制光合作用和细胞呼吸中 ATP 合成酶的活性。下列叙述正确的是例3（2018年4月浙江卷） 各取未转基因的水稻（W）和转Z基因的水稻（T）数株，分组后分别喷施蒸馏水、寡霉素和 NaHSO3，24h后进行干旱胁迫处理，测得未胁迫和胁迫8h时的光合速率如图所示。已知寡霉素抑制光合作用和细胞呼吸中 ATP 合成酶的活性。下列叙述正

10、确的是A. 寡霉素在细胞呼吸过程中抑制线粒体外膜上H的传递B. 寡霉素在光合作用过程中的作用部位是叶绿体的基质C. 转 Z 基因提高光合作用的效率，且增加寡霉素对光合速率的抑制作用D. 喷施 NaHSO3 促进光合作用，且减缓干旱胁迫引起的光合速率的下降自变量是什么？因变量是什么？是否含 Z 基因、喷施试剂种类光合速率例3（2018年4月浙江卷）各取未转基因的水稻（W）和转Z基因的水稻（T）数株，分组后分别喷施蒸馏水、寡霉素和NaHSO3，24h后进行干旱胁迫处理，测得未胁迫和胁迫8h时的光合速率如图所示。已知寡霉素抑制光合作用和细胞呼吸中ATP合成酶的活性。下列叙述正确的是从变量控制角度分析

11、，对照有3个维度:水分维度，空白对照组为未干旱胁迫。基因维度，空白对照组为常规水稻W，作为胁迫及试剂条件下Z基因对光合速率功能影响的参照。试剂维度，一个是喷施蒸馏水的空白对照组，另一个是寡霉素的阴性对照，因为寡霉素抑制ATP酶活性，喷洒后必然不会提高光合速率，相反会抑制光合速率。变式训练（阳性对照与抑制类阴性对照）已知药物X对细胞增值有促进作用，药物D可抑制药物X的作用。某同学将同一瓶小鼠皮肤细胞平均分为甲、乙、丙三组，分别置于培养液中培养，培养过程中进行不同的处理（其中甲组未加药物），每隔一段时间测定各组细胞数，结果如图所示。据图分析，下列相关叙述不合理的是A. 乙组加入了药物X后再进行培养

12、B. 丙组先加入药物X，培养一段时间后加入药物D，继续培养C. 乙组先加入药物D，培养一段时间后加入药物X，继续培养D. 若药物X为蛋白质，则药物D可能改变了药物X的空间结构变式训练（阳性对照与抑制类阴性对照）（2017年四月浙江）欲研究药物乙对海拉细胞增殖的抑制作用，请根据以下提供的材料与用具，以海拉细胞的细胞数变化为测定指标，完善实验分组设计和实验思路，预测实验结果并进行分析与讨论。材料与用具：海拉细胞悬液，药物甲溶液（对细胞增殖有影响），药物乙溶液，培养液、培养瓶，血细胞计数板，显微镜等。（要求与说明：细胞计数的具体操作过程不做要求，不考虑加入溶液对体积的影响，实验条件适宜）回答下列问题

13、：（1）实验分组设计：A 组：海拉细胞悬液+培养液 B 组：海拉细胞悬液+培养液+药物甲溶液C 组：海拉细胞悬液+培养液+药物甲溶液，培养一段时间后，加入_。（2）完善实验思路：（3）预测实验结果（以坐标曲线图形表示实验结果，并标出加入药物的时间）：（4）分析与讨论：药物甲的作用是_。4.安慰剂对照，使受试者和实验者处于双盲实验状态安慰剂是一种模拟药物，其外观、颜色和气味等物理性状逼近试验药物的制剂或剂型，但不含药品有效成分，以排除试验药物可能引发的安慰剂效应。药物、疫苗等有效性与安全性评估实验往往采用随机双盲试验，受试者随机分两组：药物组、安慰剂组，医生与受试者均不知施用的是安慰剂，旨在减少

14、医生与受试者的主观感受及心理期盼效应，避免影响实验的真实性。例 4（2014 年北京卷 节选） 人感染乳头瘤病毒（HPV）可诱发宫颈癌等恶性肿瘤。研究机构为评估某种HPV疫苗的效果，在志愿者中进行接种。一段时间后，统计宫颈出现癌前病变的人数，结果见表。（3）B1 组人群中出现癌前病变比例显著高于 组，据此推测HPV是诱发癌前病变的因素。自变量是什么？因变量是什么？是否注射疫苗癌前病变人数变式训练2017全国三卷31（10分）为研究胰岛素的生理作用，某同学将禁食一段时间的实验小鼠随机分为A、B、C、D四组，A组腹腔注射生理盐水，B、C、D三组均腹腔注射等量胰岛素溶液，一段时间后，B、C、D三组出现反应迟钝、嗜睡等症状，而A组未出现这些症状。回答下列问题：（1）B、C、D三组出现上述症状的原因是_。（2）B、C、D三组出现上述症状后进行第二次注射，给B组腹腔注射生理盐水；为尽快缓解上述症状给C组注射某种激素、给D组注射某种营养物质。那么C组注射的激素是_，D组注射的营养物质是_。变式训练2020全国1卷31某研究人员用药物W进行了如下实验：给甲组大鼠注射药物W，乙组大鼠注射等量生理盐水，饲养一段时间后，测定两组大鼠的相关生理指标。实验结果表明