高三生物二轮复习素材：实验分组中的阳性对照与阴性对照

实验分组中的阳性对照与阴性对照高中生物学中，常见的对照原则有空白对照、相互对照、自身对照和条件对照。高考试题中出现了阳性和阴性对照。其实，教材中也出现了阳性和阴性对照，酶的专一性实验就是典型的例，平时在教学中，强调底物和酶的种类不同两个变量，所以分为6组，其实是有空白对照、阳性对照和阴性对照。1和2号为空白对照，3号为阳性对照、4号为阴性对照。如下所示：另外，尿糖试纸的检测活动（新教材已经去除该内容）也包含加葡萄糖的阳性对照、加蛋白质的阴性对照和加蒸馏水的空白对照。动物细胞的培养需要阳性对照，免疫学实验有时也需要阳性对照。如下面这道试题：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：（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)：

。（3）分析与讨论：药物甲的作用是

。答案：（1）适宜浓度的药物乙溶液

（2）①取细胞悬液加入到含培养液的培养瓶中，用血细胞计数板在显微镜下计数并记录。

②将细胞悬液分别加入到A、B、C三组培养瓶中进行培养。

③每隔一段时间分别测定三组培养瓶中的细胞数并记录。

④当细胞增殖达到一定数量时，向C组加入药物乙溶液。

⑤重复③。统计并分析所得数据。（3）促进海拉细胞的增殖解析：该实验探究药物乙对海拉细胞增殖的抑制作用，自变量是药物乙和培养时间，因变量是海拉细胞的数目，无关变量应该相同且适宜，实验设计遵循对照原则和单一变量原则。（1）取细胞培养瓶3个并编号A、B、C，A组培养瓶中加入海拉细胞悬液+培养液，作为对照组；B组培养瓶中加入海拉细胞悬液+培养液+药物甲溶液，C组培养瓶中加入培养一段时间的B组培养液，再加入药物乙溶液。

（2）在加药物之前，先让各组在细胞培养液中培养一段时间，测量细胞数。培养一段时间之后再向B组和C组分別加入适量药物甲，观察细胞增长数目，再培养一段时间后，再向C组添加适量的药物乙，观察细胞增长数目。要想让实验结果更准确，药物甲必须是促进细胞分裂的药物，这样才能更好地观察细胞乙的抑制作用。三组在适应条件下进行培养相同时间。每隔一段时间分别测定三组培养瓶中的细胞数并记录，统计并分析所得数据。

（3）预测实验结果：药物甲溶液具有促进细胞增殖作用，故B组海拉细胞数目增长最快，C组中，药物乙对海拉细胞数目增长有抑制作用，细胞数目将减少，因此曲线如下：

C组为什么要加了药物甲溶液？在分析和讨论中的答案为什么是“促进海拉细胞的增殖”？上述C组加入药物甲溶液属于阳性对照，在动物细胞培养过程中利用阳性对照的解释：细胞毒性试验是一类在离体状态下模拟生物体生长环境，检测受试物或其浸提液接触细胞后细胞发生生长抑制、功能改变、溶解、死亡或其它毒性反应的方法。它常常作为食品、药品、牙科材料等的安全性生物学检测手段之一。现有的细胞毒性试验阳性对照设置方法有两类：第一种方法，如果受试物可以配制成溶液，则使用一定浓度的已知具有细胞毒性的试剂直接加到细胞培养液中制成阳性对照。第二种方法，如果受试物需要制备浸提液进行测试，则阳性对照最好为和受试物性质相同和相近的具有细胞毒性的材料，并且该材料使用和受试物相同的方法进行提取后，其浸提液应在试验中呈明显的细胞毒性反应。例如：一种卷烟滤嘴水浸提液细胞毒性试验阳性对照设置方法。由于卷烟滤嘴和人口腔直接接触，存在潜在的健康风险，因此，有必要采用细胞毒性试验手段，对其可能存在的潜在危害进行考察。对卷烟滤嘴进行细胞毒性试验时，首先需要对卷烟滤嘴进行提取，然后再对提取液进行检测。因此，试验过程中需要设置阳性对照，以验证提取过程和后续的细胞毒性试验是否可靠。例、为了探究某种复方草药对某种细菌性乳腺炎的疗效是否与机体免疫功能增强有关，某研究小组将细菌性乳腺炎模型小鼠随机分为实验组（草药灌胃）、空白对照组（蒸馏水灌胃）和阳性对照组（免疫增强剂A灌胃），并检测免疫指标。回答下列问题：（1）研究发现，实验组小鼠吞噬细胞的吞噬能力显著高于阳性对照组，极显著高于空白对照组。这一结果至少说明该草药增强了小鼠的非特异性免疫功能。非特异性免疫的特点是

。（2）研究还发现：实验组小鼠的T细胞含量显著高于空白对照组，与阳性对照组相近。这一结果说明：该草药可能通过提高小鼠的T细胞含量来增强其特异性免疫功能。通常，在细胞免疫过程中，效应T细胞的作用是

。（3）在特异性免疫中，T细胞可产生

因子，受到抗原刺激的

细胞可在该因子的作用下，增殖分化为浆细胞，浆细胞产生

，参与体液免疫过程。答案：（1）机体生来就有的，不针对某一类特定病原体，而是对多种病原体都有一定的防御作用（2）识别并与被病原体入侵的宿主细胞紧密接触，可使之裂解死亡（3）淋巴

B

抗体解析：（1）非特异性免疫人人生来就有，不针对某一类特定病原体，而是对多种病原体都有防御作用。（2）在细胞免疫过程中，效应T细胞可以识别并结合被病原体侵染的细胞（靶细胞），并使其裂解凋亡。（3）体液免疫时，受到抗原刺激的B细胞在T细胞分泌的淋巴因子作用下，增殖分化产生浆细胞和记忆细胞，浆细胞分泌抗体，与刺激其产生的抗原进行特异性结合。阴性对照和阳性对照是针对“预期结果”而说的。阳性对照是一种干预方法，比如一种药物，疗法或医疗器械，这种干预方法的有效性以前已经是明确的，只是为了说明新疗法的有效性。与阴性对照相比，阳性对照是与要进行的实验内容很相似但不相同，而且其由经验可以预见其结果，即应该得出正面的结果。也就是说，凡是肯定出现预期结果的组，为阳性对照组。凡是肯定不会出现预期结果的组，为阴性对照组。阴性对照和空白对照不一定能画等号。两者的区别在于，空白对照没加处理因素，阴性对照加的是别种处理因素，如尿糖试纸测定葡萄糖时，用加蛋白质作为阴性对照。空白对照是针对“处理因素”而说的。凡是不加处理因素的组，为空白对照组。所谓不加处理因素，可以是用生理盐水等溶剂代替所要加的溶液，也可以是给实验动物开