Question

药物X能有效增加白细胞数量，但会使血液中AST(天门冬氨酸氨基转移酶) 浓度偏高。为了验证药物X的作用，请根据以下提供的实验材料，写出实验思路，并预测实验结果。

实验材料：实验动物1组(5只)、药物X溶液(用10%葡萄糖溶液配制而成)、10%葡萄糖溶液、注射器等。(要求与说明：实验动物不分组，测白细胞数量和AST浓度的具体方法不作要求)

请回答：

(1)实验思路：

①_________________________________________________________；

②___________________________________________________________________；

③_____________________________________________。

(2)预测实验结果(设计一个坐标，用柱形图表示所检测的3次结果)。

___________________

(3)分析与讨论：

①实验动物不分组的主要原因是__________。

A．数量偏少

B．个体差异大

C．数量为奇数

②为了减小实验误差，可利用原有实验动物在____________________________后进行重复实验。

Answer

取实验动物一只，培养一段时间后采集血液，利用血细胞计数板计数统计白细胞数量和AST浓度，并统计记录 注射适量的10%葡萄糖溶液，培养一段时间后采集血液，测定实验动物的白细胞数目和AST浓度并记录 注射适量且等量的药物X溶液，培养一段时间后釆集血液，测定实验动物的白细胞数目和AST浓度并记录 B 白细胞数目和AST浓度恢复正常

【解析】本题结合题给材料考查细胞分裂的影响因素及自身对照实验的设计和分析，要求考生明确由于实验动物的个体差异较大，故本实验适宜设计为自身对照实验类型；同时要求考生能根据对照实验的设计原则，结合题意设计并分析实验，以得出正确的实验结论，并能用合适的方式呈现实验结果。

(1)实验思路：根据题意可知，本实验是验证性实验，即验证药物X能有效增加白细胞数量，但会使血液中AST(天门冬氨酸氨基转移酶) 浓度偏高；对照实验的设计应遵循对照原则和单一变量原则，结合实验提供的材料可将实验分为两组，即注射10%葡萄糖溶液和注射适量且等量的药物X溶液的两个组别，分别测定实验动物的白细胞数目和AST浓度并记录；为保证实验的准确性，两组实验前还要测定正常动物的白细胞数目和AST浓度以作为对照，故实验思路可设计为：

①取实验动物一只，培养一段时间后采集血液，利用血细胞计数板计数统计白细胞数量和AST浓度，并统计记录 ② 注射适量的10%葡萄糖溶液，培养一段时间后采集血液，测定实验动物的白细胞数目和AST浓度并记录 ③ 注射适量且等量的药物X溶液，培养一段时间后釆集血液，测定实验动物的白细胞数目和AST浓度并记录。

(2)预测实验结果：验证性实验的实验结果和结论是唯一的，即支持实验假设，也就是本题题干中的“药物X能有效增加白细胞数量，但会使血液中AST(天门冬氨酸氨基转移酶) 浓度偏高”成立，因此根据上述实验思路，可知若以横坐标表示3次测量的结果（每次测量的结果均用两种不同颜色的直方柱表示），以白细胞数量和血液中AST(天门冬氨酸氨基转移酶) 浓度分别为纵坐标，则第1次与第2次测量的结果应相当，而第3次测量的结果会明显高于前两次，据此可画出相应的直方图如下：。

(3)分析与讨论：

①本实验的实验对象为动物个体，由于动物个体彼此差异较大，选用不同个体作为实验材料时实验的结果误差也较大，因而不适宜选用不同个体组成对照实验，而适宜选用同一实验动物进行自身对照实验，以减小实验误差。

②为了进一步减小实验误差，可利用原有实验动物在白细胞数目和AST浓度恢复正常后进行重复实验，以保证实验数据的准确性。

【点睛】对照实验的类型点拨：

“对照原则”是中学生物实验设计中最常用的原则，通过设置对照实验，既可排除无关变量的影响，又可增加实验结果的可信度和说服力。一个实验可包括实验组和对照组，实验组，是接受实验变量处理的对象组，所处理的变量就是我们要研究的内容；对照组，也称控制组，是不接受实验变量处理的对象组。按对照的内容和形式上的不同，中学生物学科常用的对照类型有空白对照、自身对照、相互对照、条件对照、等4种类型。

1.空白对照：空白对照指不做任何实验的对照组或不给对照组以任何处理因素。值得注意的是，不给对照组任何处理因素是相对实验组而言的，实际上对照组还是要做一定的处理，只是不加实验组的处理因素，或者说相对于实验组而言，除实验变量外，别的处理与实验组完全相同。空白对照能明白地对比和衬托实验组的变化和结果，增加说服力。通常未经实验因素处理的对象组为对照组，经实验因素处理的对象组为实验组；或处于正常情况下的对象组为对照组，未处于正常情况下的对象组为实验组。例如，在“生物组织中可溶性还原糖的鉴定”的实验中，向甲试管溶液加入试剂，而乙试管溶液不加试剂（零剂量），一起进行温水浴加热，比较它们的变化。这样，甲为实验组，乙为对照组，且乙为典型的空白对照。空白对照能明白地对比和衬托出实验组的变化和结果，增强了说服力。

2.自身对照：自身对照指对照组和实验组都在同一研究对象上进行，不另设对照。自身对照方法简便，关键是看清实验处理前后现象变化的差异。实验处理前的对象状况为对照组，实验处理后的对象变化则为实验组。如“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验，就出现了两次对照，其中第一次对照是在高浓度溶液处理下，质壁分离状态与自然状态形成对照；第二次对照是在低浓度溶液处理下，复原后状态与质壁分离状态形成对照。又如：要研究植物根具有向重力性，茎具有背重力性，可把某一植株横放于培养基上，让其自然生长，经过一段时间后，便可观察到根向重力生长，茎背重力生长。这里对照和实验都在同一个体上进行，属于自身对照。本题的实验设计也适合设计为自身对照类型。

3.相互对照：相互对照是指不单独设对照组，而是几个实验组相互对比对照，其中每一组既是实验组也是其他级别的对照组，由此得出相应的实验结论。一般是在探究某种实验因素对实验结果的影响不明确的情况下使用，通过实验的相互对比，确立实验变量和反应变量的关系。在等组实验法中，若不设空白对照，则大都是运用相互对照。相互对照较好地平衡和抵消了无关变量的影响，使实验结果具有说服力。例如，“植物的向性运动”的等组实验中，5个实验组采用的都是相互对照，较好的平衡和抵消了无关变量的影响，使实验结果更具有说服力。又如“验证植物根对矿质离子有选择吸收的特性”，可把番茄和水稻分别培养在成分相同的培养液中，过一段时间后，测定培养液中各种矿质元素离子浓度的变化，就会发现番茄吸收Ca多，吸收Si少；而水稻吸收Si多，吸收Ca少。以上就是两个实验组的相互对照。再如，在“探究酵母菌细胞呼吸的方式”的实验中，需要设置有氧和无氧两个条件，探究酵母菌在不同氧气条件下细胞呼吸的方式，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。

4.条件对照：条件对照是指虽给对象施以某种实验处理，但这种处理是作为对照意义的，给定的处理因素正是为了保证实验中对照组与实验组相比只是少了实验变量的影响，或者说这种处理不是实验假设所给定的实验变量意义的。通常施以条件因素的对象组为对照组，施以实验因素的对象组为实验组。例如，在艾弗里证明DNA是遗传物质的实验中，实验组是“R型活细菌＋S型细菌的DNA混合培养”，条件对照组是“R型或细菌＋S型细菌的DNA和DNA酶混合培养”。再如，“验证甲状腺激素促进幼小动物发育”的实验中，采用等组实验法，其实验设计方案是：以蝌蚪为实验材料，甲组（实验组）饲喂甲状腺激素；乙组（条件对照组）饲喂甲状腺抑制剂；丙组（空白对照组）对蝌蚪不做任何处理。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。条件对照的目的是通过对比得出相对立的结论，以验证实验结论的正确性。

通过上述4种对照实验类型的比较，可以加深对对照实验设计的理解，有助于我们设计和分析对照实验，要引起我们的足够重视！