[实验微课3] 辨别“对比实验与对照实验” 2021版高考生物(新高考)一轮复习

高中生物新课程中对照实验和对比实验的例谈本文通过举例分析了什么是对照实验和对比实验，从而进一步说明了对照实验和对比实验的区别和联系。

标签：实验设计对照实验对比实验新高中生物课程中实验设计较以前加强不少，而对照实验和对比实验是实验设计中两个重要的方面。

故而新课程中对其特别强调，要求学生能真正的理解和运用这两种实验设计的区别和联系。

另外对比新旧高中生物课程可以发现，新课程以素质教育为背景，倡导以发现问题一探究问题为理念，从而来提高学生的科学探究能力，而自然科学中发现问题并去探究必然要设计实验来解决。

下面就结合例题来谈谈两种重要的实验设计方法——对照实验和对比实验，以期对学生生物实验设计的理解和运用有所帮助。

一、对照实验（1）对照组实验题目：设计实验证明某昆虫呼吸作用产生C02。

实验步骤：A：取同种等大的活昆虫若干，均分两组，编号甲、乙。

B、把乙组昆虫灭死后，两组昆虫均放在密闭的装置中，均连通澄清石灰水，其它条件相同且适宜，一段时间后观察两组石灰水状况。

实验结果：甲组澄清石灰水变混浊，乙组澄清石灰水无变化。

实验结论：某昆虫呼吸作用能产生C02。

分析：以上实验中，由于乙组昆虫为等大的死昆虫，等于未放实验材料，属于空白实验组，为对照实验中的对照组。

我们万不可认为空白对照组就一定是不给对照组以任何处理因素，只是不加实验组中自变量的处理因素，实际上空白对照组还是需要一定的处理，如以上实验中空白对照组乙组昆虫是作了杀死处理的。

（2）正常实验组实验题目：设计实验验证甲状腺激素能提高动物神经系统的兴奋性。

实验步骤：A：取同种等大的正常老鼠两只，编号甲、乙。

B：甲组饲喂等量的并加一定量的甲状腺激素，乙组饲喂等量的普通饲料，其它条件（温度、亮度、湿度等）均相同且适宜，一段时间后，对两组老鼠的神经兴奋性加以比较。

实验结果：甲组老鼠较乙组老鼠是上蹿下跳，难以平静……实验结论：甲状腺激素能提高动物神经系统的兴奋性。

分析：以上实验中，由于乙组老鼠没有饲喂甲状腺激素，但实验前也知道该老鼠的一切生理正常，包括神经的兴奋性，故为正常实验组，为对照实验的对照组。

第2讲微生物的培养和应用考纲研读备考定位考纲要求核心素养1.进行微生物的分离和培养。

2.测定某种微生物的数量。

3.研究培养基对微生物的选择作用。

4.探讨微生物的利用。

5.活动：用大肠杆菌为材料进行平面培养，分离菌落。

6.活动：分离土壤中分解尿素的细菌，并进行计数。

1.理性思维——分析培养基的成分及其作用；比较平板划线法和稀释涂布平板法的异同。

2.科学探究——设计实验探究微生物培养的条件。

3.社会责任——关注有害微生物的控制和宣传健康生活方式。

基础梳理1．培养基(1)概念：人们按照微生物对营养物质的不同需求，配制出供其生长繁殖的营养基质。

(2)营养构成：一般都含有水、碳源、氮源和无机盐。

此外还需要满足微生物生长对pH、氧气以及特殊营养物质的要求。

(3)种类：按照物理性质可分为液体培养基和固体培养基。

2．无菌技术(1)含义：指在培养微生物的操作中，所有防止杂菌污染的方法。

(2)关键：防止外来杂菌的入侵。

(3)不同对象的无菌操作方法(连线)思维辨析易错整合，判断正误。

(1)倒平板时，应将打开的皿盖放到一边，以免培养基溅到皿盖上(×)(2)消毒的原则是既杀死材料表面的微生物，又减少消毒剂对细胞的伤害(√)(3)为了防止污染，接种环经火焰灭菌后应趁热快速挑取菌落(×)(4)用稀释涂布平板法纯化大肠杆菌时，只要稀释度足够高，就能在培养基表面形成单个菌落(√)延伸探究1．(教材选修1P16旁栏思考题)请你判断以下材料或用具是否需要消毒或灭菌？如果需要，请选择合适的方法：(1)培养细菌用的培养基与培养皿(2)玻璃棒、试管、烧瓶和吸管(3)实验操作者的双手[提示](1)、(2)需要灭菌；方法：(1)高压蒸汽灭菌。

(2)干热灭菌。

(3)需要消毒。

方法：化学药物消毒。

2．(教材选修1P17“倒平板操作讨论”)(1)为什么需要使锥形瓶的瓶口通过火焰？(2)平板冷凝后，为什么要将平板倒置？[提示](1)通过灼烧灭菌，防止瓶口的微生物污染培养基。

第31讲微生物的利用细菌的培养与分离1．微生物：结构简单、形体微小的单细胞、多细胞或没有细胞结构的低等生物，如酵母、细菌、蓝细菌和病毒等。

绝大多数微生物与传染病无关，90%以上的微生物对人类有利。

2．培养基提前50 min左右开启超净工作台，先打开紫外灯灭菌30 min，然后关闭紫外灯开启过滤风，运行20 min，之后超净台可以开始使用。

[基础诊断](1)培养基一般都含有水、碳源、氮源和无机盐，有时还需要加入一些特殊的物质(√)(2)倒平板时，应将打开的皿盖放到一边，以免培养基溅到皿盖上(×)(3)消毒的原则是既杀死材料表面的微生物，又减少消毒剂对细胞的伤害(√)(4)为了防止污染，接种环经火焰灭菌后应趁热快速挑取菌落(×)1．选择培养基的制作方法(1)在培养基全部营养成分具备的前提下，加入物质：依据某些微生物对某些物质的抗性，在培养基中加入该物质，以抑制不需要的微生物的生长，促进所需要的微生物生长，如培养基中加入高浓度食盐时可抑制多种细菌的生长，但不影响金黄色葡萄球菌的生长，从而可将该菌分离出来；而在培养基中加入青霉素时可抑制细菌、放线菌的生长，从而分离得到酵母菌和霉菌。

(2)通过改变培养基的营养成分达到分离微生物的目的：培养基中缺乏氮源时，可分离自生固氮微生物，非自生固氮微生物因缺乏氮源而无法生存；培养基中若缺乏有机碳源则异养微生物无法生存，而自养微生物可利用空气中的CO2制造有机物生存。

(3)利用培养基的特定化学成分分离特定微生物：如当石油是唯一碳源时，可抑制不能利用石油的微生物生长，使能够利用石油的微生物生长，从而分离出能消除石油污染的微生物。

(4)通过某些特殊环境分离微生物：如在高盐环境中可分离耐盐菌，其他菌在盐浓度高时易失水而不能生存；在高温环境中可分离得到耐高温的微生物，其他微生物在高温环境中因酶失活而无法生存。

2．消毒与灭菌的辨析1．做“微生物的分离与培养”实验时，下列叙述正确的是()A．高压灭菌加热结束时，打开放气阀使压力表指针回到零后，开启锅盖B．倒平板时，应将打开的皿盖放在一边，以免培养基溅到皿盖上C．为了防止污染，接种环经火焰灭菌后应趁热快速挑取菌落D．用记号笔标记培养皿中的菌落时，应标记在皿底上解析：选D。

高中生物对照实验与对比实验的区别
对照实验:必修一P79
对照实验的概念描述为:如果两组实验中,除了一个因素不同外,其余因素都相同,那么这两组实验称为对照实验。

对照实验一般要设置对照组和实验组。

对照组和实验组要依据研究的问题和做出的假设来决定,有时候研究的问题和作出的假设改变了,对照组和实验组可能会发生对换。

一般来说,保持原有状态的组作为对照组,人为改变条件的组作为实验组;或者是,以知实验结果的组作为对照组,未知实验结果的组作为实验组。

可以将对照实验分为空白对照，如加入等量的清水、蒸馏水或生理盐水；自身对照，如研究动物的内分泌腺时，先摘除内分泌腺体，一段时间后再移入其腺体或补充一定量的相关激素，以观察生物自身实验前与实验后情况的变化；条件对照，如特意控制一定的可以预知结果的自变量因素，使实验结果更加令人信服，上述蝌蚪实验中的第三组就能基本说明问题，等等。

对比实验:必修一P93
对比实验的概念描述为:指设置两个或两个以上的实验组,通过对比结果的比较分析,来探究某种因素与实验对象的关系,这样的实验称为对比实验。

对比实验结果事先一般均未知。

对比实验不设对照组,均为实验组(或互为实验组和对照组),是对照实验的一种特殊形式,即相当于“相互对照实验”,而对照实验的范畴比对比实验的广一些。

[拓展微课1]与酶相关的实验探究1.“试剂检测法”鉴定酶的本质(1)设计思路：从酶的化学本质上来讲，绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。

在高中教材中常见的一些酶，如淀粉酶、蛋白酶等，其化学本质都是蛋白质，所以对酶本质的鉴定常常是变相地考查蛋白质或RNA的鉴定方法。

因此，利用双缩脲试剂与蛋白质作用产生紫色反应，而RNA 与吡罗红染液作用显红色的原理设计鉴定方案即可。

(2)设计方案2.“对比法”验证酶的高效性和专一性(1)验证酶的高效性①设计思路：通过将不同类型催化剂(主要是酶与无机催化剂)催化底物的反应速率进行比较，得出结论。

②设计方案（2)验证酶的专一性①设计思路：常见的方案有两种，即底物相同但酶不同或底物不同但酶相同，最后通过观察酶促反应能否进行，得出结论。

②设计方案项目方案一方案二实验组对照组实验组对照组材料同种底物(等量) 与酶相对应的底物另外一种底物试剂与底物相对应的酶另外一种酶同一种酶(等量)现象发生反应不发生反应发生反应不发生反应结论酶具有专一性3.“梯度法”探究酶的最适温度或最适(1)设计思路(2)设计方案1.猪笼草是一种食虫植物，为了验证猪笼草分泌液中有蛋白酶，某学生设计了两组实验，如图所示，在35 ℃水浴中保温一段时间后，甲、乙烧杯中加入适量的双缩脲试剂，丙、丁烧杯中不加任何试剂，下列对实验现象的预测正确的是（）A.甲和乙中溶液都呈紫色；丙和丁中蛋白块消失B.甲中溶液呈紫色，乙中溶液不呈紫色；丙中蛋白块消失，丁中蛋白块不消失C.甲和乙中溶液呈紫色；丙中蛋白块消失、丁中蛋白块不消失D.甲和乙中溶液都不呈紫色；丙中蛋白块消失、丁中蛋白块不消失1. 答案 C本实验属于验证性实验，因为分泌液中含有蛋白酶，蛋白酶和蛋白液的化学本质都是蛋白质。

鉴定蛋白质常用的试剂是双缩脲试剂，呈紫色反应。

实验①中的甲和乙烧杯始终显示紫色，不能形成对照；而实验②改用观察蛋白块的存在情况(丙中蛋白块消失、丁中蛋白块不消失)，形成鲜明的对照，说明了猪笼草的分泌液中含有蛋白酶。

[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:①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。

噬菌体作为实验材料,利用放射性同位素标记技术,证明DNA②1952年,赫尔希和蔡斯以T2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。

③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(自然状态下或者已知实验结果的一组)称为对照组。

(2)类型: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1mL蒸馏水(空白对照组) 2号试管加1mL盐酸溶液(实验组) 3号试管加1mL 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。

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实验素养提升3 对比实验与对照实验分析[技能必备］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:错误!（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。

高中生物对照实验和对比实验的比较对照实验和对比实验一直以来都是高中生物学实验中的难解难分的问题，学生对此容易困惑、混淆。

那么这两者之间到底有什么区别和联系呢？把通过对生物实验的分析总结出的结果和大家分享。

一、对照实验1.对照实验概念如果两组实验中，除了一个因素不同以外，其余因素都相同，那么这两组实验称为对照实验。

对照实验一般要设置对照组和实验组。

对照组和实验组要依据研究的问题和作出的假设来确定，有时候研究的问题和作出的假设改变了，对照组和实验组有可能会发生对换。

一般来说，保持原有状态的组作为对照组，人为改变条件的组作为实验组；又或者是已知实验结果的组作为对照组，未知实验结果的组作为实验组。

2. 对照实验一般都有对照组，只有一个变量在中学教学的层面上，可以将对照实验分为三种①空白对照，如加入等量的清水、蒸馏水或生理盐水；②自身对照，如研究动物的内分泌腺时，先摘除内分泌腺体，一段时间后再移入其腺体或补充一定量的相关激素，以观察生物自身实验前与实验后情况的变化；③条件对照，如特意控制一定的可以预知结果的自变量因素，使实验结果更加令人信服。

例如：人教版普通高中课程标准实验教科书《生物》必修1第79页，是“比较过氧化氢在不同条件下分解”的实验。

该实验设置了4支试管，条件分别是：1号不作任何处理，2号水浴加热，3号、4号分别滴加等量的三氯化铁溶液和新鲜的肝脏研磨液，其它条件一律相同。

实验下方的资料栏说：“除了一��因素以外，其余因素都保持不变的实验叫做对照实验。

”也就是说，只要保持了单一变量，无论是同一实验对象的前后纵比，还是若干实验对象之间的相互横比，都在对照实验范围之列。

资料还说：“对照实验一般要设置对照组和实验组，上述实验中的1号试管就是对照组，2号、3号和4号试管就是实验组。

”因此，根据以上理论基础，再结合其它实验处理条件的分析，不难看出：对照实验就是保持了单一变量的两组以上实验，一般要设置对照组和实验组。

实验设计变量及对照分析[热考解读]1．实验变量分析(1)实验设计的单一变量原则即除自变量(实验变量)以外，应使实验组与对照组的无关变量保持相同且适宜，以确保实验变量的唯一性。

如生物材料相同(大小、生理状况、年龄、性别等)，实验器具相同(型号、洁净程度等)，实验试剂相同(用量、浓度、使用方法等)和条件相同(保温或冷却、光照或黑暗、搅拌、振荡等)。

点悟：变量是实验过程中可以变化的因素——在设计实验时，要注意使自变量可控制，因变量比较好检测，并尽量避免无关变量对实验的干扰。

(2)三类变量(自变量、因变量、无关变量)分析2．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。

[技能必备]1.对照实验的类型及实验组、对照组的确认空白对照对照组为自然状态下不作处理的对象组，实验组为施加实验变量处理的对象组自身对照实验处理前的对象组为对照组，实验处理后的对象组为实验组相互对照不单设对照组，而是几个实验组相互对照。

如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温度对酶活性的影响，进行相互对照，以得出相应的实验结论条件对照即给对象施加某种实验处理，虽不是检验假设需要的，但更能充分说明实验变量的对照。

例如，在动物激素饲喂小动物的实验方案中，饲喂甲状腺激素的为实验组；饲喂甲状腺抑制剂的是条件对照组；不饲喂药剂的是空白对照组(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，这样的实验叫作对比实验。

(2)举例：①探究酵母菌细胞呼吸类型；②噬菌体侵染细菌实验；③鲁宾和卡门利用同位素标记法证明光合作用释放的O2来自水的实验。

[技能训练]1.(2022·河北唐山市调研)下列属于“对比实验”的正确组合是()①探究酵母菌的呼吸方式②探究温度对酶活性的影响③观察植物细胞的质壁分离和复原④比较过氧化氢在不同条件下的分解A.①②B.①②③C.①③D.①④答案 A解析设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，来探究各种因素与实验对象的关系，这样的实验称为对比实验。

在探究酵母菌细胞呼吸的方式实验中，需要设置有氧和无氧两种条件，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，①正确；探究温度对酶活性的影响实验中，需要设置不同的温度条件，通过对比看出不同温度对酶活性的影响，②正确；植物细胞的质壁分离和复原实验属于自身对照实验，不属于对比实验，③错误；比较过氧化氢在不同条件下的分解实验属于对照实验，④错误，故选A。

2.(2022·中原名校联考)为了探究酵母菌的呼吸作用类型，某同学将实验材料和用具按下图安装好。