Question

3．在自然界中生物的發(fā)光現(xiàn)象普遍存在，生物通過(guò)細(xì)胞的生化反應(yīng)而發(fā)光，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究螢火蟲(chóng)的熒光素發(fā)光時(shí)間與ATP濃度的關(guān)系．
（1）實(shí)驗(yàn)材料：螢火蟲(chóng)的發(fā)光器凍干粉（發(fā)光器活組織低溫干燥下研磨的粉末），ATP制劑，蒸餾水，大小相同的小燒杯和試管若干，標(biāo)簽紙若干，暗盒和秒表等其他必需材料．
（2）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模阂�探究螢火蟲(chóng)的發(fā)光強(qiáng)度與ATP濃度的關(guān)系．
（3）實(shí)驗(yàn)原理：熒光素+氧氣+ATP$\stackrel{熒光素酶}{→}$氧化態(tài)熒光素+ADP+Pi+光能（釋放熒光）．
（4）實(shí)驗(yàn)步驟：
①配制不同濃度的ATP，溶液置于小燒杯中，貼上標(biāo)簽；
②將發(fā)光器凍干粉分成若干等份，分別放入試管，貼上標(biāo)簽；
③分別（填“分別”或“同時(shí)”）在每支試管中加人等量不同濃度的ATP溶液；
④觀察和測(cè)試發(fā)光情況，并記錄．
（5）結(jié)果預(yù)測(cè)：如果熒光強(qiáng)度與ATP濃度呈正相關(guān)，說(shuō)明隨ATP溶液濃度與發(fā)光強(qiáng)度成正相關(guān)，故答題時(shí)可寫(xiě)隨ATP溶液濃度升高而逐漸增強(qiáng)，否則相反，如果發(fā)光現(xiàn)象沒(méi)有變化，則說(shuō)明熒光強(qiáng)度與ATP濃度無(wú)關(guān)．．
（6）實(shí)驗(yàn)最可能的結(jié)果是隨ATP溶液濃度升高而逐熒光強(qiáng)度漸增強(qiáng)．，理由是螢火蟲(chóng)發(fā)光是ATP釋放的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成光能的過(guò)程．

Answer 1

分析 ATP又叫三磷酸腺苷，簡(jiǎn)稱(chēng)為ATP，其結(jié)構(gòu)式是：A-P～P～P．A-表示腺苷、T-表示三個(gè)、P-表示磷酸基團(tuán)．“～”表示高能磷酸鍵．ATP是一種含有高能磷酸鍵的有機(jī)化合物，它的大量化學(xué)能就儲(chǔ)存在高能磷酸鍵中．ATP水解釋放能量斷裂的是末端的那個(gè)高能磷酸鍵．ATP是生命活動(dòng)能量的直接來(lái)源，但本身在體內(nèi)含量并不高．
本題要探究螢火蟲(chóng)的發(fā)光強(qiáng)度與ATP濃度的關(guān)系，自變量為ATP濃度，可配制不同濃度的ATP溶液，因變量為螢火蟲(chóng)的發(fā)光強(qiáng)度．螢火蟲(chóng)的發(fā)光是將ATP中的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成光能的過(guò)程，這一過(guò)程由ATP提供能量，ATP是直接能源物質(zhì)．

解答 解：（1）本實(shí)驗(yàn)的目的是要探究螢火蟲(chóng)的發(fā)光強(qiáng)度與ATP濃度的關(guān)系．
（2）本實(shí)驗(yàn)要探究螢火蟲(chóng)的發(fā)光強(qiáng)度與ATP濃度的關(guān)系，故自變量為不同濃度的ATP溶液，因變量為螢火蟲(chóng)的發(fā)光強(qiáng)度，其他無(wú)關(guān)變量應(yīng)相同，故試管中應(yīng)放入等量的熒光器粉末，并觀察發(fā)光現(xiàn)象記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果．
（3）預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象時(shí)要全面，要預(yù)測(cè)出可能出現(xiàn)的幾種情況，本實(shí)驗(yàn)較簡(jiǎn)單，可根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論預(yù)測(cè)相應(yīng)的現(xiàn)象，如果熒光強(qiáng)度與ATP濃度呈正相關(guān)，說(shuō)明隨ATP溶液濃度與發(fā)光強(qiáng)度成正相關(guān)，故答題時(shí)可寫(xiě)隨ATP溶液濃度升高而逐漸增強(qiáng)，否則相反，如果發(fā)光現(xiàn)象沒(méi)有變化，則說(shuō)明熒光強(qiáng)度與ATP濃度無(wú)關(guān)．
（4）最可能的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是隨ATP溶液濃度升高而逐熒光強(qiáng)度漸增強(qiáng)．螢火蟲(chóng)發(fā)光是ATP釋放的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成光能的過(guò)程．
故答案為：
（1）探究螢火蟲(chóng)的發(fā)光強(qiáng)度與ATP濃度的關(guān)系
（2）實(shí)驗(yàn)步驟
②若干等份   �、鄯謩e   ④發(fā)光情況  
（2）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象預(yù)測(cè)：如果熒光強(qiáng)度與ATP濃度呈正相關(guān)，說(shuō)明隨ATP溶液濃度與發(fā)光強(qiáng)度成正相關(guān)，故答題時(shí)可寫(xiě)隨ATP溶液濃度升高而逐漸增強(qiáng)，否則相反，如果發(fā)光現(xiàn)象沒(méi)有變化，則說(shuō)明熒光強(qiáng)度與ATP濃度無(wú)關(guān)．
（3）實(shí)驗(yàn)討論：隨ATP溶液濃度升高而逐熒光強(qiáng)度漸增強(qiáng)       螢火蟲(chóng)發(fā)光是ATP釋放的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成光能的過(guò)程

點(diǎn)評(píng) 本題考查ATP的功能、實(shí)驗(yàn)探究等相關(guān)知識(shí)，意在考查學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，屬于中檔題．