Question

3．在自然界中生物的发光现象普遍存在，生物通过细胞的生化反应而发光，请设计实验探究萤火虫的荧光素发光时间与ATP浓度的关系．
（1）实验材料：萤火虫的发光器冻干粉（发光器活组织低温干燥下研磨的粉末），ATP制剂，蒸馏水，大小相同的小烧杯和试管若干，标签纸若干，暗盒和秒表等其他必需材料．
（2）实验目的：要探究萤火虫的发光强度与ATP浓度的关系．
（3）实验原理：荧光素+氧气+ATP$\stackrel{荧光素酶}{→}$氧化态荧光素+ADP+Pi+光能（释放荧光）．
（4）实验步骤：
①配制不同浓度的ATP，溶液置于小烧杯中，贴上标签；
②将发光器冻干粉分成若干等份，分别放入试管，贴上标签；
③分别（填“分别”或“同时”）在每支试管中加人等量不同浓度的ATP溶液；
④观察和测试发光情况，并记录．
（5）结果预测：如果荧光强度与ATP浓度呈正相关，说明随ATP溶液浓度与发光强度成正相关，故答题时可写随ATP溶液浓度升高而逐渐增强，否则相反，如果发光现象没有变化，则说明荧光强度与ATP浓度无关．．
（6）实验最可能的结果是随ATP溶液浓度升高而逐荧光强度渐增强．，理由是萤火虫发光是ATP释放的化学能转变成光能的过程．

Answer 1

分析 ATP又叫三磷酸腺苷，简称为ATP，其结构式是：A-P～P～P．A-表示腺苷、T-表示三个、P-表示磷酸基团．“～”表示高能磷酸键．ATP是一种含有高能磷酸键的有机化合物，它的大量化学能就储存在高能磷酸键中．ATP水解释放能量断裂的是末端的那个高能磷酸键．ATP是生命活动能量的直接来源，但本身在体内含量并不高．
本题要探究萤火虫的发光强度与ATP浓度的关系，自变量为ATP浓度，可配制不同浓度的ATP溶液，因变量为萤火虫的发光强度．萤火虫的发光是将ATP中的化学能转变成光能的过程，这一过程由ATP提供能量，ATP是直接能源物质．

解答 解：（1）本实验的目的是要探究萤火虫的发光强度与ATP浓度的关系．
（2）本实验要探究萤火虫的发光强度与ATP浓度的关系，故自变量为不同浓度的ATP溶液，因变量为萤火虫的发光强度，其他无关变量应相同，故试管中应放入等量的荧光器粉末，并观察发光现象记录实验结果．
（3）预测实验现象时要全面，要预测出可能出现的几种情况，本实验较简单，可根据实验结论预测相应的现象，如果荧光强度与ATP浓度呈正相关，说明随ATP溶液浓度与发光强度成正相关，故答题时可写随ATP溶液浓度升高而逐渐增强，否则相反，如果发光现象没有变化，则说明荧光强度与ATP浓度无关．
（4）最可能的实验结果是随ATP溶液浓度升高而逐荧光强度渐增强．萤火虫发光是ATP释放的化学能转变成光能的过程．
故答案为：
（1）探究萤火虫的发光强度与ATP浓度的关系
（2）实验步骤
②若干等份   　③分别   ④发光情况  
（2）实验现象预测：如果荧光强度与ATP浓度呈正相关，说明随ATP溶液浓度与发光强度成正相关，故答题时可写随ATP溶液浓度升高而逐渐增强，否则相反，如果发光现象没有变化，则说明荧光强度与ATP浓度无关．
（3）实验讨论：随ATP溶液浓度升高而逐荧光强度渐增强       萤火虫发光是ATP释放的化学能转变成光能的过程

点评 本题考查ATP的功能、实验探究等相关知识，意在考查学生分析问题和解决问题的能力，属于中档题．