备课素材：阳性和阴性对照-2025-2026学年高二下学期生物人教版选择性必修3

阳性和阴性对照 新人教高中生物学选择性必修三P30 复习与提高2题第一小题第二问“是否需要设置对照？”： 很多学生不清楚如何设置对照。 这个实验需要设置对照组。严格来说，本实验应该设置两组对照组： 一组为阴性对照组，不进行涂布或者用无菌水涂布平板； 另一组为阳性对照组，涂布大肠杆菌。 前者可以说明培养基是否被污染，后者可以说明该培养基能否培养出大肠杆菌。 那么，什么是阳性对照组？什么是阳性对照组？ 阴性对照和阳性对照对照实验是在实验中设置比较对象的一种科学方法，对照组的设置可评估实验条件改变对实验结果产生的影响。对照的意义可以增强实验的可信度，能帮我们佐证实验结果的可靠性，也能在实验失败的时候帮助我们排查导致失败的原因。 在生命科学实验中的对照实验一般可分为空白对照、阳性对照和阴性对照。 空白对照：指不给予任何处理的对照。评定测量方法的准确度以及观察实验是否处于正常状态。空白对照可以排除假阳性的结果。 阳性对照：按照当前实验方案一定能得到正面预期结果的对照实验。阳性对照是已知的对测量结果有影响的因素，目的是确定实验程序无误。如果是化学物质如药物实验，阳性对照还可以证明实验药和对照药之间的差别——优效性或等效性。阳性对照可以排除假阴性的结果。也就是说，阳性对照就是一个样本已知必然是阳性的结果，如果检测出来了这个样本不是阳性，则说明实验有问题，不可靠。 例如：当要对某抗癌药物处理后的HeLa细胞进行检测时，发现处理组的结果呈现阴性，HeLa细胞不发生凋亡。 当阳性对照组结果是阳性，那么，实验操作一定没有问题，有可能是药不行。 当阳性对照组结果是阴性的，那么，实验操作一定有问题，有可能抗癌药物是有效的，出现了假阴性的结果。当然也有可能，药物也是不行的。 阴性对照：阴性对照和阳性对照相反，按照当前的实验方案一定不能得到正面预期结果的对照实验。排除未知变量对实验产生的不利影响。阴性对照和空白对照不一定画等号。空白对照没加处理因素，阴性对照往往加的是另外处理因素。阴性对照的目的是排除假阳性。也就是说，阴性对照就是一个样本已知必然是阴性的结果，如果检测出来了这个样本是阳性的，这就说明实验有问题。（医学临床试验中阴性对照可采用安慰剂） 阴性对照是指按照实验方案一定不能得到正面预期结果的对照实验。类型： 1.溶剂对照 ：最常见的阴性对照。为排除溶剂本身对动物的影响，往往会设置一个溶剂（生理盐水）对照组。有些化合物由于水溶性差，在进行药物溶解时，可能需要使用有机溶剂 (如DMSO) 以及助溶剂辅助溶解。为排除溶剂本身对动物的影响，往往会设置一个溶剂对照组。 2.假手术处理对照 ：在给动物造模的过程中，也会涉及到假手术处理对照 。 3.安慰剂处理 4.缺失突变体对照，使研究性状的遗传背景为“空白”状态 5.抑制剂对照，使研究对象的生理过程或功能处于“空白”状态 例1.一对刚得知怀孕了的夫妇进行咨询。丈夫表现正常,但妻子是血友病(伴X隐性遗传病)患者。医生告知:若胎儿是女孩则表现正常，若胎儿是男孩则患血友病,根据我国法律法规，他们可以享有胎儿性别鉴定的权利。医生建议这对夫妇在早期对胎儿的性别进行基因检测：妊娠7周后抽取母亲的外周血获取胎儿的DNA，利用PCR技术检测细胞中是否存在SRY性别决定基因，对胎儿进行性别鉴定。 (1)利用PCR 技术扩增特定基因，以睾丸决定因子SRY基因的部分序列作为特异性引物。请设计实验方案并预测实验结果。 (2)若这个待测样品扩增出DNA,是否能说明胎儿一定是男孩?若这个待测样品未扩增出DNA是否能说明胎儿一定是女孩? 解析： (1)将待测样品放人PCR 扩增仪中,观察是否能扩增出SRY基因。 预期实验结果：若能扩增出SRI基因(扩增结果为阳性)，则该胎儿为男孩；若不能护增出 SRY基因(扩增结果为阴性)，则该胎儿为女孩。 (2)若实验操作时实验试剂被污染有可能会出现假阳性;同理,实验操作不规范也有可能出现假阴性。 故为了排除这些可能影响实验结果因素的干扰,增加实验结果的说服力,该实验需要设置阳性对照组与阴性对照组。 将已知男性的DNA放人PCR扩增仪中扩增为阳性对照组(实验结果必定出现阳性结果),将已知女性的DNA放人扩增仪中扩增为阴性对照组(实验结果必定不出现阳性结果而为阴性结果)。还可以增设一组空白对照,将蒸馏水放入扩增仪中扩增为空白对照组 完整实验思路如表所示。 例2（2021年广东省普通高中学业水平选择性考试）人体缺乏尿酸氧化酶，导致体内嘌呤分解代谢的终产物是尿酸（存在形式为尿酸盐）。尿酸盐经肾小球滤过后，部分被肾小管细胞膜上具有尿酸盐转运功能的蛋白URAT1和GLUT9重吸收，最终回到血液。尿酸盐重吸收过量会导致高尿酸血症或痛风。目前，E是针对上述蛋白治疗高尿酸血症或痛风的常用临床药物。为研发新的药物，研究人员对天然化合物F的降尿酸作用进行了研究。 给正常实验大鼠（有尿酸氧化酶）灌服尿酸氧化酶抑制剂，获得了若干只高尿酸血症大鼠，并将其随机分成数量相等的两组，一组设为模型组，另一组灌服F设为治疗组，一段时间后检测相关指标，结果见图1。回答下列问题： （1）与分泌蛋白相似，URAT1和GLUT9在细胞内的    合成、加工和转运过程需要   及线粒体等细胞器（答出两种即可）共同参与。肾小管细胞通过上述蛋白重吸收尿酸盐，体现了细胞膜具有   的功能特性。原尿中還有许多物质也需借助载体蛋白通过肾小管的细胞膜，这类跨膜运输的具体方式有             。 （2）URAT1分布于肾小管细胞刷状缘（如图2），该结构有利于尿酸盐的重吸收，原因是          。 （3）与空白对照组（灌服生理盐水的正常实验大鼠）相比，模型组的自变量是      。与其他两组比较，设置模型组的目的是    。 （4）根据尿酸盐转运蛋白检测结果，推测F降低治疗组大鼠血清尿酸盐含量的原因可能是         ，减少尿酸盐重吸收。为进一步评价F的作用效果，本实验需要增设对照组，具体为           。 【答案】 （1）核糖体、内质网、高尔基体（答出两种即可）   选择透过性    协助扩散、主动运输     （2）肾小管细胞的刷状缘能明显增大细胞膜的膜面积，有利于URAT1的附着，提高了物质转运效率    （3）是否灌服尿酸氧化酶抑制剂     通过灌服尿酸氧化酶抑制剂，与空白对照组形成对照，可说明尿酸氧化酶受抑制后大鼠患高尿酸血症;与治疗组形成对照，可说明F能降低血清尿酸盐含量及蛋白URAT1和GLUT9的相对含量  （4）F能减少转运蛋白URAT1和GLUT9的相对含量   取与模型组生理状态和数量等相同的大鼠灌服与F等量的药物E，一段时间后测量血清中尿酸盐含量和蛋白URAT1和GLUT9的相对含量，并将所得结果与治疗组对照 【解析】（1）（2）略 （3）模型组灌服尿酸氧化酶抑制剂，与空白对照组灌服生理盐水的正常实验大鼠相比，模型组的自变量是是否灌服尿酸氧化酶抑制剂。 设置模型组与对照组相比可说明尿酸氧化酶受抑制后能使大鼠形成高尿酸血症。设置模型组作为对照，治疗组与之相比可说明F具有降低血清尿酸盐含量和降低URAT1和GLUT9蛋白相对含量的功能。 （4）根据尿酸盐转运蛋白检测结果，模型组灌服尿酸氧化酶抑制剂后转运蛋白增加，灌服F的治疗组转运蛋白和空白组相同，可推测F降低治疗组大鼠血清尿酸盐含量的原因可能是F抑制转运蛋白URAT1和GLUT9的相对含量，从而减少尿酸盐重吸收。 为进一步评价F的作用效果，本实验需要增设对照组，将高尿酸血症大鼠灌服E与F进行对比，得出两者降尿酸的作用效果。 【思考】 1.本题中通过对大鼠灌服尿酸氧化酶抑制剂，从而获得高尿酸血症大鼠，这种动物称为高尿酸血症模型动物。在科学研究中通常利用某种方法使动物患上某种病症，这些模型动物可以作为实验材料，用于探究治疗这类疾病的新药物的疗效。 2.本实验中的模型组相比于空白组来说，实验对象灌服了尿酸氧化酶抑制剂，从而形成了高尿酸血症大鼠动物模型。与治疗组灌服F相比，模型组则灌服生理盐水或配制药物F的溶剂，因此可预测模型组其结果一定是血清尿酸盐含量较高，URAT1和GLUT9两种蛋白质的含量也较高。它作为治疗组的参照物，能说明F对高尿酸血症的治疗效果，因此模型组属于阴性对照组。 3.由于E是已知针对治疗高尿酸血症或痛风的常用临床药物，因此需要比较F与E的治疗效果，设置（4）中所要求的阳性对照。通常在探究某种新药对某种疾病的治疗效果时，阳性对照和阴性对照都是必须设置的。 学科网（北京）股份有限公司 $