對照實(shí)驗(yàn)在高考實(shí)驗(yàn)題中的考查分析與應(yīng)用

申定健

摘 要 概述對照實(shí)驗(yàn)類型和作用，以2017年高考全國新課標(biāo)III卷實(shí)驗(yàn)題型為例，分析5種對照類型在高考實(shí)驗(yàn)題中的考查應(yīng)用，總結(jié)對照實(shí)驗(yàn)分析策略，為實(shí)驗(yàn)教學(xué)和高考實(shí)驗(yàn)題備考提供參考。

關(guān)鍵詞 對照實(shí)驗(yàn) 高考實(shí)驗(yàn)題型 實(shí)例分析 考查應(yīng)用

中圖分類號 G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 B

對照原則是實(shí)驗(yàn)設(shè)計的基本原則之一。依據(jù)對照原則設(shè)計的實(shí)驗(yàn)稱為對照實(shí)驗(yàn)，此類實(shí)驗(yàn)在其他因素都保持適宜且一致時，用以探究一個因素對特定對象的影響，通過比較實(shí)驗(yàn)結(jié)果而得出結(jié)論。對照實(shí)驗(yàn)通常要設(shè)置對照組和實(shí)驗(yàn)組，兩組對照產(chǎn)生的差異理論上認(rèn)定為是由一個因素改變引起的，前提是無關(guān)變量因素對兩組的影響是相同且為適宜的。

縱觀近幾年的高考試卷，以突出學(xué)生科學(xué)探究和理性思維能力為考查目標(biāo)的實(shí)驗(yàn)試題所占比重顯著增加。以2017年高考全國新課標(biāo)Ⅲ卷為例，非選擇題約占60%，均以實(shí)驗(yàn)題進(jìn)行考查。與此同時，高考實(shí)驗(yàn)題的內(nèi)容和形式也越來越靈活多樣。盡管實(shí)驗(yàn)題的內(nèi)容形式千變?nèi)f化，但實(shí)驗(yàn)對照分析依然是解析實(shí)驗(yàn)題基本的思路和方法。通過明晰對照實(shí)驗(yàn)的類型和作用，尋求對照實(shí)驗(yàn)分析策略，為突破實(shí)驗(yàn)題解析難點(diǎn)提供參考。

1 對照實(shí)驗(yàn)類型和作用

對照設(shè)置的方式?jīng)Q定對照實(shí)驗(yàn)的類型，中學(xué)實(shí)驗(yàn)常見的有空白對照、自身對照、條件對照、相互對照和標(biāo)準(zhǔn)對照5種類型。對于一個具體的實(shí)驗(yàn)而言，可以設(shè)置為單一對照類型，也可以綜合設(shè)置多種對照類型，實(shí)驗(yàn)對照設(shè)計形式多種多樣。

1.1 空白對照

實(shí)驗(yàn)分組后，不給予任何處理的對照組作為空白對照，相對于實(shí)驗(yàn)組而言，除實(shí)驗(yàn)處理因素外，其他無關(guān)變量均保持相同且適宜，用以對比說明實(shí)驗(yàn)的變化和結(jié)果差異，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)說服力和可信度。當(dāng)實(shí)驗(yàn)試劑作為處理因素時，一般用等量的生理鹽水、蒸餾水作為空白對照。

1.2 自身對照

在同一實(shí)驗(yàn)處理對象進(jìn)行的對照實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)處理前的原有狀況為對照組，實(shí)驗(yàn)處理后的變化情況作為實(shí)驗(yàn)組，形成實(shí)驗(yàn)前后對照的實(shí)驗(yàn)，即為自身對照。由于不再設(shè)置其它對照組，最大限度降低無關(guān)變量對實(shí)驗(yàn)的影響，對比實(shí)驗(yàn)前后的現(xiàn)象和結(jié)果得出結(jié)論。例如，在觀察植物細(xì)胞質(zhì)壁分離和復(fù)原實(shí)驗(yàn)中，同一組織細(xì)胞起始正常狀態(tài)→失水狀態(tài)→吸水狀態(tài)形成兩次自身對照。

1.3 條件對照

實(shí)驗(yàn)分組后，給一組實(shí)驗(yàn)對象施以對照意義的實(shí)驗(yàn)處理，而非給定的實(shí)驗(yàn)變量處理，與實(shí)驗(yàn)組形成處理條件上的對照，更好地映襯實(shí)驗(yàn)組的結(jié)果，從而驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)論的正確性。如驗(yàn)證酶的高效性實(shí)驗(yàn)中，用一定量的H2O2酶液處理作為實(shí)驗(yàn)組，用等量的Fe3+溶液處理作為處理條件對照，對比結(jié)果驗(yàn)證酶具有高效性。

1.4 相互對照

實(shí)驗(yàn)分組后，除空白對照外，不單獨(dú)設(shè)置對照組，每一組均作為實(shí)驗(yàn)組，實(shí)驗(yàn)組彼此構(gòu)成相互對照，每一組既是實(shí)驗(yàn)組也是其它實(shí)驗(yàn)組的對照組。相互對照一般用于處理結(jié)果未知的探究性實(shí)驗(yàn)，如探究生長素類似物促進(jìn)插條生根的最適濃度實(shí)驗(yàn)中，預(yù)先設(shè)置不同梯度濃度的生長素類似物溶液，處理插條的每一梯度濃度的溶液均作為實(shí)驗(yàn)組，彼此之間形成相互對照，對比插條生根的情況，從而找到最適濃度或最適濃度范圍。

1.5 標(biāo)準(zhǔn)對照

生物生理、生化指標(biāo)都有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)范圍，或親子代遺傳都存在特定規(guī)律，將測定的實(shí)驗(yàn)數(shù)值與標(biāo)準(zhǔn)值相對比，以確定測試對象是否正常或符合相關(guān)遺傳規(guī)律，此種對照即為標(biāo)準(zhǔn)對照。如醫(yī)院化驗(yàn)報告單中的標(biāo)準(zhǔn)參考范圍為某項生化指標(biāo)測定的標(biāo)準(zhǔn)對照，再如遺傳實(shí)驗(yàn)中的兩對相對性狀的自交或雜交子代性狀分離比9∶3∶3∶1，即是符合自由組合定律的標(biāo)準(zhǔn)參照。

2 高考實(shí)驗(yàn)題的對照考查實(shí)例分析

【例1】 （2017·全國新課標(biāo)Ⅲ·29）利用一定方法使細(xì)胞群體處于細(xì)胞周期的同一階段，稱為細(xì)胞周期同步化。以下是能夠?qū)崿F(xiàn)動物細(xì)胞周期同步化的三種方法?；卮鹣铝袉栴}：

（1） DNA合成阻斷法：在細(xì)胞處于對數(shù)生長期的培養(yǎng)液中添加適量的DNA合成可逆抑制劑，處于

期的細(xì)胞不受影響而繼續(xù)細(xì)胞周期的運(yùn)轉(zhuǎn)，最終細(xì)胞會停滯在細(xì)胞周期的_______ 期，以達(dá)到細(xì)胞周期同步化的目的。

（2） 秋水仙素阻斷法：在細(xì)胞處于對數(shù)生長期的培養(yǎng)液中添加適量的秋水仙素，秋水仙素能夠抑制_______ ，使細(xì)胞周期被阻斷，即可實(shí)現(xiàn)細(xì)胞周期同步化。經(jīng)秋水仙素處理的細(xì)胞 _______（填“會”或“不會”）被阻斷在間期。

（3） 血清饑餓法：培養(yǎng)液中缺少血清可以使細(xì)胞周期停滯在間期，以實(shí)現(xiàn)細(xì)胞周期同步化，分裂間期的特點(diǎn)是完成 _______ （答出1點(diǎn)即可）。

分析：本題實(shí)驗(yàn)以細(xì)胞周期同步化作為實(shí)驗(yàn)相同結(jié)果，比較DNA合成阻斷法、秋水仙素阻斷法和血清饑餓法三種處理方法的差異，每種處理方法均屬于實(shí)驗(yàn)組，也是其他兩種實(shí)驗(yàn)處理方法的對照組，以相互對照設(shè)計實(shí)驗(yàn)的形式考查相關(guān)知識，屬于單一的相互對照實(shí)驗(yàn)考查題型。

參考答案：

（1） 分裂 間（或S）

（2） 紡錘體形成 不會

（3） DNA DNA復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成，為分裂期準(zhǔn)備物質(zhì)

【例2】 （2017·全國新課標(biāo)Ⅲ·30）干旱可促進(jìn)植物體內(nèi)脫落酸（ABA）的合成，取正常水分條件下生長的某種植物的野生型和ABA缺失突變幼苗，進(jìn)行適度干旱處理，測定一定時間內(nèi)莖葉和根的生長量，結(jié)果如圖1所示：

回答下列問題：

（1） 綜合分析上圖可知，干旱條件下，ABA對野生型幼苗的作用是_______ 。

（2） 若給干旱處理的突變體幼苗施加適量的ABA，推測植物葉片的蒸騰速率會 _______，以對環(huán)境的變化作出反應(yīng)。

（3） ABA有“逆境激素”之稱，其在植物體中的主要合成部位有 _______ （答出兩點(diǎn)即可）。endprint