曲靖零度空间设计:实验组与对照组的判断

实验对照原则是设计和实施实验的准则之一，通过对照可增加实验结果的可信度和说服力。对实验组和对照组的判断经常出现在各种试题中，因此如何确定实验组和对照组就成了困扰考生的一个问题。

1 什么是实验组和对照组　　通常,一个实验总分为实验组和对照组。实验组,是接受实验变量处理的对象组;对照组,亦称控制组,对实验假设而言,是不接受实验变量处理的对象组。从理论上说,由于实验组与对照组的无关变量的影响是相等的、被平衡了的,故实验组与对照组两者之差异,则可认定为是来自实验变量的效果,这样的实验结果是可信的。

2对照的类型     按对照的内容和形式上的不同,通常有以下对照类型:

2.1 空白对照   指不做任何实验处理的对象组。

2.2 自身对照   指实验与对照在同一对象上进行,即不另设对照。单组法和轮组法,一般都包含有自身对照。

2.3 条件对照   指虽给对象施以某种实验处理,但这种处理作为对照意义的,或者说这种处理不是实验假设所给定的实验变量意义的。

2.4 相互对照   指不另设对照组,而是几个实验组相互对比对照。在等组实验法中,若不设空白对照,则大都是运用相互对照。

3教材中典型实验介绍

实验名称

实验组处理

对照组处理

对照类型

生物组织中可溶性糖的鉴定

甲试管溶液加入试剂

乙试管溶液不加试剂

空白对照

植物细胞质壁分离和复原

加蔗糖溶液，观察质壁分离

不加蔗糖溶液，观察细胞正常状态

自身对照

动物激素饲喂小动物实验

饲喂甲状腺激素

饲喂甲状腺抑制剂

条件对照

不饲喂药剂

空白对照

植物激素与向性实验

①纸盒罩住，黑暗处理②胚芽鞘完整，单侧光照射③去除胚芽鞘尖端，单侧光照射④去除胚芽鞘尖端，正中位置放含生长素的琼脂块⑤去除胚芽鞘尖端，一侧放含生长素的琼脂块

相互对照

 1.根据实验目的来判断

    生物学实验具有一定的研究目的，也就是实验目的。在实验中，实验手段的主动选择，实验对象的干预措施，实验的环境条件控制，都是受实验目的制约的。因此，实验中的实验组就是针对实验目的来控制、干预研究对象而进行的实验操作，是用来证明实验假设的。而对照组同样是针对实验目的，达到排除其他无关因素或非研究因素对研究对象的干扰而进行的操作。只要明确实验目的与实验组和对照组的关系后，就能准确区分实验组和对照组。

    例1  1864年，德国科学家萨克斯将绿色叶片放在暗处几小时，然后把此叶片一半遮光，一半曝光。经过一段时间后，用碘蒸气处理叶片，成功地证明绿色叶片在光合作用中产生了淀粉。萨克斯对这个实验的设计具有严密的逻辑性，具体体现在    (    )

    A．有对照实验        B．本实验不需要设置对照实验

    c．曝光处作为对照实验  D．遮光处作为对照实验

    究竟选C还是选D，即究竟哪组是实验组?哪组是对照组呢?首先我们要明确萨克斯实验的目的到底是什么?是为了“证明光合作用需要光照”还是“证明植物光合作用能产生淀粉”呢?针对不同的实验目的其实验操作就不同，当然实验组和对照组也就可能不同。从当时(1864年)的情况来看，光合作用的过程还不清楚，植物能否产生淀粉并不完全确定，谈不上以淀粉作为检测光合作用是否进行的标准了。由此我们可以确定萨克斯做该实验的目的是为了“证明植物在光下能产生淀粉”，而在人教版高中《生物》必修教科书第一册P．52明确说明了“这一实验成功地证明了绿色叶片在光合作用中产生了淀粉”，这也进一步佐证了此实验的目的是“证明植物在光下能产生淀粉”。而为了证明这一点，以达到这个实验目的，只需进行直接的实验证明即可，也就是直接把饥饿处理后无淀粉的叶片置于光下，观察有无淀粉产生即可证明，所以曝光处作为实验组；而将遮光组作为对照组，是用以确定淀粉不是来自于其他来源，而是来自光合作用。

    但是到现在，知识背景变化了，我们已经确知光合作用的过程、条件及产物等，所以又可以通过该实验“证明植物光合作用需要光照”，这时的实验目的改变了。当然淀粉的有无就是检测光合作用是否进行的标准了。此时，就可以认为遮光处理是实验组，因为这样可以证明无光不能进行光合作用，而对照组只是为确定其他因素对此结果无影响(如材料，空气等的影响)。因此，同样的实验，如果实验目的不同，其实验组和对照组就不同。

2.根据已知、未知来判断

    对照组的作用是起到一种衬托参照作用，所以，对照组的实验过程、结果、现象对实验者来说是已知的，是感性上的认识或理论上公认的。实验组往往是未知的，要探究的，需证明、验证的。

    例2（2005北京春季）为验证光是植物生长发育的必要条件，设计如下实验：选择生长状况一致的小麦幼苗200株，随机均分为实验组和对照组，分别处理并预期结果。下面是关于实验组或对照组的处理方法和预期结果的几种组合，其中正确的是    (    )

    ①实验组②对照组③黑暗中培养④在光下培养⑤生长良好⑥生长不良

    A．②③⑤B．①③⑥c．①④⑤D．②④⑥

    答案是B。但很容易错误地认为是c。

    “光是植物生长发育的必要条件”这是已知的、公认的，现在做实验的目的只是验证这个结论。所以，我们只要设置实验，在黑暗中培养植物，观察其生长状况，如果生长不良，这就证明没有光是不行的，光就是植物生长发育的必要条件。该组也就是实验组，而以在光下培养的作为对照组。其实验的思路是，要证明a是b的必要条件，只要证明没有a就没有b(实验组)，而用已知的有a就有b来对照。又如，在“验证唾液淀粉酶是蛋白质”的实验中，在A、B 2支试管中分别加入等量(2 mL)的蛋清液、唾液。然后分别向2支试管中各加入等量(2滴一3滴)0．1 g/mL的NaoH溶液，振荡。再向2支试管中各加入等量(2滴一3滴)0．0l g/mL。的cuso4。溶液，振荡。在这个实验中，蛋白质与双缩脲试剂呈紫色反应，即A试管中的现象是已知的、公认的、公理性的事实，所以A就是对照组。这个实验的思路是：蛋白质与双缩脲试剂呈紫色反应(A试管)，如果唾液淀粉酶与双缩脲试剂也呈紫色反应(B试管)，那么唾液淀粉酶就是蛋白质，反之则不是。

 3.根据对实验对象进行处理的方式来判断

  在实验中，给实验对象施以某种实验处理，而这种处理就是实验假设所给定的实验变量的处理，那么，这个处理组就是实验组。

    例3为了解土壤微生物是否能分解农药，并尽快得出实验结论，有人用“敌草隆”(一种除草剂)进行了实验。取等量砂土分装于相同的两容器中，a组高压灭菌，b组不灭菌，下列有关事项的叙述不正确的是    (    )

    A．a组为对照组，b组为实验组

    B．向a、b中喷人等量敌草隆，再置于同一恒温箱中培养相同时间

    C．检测敌草隆消失的情况，预计a组敌草隆含量不变，b组的全部消失

    D．只用砂土，实验效果不如几种典型土壤混合后的好

    答案为A、c。但很容易错误地认为A是正确的。

    a组进行了高压灭菌，这种处理措施是针对实验变量(土壤微生物的有无或多少)而进行的处理，所以a组为实验组，b组不灭菌，不做处理，为对照组。

    又如，在验证鱼鳍的作用这个实验中，剪掉鱼鳍的就是实验组，不剪鱼鳍的就是对照组。

    但是，有的实验中虽然给实验对象施以某种实验处理，但这种处理不是针对实验假设所给定的实验变量的处理，这样的处理组不是实验组，而是对照组。

    例如，在“饲喂甲状腺激素对小动物生长发育的影响”的实验中，进行了以下实验分组：甲组——饲喂甲状腺激素；乙组——饲喂甲状腺抑制剂；丙组——不饲喂药剂。

    在该实验中，甲组进行了处理，且是实验假设所给定的实验变量(是否饲喂甲状腺激素)的处理，所以为实验组。乙组饲喂甲状腺抑制剂的处理，但是这种处理不是实验假设所给定的实验变量的处理，是施加了一定条件的处理，应该为条件对照组。丙组不饲喂药剂，不做处理，为空白对照组。此实验既设置了条件对照，又设置了空白对照，通过比较、对照，更能充分说明实验变量——甲状腺激素有促进动物生长发育的作用。

4.对没有明显的实验组和对照组的判断

    有些实验，不另设对照组，而是几个实验组相互对照。这就没有专门的对照组，也就是各实验组之间相互对照。在等组实验中，大都是运用这种相互对照。在相互对照中，各个组的实验结果往往均是未知的，是要探究的。

    例4现有一种植物的种子，已经知道它的萌发受水分、温度和氧气的影响，但不了解其萌发与光是否有关，探究光的有无对该种子萌发的影响，请你依据所给材料和用品设计出实验的方法步骤，预测可能的实验结果，并分别得出相应的结论。

    方法步骤：(1)向培养皿中倒人适量的水，将等量的种子分别放入两组培养皿中。(2)将一组置于有光照的环境中，另一组置于黑暗环境中，在培养过程中，使两组所处温度、水分、空气状况适宜且相同。

    该题中有光照组与无光照组就是相互对照。因为这两组的实验结果都是未知的。

    又如，考察某生物实验中反应温度对实验结果的影响，此时，各实验组分别在不同的温度条件下做实验，各个组在实验中就起到了相互对照的作用。

    综上所述，实验组和对照组的区分，要根据不同的实验目的，实验结果的已知和未知，实验对象的不同处理措施等情况具体而定。对一个具体实验中的实验组和对照组的判断，也可以用这几种判断方法综合来考虑。

【补充】从逻辑思维方法上看，做实验时，我们首先要确定实验目的，针对实验目的我们可以直接证明，也可以运用反证法证明。直接证明时以给予实验因子作为实验组；用反证法时以去除该实验因子作为实验组。在通常情况下，证明 “A是B的充分条件”时就用直接证明法（直接证明 “由A得B”即可）；在证明“A是B的必要条件”时就用反证法（证明 “没有A就没有B”即可）。