内容正文:
第三单元 细胞的能量供应和利用
实验一:探究白花性状是由A或B基因单独
突变还是共同突变引起的
①取甲、乙的细胞研磨液在室温下静置后发
现均无颜色变化。
②在室温下将两种细胞研磨液充分混合,混
合液变成红色。
③将两种细胞研磨液先加热煮沸,冷却后再
混合,混合液颜色无变化。
实验二:确定甲和乙植株的基因型
将甲的细胞研磨液煮沸,冷却后与乙的细胞
研磨液混合,发现混合液变成了红色。
回答下列问题。
(1)酶在细胞代谢中发挥重要作用,与无机催
化剂相比,酶所具有的特性是
(答出3点即可);煮沸会使细胞研
磨液中的酶失去催化作用,其原因是高温破
坏了酶的 。
(2)实验一②中,两种细胞研磨液混合后变成
了红色,推测可能的原因是
。
(3)根据实验二的结果可以推断甲的基因型
是 ,乙的基因型是 ;若只将
乙的细胞研磨液煮沸,冷却后与甲的细胞研
磨液混合,则混合液呈现的颜色是 。
学习至此,请完成课时作业8
C 一 与实验设计有关的实验技能
一、实验设计遵循的原则
1.科学性原则
(1)选材科学性:如鉴定还原糖的实验中不
能以西瓜汁为实验材料,因为西瓜汁的红色会
干扰颜色反应。
(2)实验方法科学性:如使用双缩脲试剂时
应先加入A液,再加入B液。
2.单一变量原则和等量原则
二者是完全统一的,只不过强调的侧重点
不同,前者强调的是自变量的单一性即实验组
和对照组相比只能有一个变量,而后者强调的
是除了自变量之外的一切对实验结果有影响的
无关变量,必须严格控制在适宜且等量条件下,
以平衡和消除无关变量对实验结果的影响。
3.平行重复原则
为减小实验误差应进行多次实验,如探究
培养液中酵母菌种群数量动态变化的实验中,
每次计数都要重复至少3次。
二、实验设计中的对照
空
白
对
照
概
念 即对照组不做任何变量处理
举
例
探究胰岛素的生理作用实验中,对小鼠
进行饥饿处理后,注射胰岛素的为实验
组,注射等量生理盐水的为对照组
自
身
对
照
概
念
即对照组和实验组在同一实验对象上
进行,不再设置新的对照组
举
例
观察植物细胞质壁分离和复原的实验
中,质壁分离状态与自然状态形成对照
条
件
对
照
概
念
即给对照组施加变量处理,但这种处理
不是实验假设所定的
举
例
探究甲状腺激素的生理作用实验中,实
验组为饲喂甲状腺激素,空白对照组为
饲喂等量生理盐水,可以再增加一组对
照组,饲喂甲状腺激素抑制剂,即条件
对照,这样可以增加实验的说服力
相
互
对
照
概
念
即不单独设置对照组,而是几个实验组
之间相互进行对照
举
例
探究温度、pH 对酶活性影响的实验
中,各组既是实验组,又是其他组的对
照组
057
hh
【典例1】 (2022·浙江卷节选)为研究物质X
对高血糖症状的缓解作用,根据提供的实验
材料,完善实验思路,预测实验结果,并进行
分析与讨论。
实验材料:适龄、血糖正常的健康雄性小鼠
若干只,药物S(用生理盐水配制),物质 X
(用生理盐水配制),生理盐水等。(要求与
说明:实验中涉及的剂量不作具体要求。小
鼠血糖值>11.1
mmol/L,定为高血糖模型
小鼠。饲养条件适宜)
回答下列问题:
完善实验思路:
①适应性饲养:选取小鼠若干只,随机均分
成甲、乙、丙3组。正常饲养数天,每天测量
小鼠的血糖,计算平均值。
②药物S处理:
甲组:每天每只小鼠腹腔注射一定量生理
盐水。
乙组:每天每只小鼠腹腔注射一定量药物S。
丙组: 。
连续处理数天,每天测量小鼠的血糖,计算
平均值,直至建成高血糖模型小鼠。
③物质X处理:
甲组: 。
乙组:每天每只小鼠灌胃一定量生理盐水。
丙组: 。
连续处理若干天,每天测量小鼠的血糖,计
算平均值。
【对点训练1】 (2024·河北邯郸高三统考期
末)某科研团队在沿海农区进行棉花—水稻
轮作处理,即原来种植水稻的农田改种棉
花,原来种植棉花的农田改种水稻,并设置
相应的对照区域。试验期间试验区域与对
照区域处理的基肥、追肥用量相同,其他栽
培措施参照常规栽培实施。回答下列问题:
该试验对照区域的种植模式是
。
【对点训练2】 (2023·湖北武汉期末)在全球
气候变化日益加剧的背景下,多重联合胁迫
对作物生长发育和产量形成的不利影响日
益显著。研究者设计了如图甲所示的实验,
分析了不同处理条件下苗期玉米的光合生
理差异,部分结果如图乙所示。
图甲的实验设计中,各组均用“25天最适条
件”培养的目的是 。
三、实验设计的基本程序
实验设计程序:明确实验目的→选择实验
原理→确定实验思路→设计实验步骤→预期实
验结果→得出实验结论。
1.实验目的
(1)验证性实验:寻找题干信息,一般写有
“验证……”即为该实验的实验目的。
(2)探究性实验:首先分析实验的自变量和
因变量。此类实验的实验目的一般书写为“探
究自变量对因变量的影响”“探究自变量与因变
量的关系”“探究自变量的作用”等等。
【典例2】 新收获的稻米煮出的饭香气诱人,但
是不法商贩也可以用陈稻米抛光增白、上油
后以假乱真,欺骗消费者。新稻米过氧化氢
酶活性明显高于陈稻米。植物体内的过氧
化氢酶在有过氧化氢(H2O2)存在下能把某
些酚类化合物如愈创木酚氧化成红褐色物
质,其颜色的深浅与酶活性呈正相关。
请你帮忙为食品卫生质量检验人员设计一
个检测稻米新鲜程度的简易实验。
实验目的: 。
【对点训练3】 草本、木本植物体内含有大量的
纤维素,耐高温纤维素酶可以加速催化纤维
素的水解,为酵母菌进行酒精发酵提供大量
廉价原料。某研究小组将纤维素分解菌通
过诱变和高温处理获得新菌株(甲),制作出
菌株甲培养基的滤液,进行了下列实验:
058
第三单元 细胞的能量供应和利用
项目 试管A 试管B
步骤1 加入适量缓冲液
加入用等量的缓冲液
配制的菌株甲滤液
步骤2 在80
℃条件下水浴保温30
min
步骤3
加入适量的纤维素液,80
℃水浴保温
10
min
步骤4
加入适量的斐林试剂,60
℃水浴加热
2
min,观察溶液颜色
实验预期 预期实验结果及实验结论:①
回答下列问题:
该实验小组的实验目的是
。
2.实验假设
假设是指用来说明某种现象,但未经证实
的论题,是对课题涉及的主要变量之间相互关
系的设想,是研究者对研究结果预先赋予的答
案,是一种可能的解释和说明。提出的假设可
能正确,也可能错误,但必须能解释题目现象或
与题干相符,一般情况下,若是实验中要求写出
你的假设,我们应根据自己平常积累的知识,写
出认为最可能的一种假设。
3.实验思路
思路是“想法”,是较为粗线条的思考过程,
其要求“言简意赅”。比如:用某种方法处理某
种材料,观察其对某方面的影响效果。一般须
体现“对照思想”,显示自变量和因变量,对无关
变量表述时,应注意体现“相同且适宜”。
【典例3】 (2023·山东青岛期末)家鸽具有自
带指南针属性的“方向感”,主要是因其含有
被称为“第六感”的磁觉———即生物利用地
磁场准确寻找正确的方向。科学研究发现,
蛋白质A和蛋白质B可形成含铁的杆状多
聚体,这种多聚体能识别外界磁场并自动顺
应磁场方向排列,家鸽视网膜细胞中编码这
两种蛋白的基因A和基因B共同表达。如
图为基因A在家鸽视网膜细胞中表达的示
意图。
某研究小组推测,若基因A、基因B失去功
能,家鸽将无法合成有功能的含铁的杆状蛋
白质多聚体,可能导致家鸽失去“方向感”。
请设计实验验证该推测,简要写出你的实验
思路。
【对点训练4】 (2023·山东滨州高三期末)非
眼球快速运动睡眠(NREM)中因有深睡期,
可使人的呼吸变缓、心率变慢、全身肌肉放
松,大 脑 皮 层 得 到 充 分 休 息。研 究 发 现
NREM能促进机体生长,延缓衰老,增强机
体的免疫机制,并能保护中枢神经系统。
科学家经研究推测:5-HT是由大脑中缝核
神经细胞产生的,并通过作用于中脑网状结
构诱导产生NREM。请根据所给实验材料
设计实验验证上述推测。
实验材料:健康状况相同的小鼠若干、直流
电探针(可损毁神经细胞)、5-HT注射液
实验思路:
。
预期结果:
。
059
hh
4.实验步骤
步骤是“做法”,是更为“细节化”的操作流
程,其要求“精确细致”。必须体现“自变量”如
何设置,“因变量”如何获得,“无关变量”如何保
证相 同 且 适 宜。实 验 步 骤 设 计 的 一 般 程 序
如下:
第一步
取材、分组、编号:取材时要注意数量和
生理及发育状态相同,用具要相同等,
即无关变量要相同且适宜,不影响实验
结果
→
第二步
↓
变量处理:根据单一变量原则和对照原
则,对不同组分别进行变量处理,通过
不同的实验结果来达到实验目的
→
第三步
↓ 根据需要可进一步进行相同处理;其他
因素相同且在最适条件下继续处理
→
第四步
↓
检测、观察、统计、比较:必须找出具体
的观察和记录对象,观察、记录、统计、
比较实验数据和现象
→
5.实验结果和结论
实验结果是通过观察或测量得到的实验现
象,是实验实际出现的情况。实验结论是根据
实验现象对实验因变量与自变量关系进行分
析,得出的具有普遍意义的理论性结论。实验
结论的得出必须依据实验结果。归纳实验结论
的一般方法:
(1)通过实验目的、实验的对照组设置或步
骤,根据单一因素不同找出实验自变量。
(2)由果找因,分析实验结果(因变量)与实
验控制的单一因素(自变量)之间的逻辑关系,
得出正确结论。
(3)在有些实验中,还要根据各对照组中得
出的“分结论”,综合为“全面结论(总)”。
(4)在验证性实验中,因为要验证的事实是
正确的,实验结果只有一种。实验结论即是实
验要验证的事实。在探究实验中,因为实验结
果是未知的。可能出现的实验结果有多种,因
此对应的实验结论也有多种,不同的结果对应
不同的结论。
6.实验方案的评价与修订
解题思路如下:
一看
对照
① 有无对照实验
②如果有对照,
看对照设计是否
合理
实验变量设置是否合理
是否有标记
是否遵循了单一变量原则
是否遵循了等量原则
是否排除了干扰因素
→
二看
器材
↓
① 生物学材料选择是否得当
② 实验器材选择是否合理
③ 药剂选择、使用、用量是否准确
→
三看
条件
↓
① 是否需要搅拌、加热等
②实验所需的温度、光照等条件是否合理
→
四看
步骤
↓
① 步骤的顺序是否合理
② 步骤是否完整
③ 具体操作有无违反生物学基本原理
→
五看
结果
↓
① 实验目的是否与实验结果、结论对应
② 探究性实验结果和结论是否讨论全面
③ 是否先写结果后写结论
→
【典例4】 (2023·安徽宿州统考一模)小麦是
宿州市最重要的粮食作物之一,生长后期的
管理对小麦增产尤为重要。生长后期主要
包括抽穗、开花、灌浆和成熟等阶段。灌浆
期幼穗开始积累有机物,谷粒内含物呈白色
浆状;成熟期谷粒已变硬。请回答:
小麦旗叶是位于麦穗下的第一片叶子。科
研人员推测:在小麦的灌浆期和成熟期,小
麦种子中的有机物主要由旗叶提供。为验
证该推测,请完善以下实验设计思路。
①将生理状态一致的小麦随机分为甲、乙
两组;
②在小麦的灌浆期,将两组小麦的旗叶和其
他叶片分别包在密闭的透明袋中,甲组旗叶
提供充足的14CO2,其他叶提供充足的CO2,
乙组
,其他条件相同且适宜。将
小麦培养至籽粒成熟并收获籽粒;
③ 。
预测结果:如果
,则科研人员的推测正确。
060
第三单元 细胞的能量供应和利用
【对点训练5】 (2024·山东日照高三校联考期
末)肿瘤细胞培养是研究抗癌药物检测的重
要手段,研究人员从寄主为夹竹桃的红花桑
寄生叶中提取一种物质———Nispex,并对其
抗肿瘤效果进行了研究。
科研人员通过细胞培养的方法来探究了
Nispex是否具有抗肿瘤的作用。首先在两
组相同的培养瓶中装入等量的癌细胞悬浮
液,实验组应加入 ,对照组要加入
等量的生理盐水。两组悬浮液均在适宜条
件下培养,一段时间后观察肿瘤细胞的生长
速度和细胞凋亡率。若实验结果为
,则说明Nispex具有抗
肿瘤的作用。
第2课时 细胞的能量“货币”ATP
A?A
解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。
考点 细胞的能量“货币”ATP
-
1.ATP
2.ATP的供能原理
两个相邻
的磷酸基
团都带
而相
互排斥等
ATP中的
不稳定,末
端磷酸基团有一
种离开ATP而与
其他分子结合的
趋势,即具有较高
的转移势能
→
ATP在酶的作用
下水解时,脱离
下来的
挟能量与
其他分子结合,
从而使后者发生
变化
→
3.ATP和ADP的相互转化
反应式
↓ADP+Pi+能量
酶
→ATP
←
↓
ATP的合成
ATP
酶
→ADP+Pi+
能量
→
↓
ATP的水解
所需酶
↓
ATP合成酶← ATP水解酶→
反应
场所
↓
←
生物体的需能
部位
→
能量
来源
↓
(光合作用)、
(细胞呼吸)
←
远离腺苷(A)的那
个特殊化学键
→
能量
去路
↓储存在ATP(远
离A的那个特殊
化学键)中
←
可直接转化成其他形式
的能量(如机械能、电能
等),用于各项生命活动
→
共性
↓
↓
ATP与ADP相互转化的能量供应机制,在所有生物的
细胞内都是一样的,这体现了生物界的统一性
4.ATP的利用
(1)ATP为主动运输供能的过程(以Ca2+释
放为例)
061
hh
比最适pH 下的酶活性低,C正确;酶
会降低化 学 反 应 所 需 要 的 活 化 能,从
而加快反应速率,缩短反应时间,但不
改变产物 的 最 大 生 成 量,因 为 科 学 家
采用的是 定 量 分 析 的 方 法,若 时 间 过
长,无论酶活性是高还是低,都可能会
使得所 测 产 物 量 或 底 物 剩 余 量 相 同,
从而对酶 活 性 做 出 错 误 分 析,因 此 本
实验数 据 需 要 在 较 短 时 间 内 完 成 测
量,以排除时间对实验的影响,D正确。
3.D 实验结果可能有:①甲、乙均为可
逆抑 制 剂;②甲、乙 均 为 不 可 逆 抑 制
剂;③甲为可逆抑制剂,乙为不可逆抑
制剂;④甲为不可逆抑制剂,乙为可逆
抑制剂,A 正 确。酶 的 活 性 可 用 一 定
条件下酶 促 反 应 的 速 率 表 示,酶 活 性
越强,反应速率越大,B正确。可逆抑
制剂可以 通 过 透 析 袋,不 可 逆 抑 制 剂
与酶结合不可逆,不能透析出抑制剂,
抑制剂量不能降低,酶活性不能恢复,
故透析袋处理不能恢复不可逆抑制剂
处理过的 酶 的 活 性,所 以 实 验 成 功 的
前提是物质甲和乙能够自由通过透析
袋,C正确;该实验通过透析前后对照
得出结论,D错误。
真题演练感悟高考
1.B 基因控制蛋白质的合成,基因突变
是指DNA分子中碱基的增添、替换和
缺失而引 起 基 因 碱 基 序 列 的 改 变,基
因突变后可能导致蛋白质功能发生改
变,进而 导 致 酶 活 性 降 低,A正 确;启
动子是RNA聚合酶识 别 与 结 合 的 位
点,用 于 驱 动 基 因 的 转 录,转 录 出 的
mRNA可作为翻译的模板翻译出蛋白
质,若该酶基因启动子甲基化,可能导
致该基因 的 转 录 过 程 无 法 进 行,不 能
合成酶,B错误;蛋白质的结构决定其
功能,蛋白质结构与氨基酸的种类、数
目、排列顺序以及肽链盘曲、折叠的方
式等有关,故 若 该 酶 中 一 个 氨 基 酸 发
生变化(氨基酸种类变化)或该酶在翻
译过程中 肽 链 加 工 方 式 变 化,都 可 能
导致该酶的空间结构变化而导致功能
改变,活性降低,C、D正确。
2.B 由题干可知,两组实验的温度都为
45
℃,所以研究的因素不是温度,A错
误;由 题 干 分 析,己 糖 激 酶 溶 液 置 于
45
℃水浴12
min,酶 活 性 丧 失50%,
己糖激酶溶液中加入过量底物后置于
45
℃水浴12
min,酶活性仅丧失3%,
这两组实验的不同条件在于是否加入
底物,所以研究的因素是底物,B正确;
由题干可 知,两 组 实 验 的 反 应 时 间 均
为12
min,所以 研 究 的 因 素 不 是 反 应
时间,C错误;由题干可知,两组实验的
酶量一致,所以研究的因素不是酶量,
D错误。
3.C H2O2 分解产物是 H2O和 O2,其
中O2 属 于 气 体,会 导 致 压 强 改 变,A
正确;据表分析可知,甲中溶液是酶或
无机催化剂等,乙中溶液是底物,应从
甲中溶 液 与 乙 中 溶 液 混 合 时 开 始 计
时,B正确;三组中的 H2O2 溶液均为
2
mL,则最终产生的相对压强应相同,
据表可知,250
s之前(200
s)Ⅰ组反应
已结束,但Ⅱ组和Ⅲ组压 强 仍 未 达 到
Ⅰ组的终止压强10.0
kPa,故250
s时
Ⅱ组和Ⅲ组反应仍在进行,C错误;酶
的高效性 是 指 与 无 机 催 化 剂 相 比,酶
降低化 学 反 应 活 化 能 的 作 用 更 显 著,
对比Ⅰ、Ⅱ组可知,在相同时间内Ⅰ组
(含过氧化氢酶)相对压强变化更快,说
明酶的催化作用具有高效性,D正确。
4.C 分析②③组可知,没有添加CaCl2,
降解率为0,说明该酶的催化活性依赖
于CaCl2,A正确;分析①②组变 量 可
知,pH均为9,都添加了CaCl2,温度分
别为90
℃、70
℃,故 自 变 量 为 温 度,
B正确;②组 酶 的 活 性 最 高,此 时pH
为9,温度为70
℃,但由于温度梯度、
pH梯度 较 大,不 能 说 明 最 适 温 度 为
70
℃,最适pH为9,C错误;该实验的
反应物为Ⅰ型 胶 原 蛋 白,要 确 定 该 酶
能否水 解 其 他 反 应 物 还 需 补 充 实 验,
D正确。
5.(1)高效性、专一性、作用条件较温和
空间结构
(2)一种花瓣中含有酶1催化产生的中
间产物,另一种花瓣中含有酶2,两者
混合后形成红色色素
(3)AAbb aaBB 白色
解析:(1)与 无 机 催 化 剂 相 比,酶 所 具
有的特性是高效性、专一性、作用条件
较温和。高 温 破 坏 了 酶 的 空 间 结 构,
导致酶 失 活 而 失 去 催 化 作 用。(2)根
据题干可 知,白 花 纯 合 子 的 基 因 型 可
能是AAbb或aaBB,而甲、乙两者细胞
研磨液混 合 后 变 成 了 红 色,推 测 两 者
基因型不同,一种花瓣中含有酶1催化
产生的中 间 产 物,另 一 种 花 瓣 中 含 有
酶2,两 者 混 合 后 形 成 红 色 色 素。
(3)实验二 的 结 果 甲 的 细 胞 研 磨 液 煮
沸,冷却后与乙的细胞研磨液混合,发
现混合液 变 成 了 红 色,可 知 甲 并 不 是
提供酶2的一方,而是提供酶1催化产
生的中间产物,因此基因 型 为 AAbb,
而乙则是 提 供 酶2的 一 方,基 因 型 为
aaBB。若只将 乙 的 细 胞 研 磨 液 煮 沸,
冷却后与 甲 的 细 胞 研 磨 液 混 合,由 于
乙中的酶2失活,无法催化红色色素的
形成,因此混合液呈现的颜色是白色。
微专题一 与实验设计
有关的实验技能
典例1:②每天每只小鼠腹腔注射一定量
药物S ③每天每只小鼠灌胃一定量
生理盐水 每天每只小鼠灌胃一定量
物质X
解析:适 应 性 饲 养 使 小 鼠 适 应 实 验 环
境,正常饲养小鼠数天,甲、乙、丙三组
的血糖 值 正 常。药 物S处 理 时 甲 组:
每天每只小鼠腹腔注射一定量生理盐
水,则甲 组 作 为 对 照 组。该 实 验 的 目
的是研究物质X对高血糖症状的缓解
作用,需 要 用 药 物 处 理 乙 组 和 丙 组 使
小鼠出现高血糖症状,因此药物S处
理时乙组 和 丙 组:每 天 每 只 小 鼠 腹 腔
注射一定量药物S。在物质X处理时
乙组作为对照组,丙组作为实验组,一
组给予物质 X,一组没有物质 X,以探
究物质 X对高血糖症状的缓解作用。
物质X处理时,遵循单一变量原则,乙
组给药途 径 是 灌 胃,则 甲 组 作 为 空 白
对照,甲 组 每 天 每 只 小 鼠 灌 胃 一 定 量
生理盐水;乙 组 每 天 每 只 小 鼠 灌 胃 一
定量生理 盐 水;丙 组 每 天 每 只 小 鼠 灌
胃一定量物质X。
对点训练1:棉花—棉花、水稻—水稻
解析:根据题意,该试验是为了研究棉
花—水稻 轮 作 处 理 对 作 物 产 量 的 影
响,所以 对 照 区 域 的 种 植 模 式 是 原 来
种植水稻 的 继 续 种 植 水 稻,原 来 种 植
棉花的继续种植棉花。
对点训练2:保证各组玉米(在胁迫干预
前)生长良好、长势一致(或生理状态
基本相同或排除玉米本身的生理状态
对实验结果的影响)
解析:图甲所示的实验设计中,自变量
为胁迫类 型,其 余 可 能 影 响 实 验 结 果
的因素为 无 关 变 量,需 控 制 相 同 且 适
宜,故“25天最适条件”培养的目的是
保证各 组 玉 米 在 胁 迫 干 预 前 长 势 一
致,排除 玉 米 本 身 的 生 理 状 态 对 实 验
结果的影响。
典例2:根据过氧化氢酶活性的强弱来鉴
别新稻米和陈稻米
解析:由“新稻米过氧化氢酶活性明显
高于陈稻米”和“请你帮忙为食品卫生
质量检验人员设计一个检测稻米新鲜
程度的简易实验”可知,本实验的目的
是根据过氧化氢酶活性的强弱来鉴别
新稻米和陈稻米。
对点训练3:探究菌株甲分泌的纤维素酶
能否耐受80
℃高温
解析:分析题意可知,本实验操作步骤
3是加入 适 量 的 纤 维 素 液,80
℃水 浴
保温10
min,所 以 本 实 验 的 目 的 是 探
究菌株 甲 分 泌 的 纤 维 素 酶 能 否 耐 受
80
℃高温。
典例3:将一定数量的健康且生理状态相
同的家鸽均分为4组,甲组去除 A基
因,乙组去除B基因,丙组同时去除 A
基因和B基因,丁组不去除基因(对照
组);分别测定4组家鸽视网膜细胞中
是否有含铁的杆状蛋白质多聚体,如
果有,进一步测定含量,然后在同一条
件下放飞4组家鸽,观察他们的定向运
动能力。(合理即可,只要能让这两种
蛋白质失去功能,并检测性状的变化,
就可以验证推测的正确性)
解析:若基因 A、基因B失去 功 能,家
鸽将无法合成有功能的含铁的杆状蛋
白质多聚体,可能导致家鸽失去“方向
感”。根据题意实验思路为:将一定数
量的健康且生理状态相同的家鸽均分
为4组,甲组去除 A基因,乙组去除B
基因,丙组同时去除A基因和B基因,
丁组不去除基因(对照组);分别测定4
组家鸽视网膜细胞中是否有含铁的杆
状蛋白质多聚体,如果有,进一步测定
含量,然后 在 同 一 条 件 下 放 飞4组 家
鸽,观察他们的定向运动能力。
对点训练4:实验思路:将健康状况相同
的小鼠平均分为甲、乙、丙三组,甲组
用直流电探针损毁小鼠大脑中缝核神
经细胞,一段时间后,向小鼠脑中注射
5 HT;乙组用直流电探针损毁小鼠
中脑网状结构,一段时间后,向小鼠脑
中注射5 HT;丙组不做处理。检测
三组小鼠各项处理后的睡眠状况
预期结果:甲组小鼠损毁处理后不产
生NREM,注射5 HT后,NREM 可
以完全恢复;乙组小鼠损毁处理后不
产生NREM,注射5 HT后无变化;
丙组小鼠正常睡眠
解析:本实验的目的是探究5 HT是
否由大脑 中 缝 核 神 经 细 胞 产 生,并 通
过作 用 于 中 脑 网 状 结 构 诱 导 产 生
NREM,自变 量 为 大 脑 中 缝 核 神 经 细
胞、中脑网状结构的有无,因变量为小
鼠的睡眠状况,故实验思路:将健康状
况相同 的 小 鼠 平 均 分 为 甲、乙、丙 三
组,甲组 用 直 流 电 探 针 损 毁 小 鼠 大 脑
中缝核神经细胞,一段时间后,向小鼠
脑中注射5 HT;乙组用直流电探针
损毁小鼠中脑网状结构,一段时间后,
向小鼠脑中注射5 HT;丙组不做处
理。检测三组小鼠各项处理后的睡眠
状况。预期结果:甲组小鼠损毁处理后
不产生NREM,注射5 HT后,5 HT
作 用 于 中 脑 网 状 结 构 诱 导 产 生
NREM,NREM可以完全恢复;乙组处
理损毁小鼠中脑网状结构,5 HT无
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参
考
答
案
法发 挥 作 用,损 毁 处 理 后 不 产 生
NREM,注射5 HT后无变化;丙组小
鼠正常睡眠。
典例4:②旗叶提供充足的CO2,其他叶
提供充足的14CO2 ③检测比较两组
籽粒的放射性强度 甲组籽粒的放射
性强度明显大于 乙 组 籽 粒 的 放 射 性
强度
解析:为验证“在小麦的灌浆期和成熟
期,小麦 种 子 中 的 有 机 物 主 要 由 旗 叶
提供”,由 于 甲 组 的 实 验 设 置 为:旗 叶
提供充足的14CO2,其他叶提供充足的
CO2,故 乙 组 应 为 旗 叶 提 供 充 足 的
CO2,其他叶提供充足的14CO2,其他条
件相同且 适 宜,将 小 麦 培 养 至 籽 粒 成
熟并收获籽粒,检测比较甲、乙两组籽
粒的放射 性 强 度;若 甲 组 籽 粒 的 放 射
性强度明显大于乙组籽粒的放射性强
度,则科研人员的推测正确。
对点训练5:一定量的Nispex 实验组中
肿瘤细胞的生长 速 度 比 对 照 组 中 的
慢,凋亡率高
解析:探究 Nispex是否具有抗肿瘤的
作用,自变量是是否添加 Nispex,所以
实验组 应 加 入 一 定 量 的 Nispex,对 照
组要加入等量的生理盐水。因变量是
肿瘤细 胞 的 生 长 速 度 和 细 胞 凋 亡 率,
实验组中肿瘤细胞的生长速度比对照
组中的慢,凋亡率高,则说明Nispex具
有抗肿瘤的作用。
第2课时 细胞的
能量“货币”ATP
考点 细胞的能量“货币”ATP
必备知识梳理
1.C、H、O、N、P A—P~P~P 腺苷
磷酸基团 腺嘌呤 腺苷 腺嘌呤核
糖核苷酸 ADP ATP 特 殊 的 化
学键
2.负电荷 特殊化学键 末端磷酸基团
3.细胞质基质、线粒体、叶绿体 光能
化学能
4.(2)①水解 ②合成
深耕教材
1.(1)腺苷 腺嘌呤 腺嘌呤脱氧核苷
酸 腺嘌呤核糖核苷酸
(2)dNTP是脱氧核糖核苷三磷酸的缩
写,是包括dATP、dGTP、dTTP、dCTP
等在内的统称,N是指含氮碱基,代表
变量指代 A、T、G、C中的一种。在生
物DNA合成中以及PCR中起原料作
用;ATP是腺苷三磷酸的英文名称缩
写,由一分子腺苷、三分子磷酸基团和
特殊化学键组成。
2.①ATP中远离 A的磷酸基团容易脱
离;②该过程中 ATP既有合成又有水
解;③部分32P标记的 ATP是重新合
成的。
3.(1)这说明生物界具有统一性,也说明
种类繁多的生物有着共同的起源。
(2)不是。化学结构与 ATP相似的物
质GTP(鸟苷三磷酸)等也能作为能量
来源。
秒判正误
(1)× (2)√ (3)√ (4)√ (5)√
(6)×
命题规律探究
1.B 甲、乙 物 质 分 别 为 ATP、ADP,
ATP、ADP的核糖和腺嘌呤组成的结
构称为腺苷,A正确;①为 ATP的 水
解,一般与吸能反应相联系,②为ATP
的合成,一般与放能反应相联系,B错
误;ATP的合成场所有线粒体内膜(有
氧呼吸的第三阶段)、叶绿体类囊体薄
膜(光反应)和细胞质基质(有氧、无氧
呼吸的第一阶段),C正确;RNA的基
本单位 为 核 糖 核 苷 酸,用32P标 记 Pα
的 甲 作 为 RNA 合 成 的 原 料,可 使
RNA分子被标记,D正确。
2.D 组成DNA、ATP和dATP的化学
元素相同,都是C、H、O、N、P,且 ATP
中的五碳糖是核糖,DNA和dATP中
的 五 碳 糖 是 脱 氧 核 糖,A 错 误;以
dNTP作为人工合成DNA的原料,首
先考虑到dNTP自身含有特殊的化学
键,水解应当可以供能,故不需要额外
添加 ATP,实际情况是dNTP的靠近
脱氧核 糖 的 特 殊 的 化 学 键 容 易 断 裂,
产生的焦磷酸水 解 后 可 对 DNA聚 合
酶继续 进 行 反 应 提 供 能 量,使dNTP
顺利连入DNA新链,所以是不需要添
加 ATP 来 提 供 能 量 的,B 错 误;将
ATP中的β、γ位磷酸基团去掉,所得
物质 是 合 成 RNA分 子 的 单 体———腺
嘌呤核 糖 核 苷 酸,C错 误;制 备 DNA
片段 M 时,需要dATP脱掉β和γ位
磷酸基团,故制备 DNA片段时,所 用
dATP的α位 磷 酸 基 团 必 须 是32P,D
正确。
3.B 过程②⑥是 ATP的水解,释放能
量,与吸 能 反 应 相 联 系,A正 确;叶 肉
细胞内③的速率大于④的 速 率 时,植
物干重不 一 定 增 加,因 为 还 有 其 他 部
分不能进行光合作用的细胞还要通过
呼吸作用消耗有机物,B错误;过程③
表示光合 作 用 暗 反 应 阶 段,其 产 物 为
糖类,可在细胞内转化为氨基酸、脂肪
等其他有机物,C正确;ATP的结构简
式是A—P~P~P,其中 A代表腺苷,
T是三的意思,P代表磷酸基团,1个
ATP含有1个腺苷和3个磷酸基团,D
正确。
4.B ATP水解时断裂的是远离腺苷的
特殊的化学键,含32P的磷酸基团应在
ATP的γ位上,A错误,B正确;dATP
断裂两个特殊的化学键后是合成DNA
的原料,只剩下α位上的磷酸基团,故
应标记α位上的磷酸基团,C、D错误。
真题演练感悟高考
1.D 细胞生命活动所需的能量主要是
由细胞呼 吸 提 供 的,衣 原 体 缺 乏 细 胞
呼吸所需的酶,不能进行细胞呼吸,缺
乏能量,ATP是直接的能源物质,因此
衣原体需要从宿主细胞体内摄取的物
质是ATP,D正确。
2.D 1分子的ATP是由1分子腺嘌呤、
1分子核糖和3分子磷酸基团组成的,
A错误;ATP分子的结构式可以简写
成A—P~P~P,其中腺苷和磷酸基团
之间的 化 学 键 是 普 通 的 化 学 键,B错
误;ATP在水解酶的作用下水解,在合
成酶的作 用 下 ADP和 磷 酸 吸 收 能 量
合成 ATP,C错 误;吸 能 反 应 一 般 与
ATP的水解相联系,放能反应一般与
ATP的合成相联系,故吸能反应和放
能反应之间的纽带就是ATP,D正确。
3.B 磷酸化是指蛋白质在蛋白激酶的
作用下,其 氨 基 酸 的 羟 基 被 磷 酸 基 团
取代,变 成 有 活 性、有 功 能 的 蛋 白 质,
去磷酸化是指磷酸化的蛋白质在蛋白
磷酸酶的 作 用 下 去 掉 磷 酸 基 团,复 原
成羟基,失去活性的过程,这些过程体
现了蛋 白 质 结 构 与 功 能 相 适 应 的 观
点,A正确;磷酸化需要特定的氨基酸
序列,失 去 特 定 氨 基 酸,将 无 法 磷 酸
化,因此,这些蛋白质特定磷酸化位点
的氨基酸缺失,会影响细胞信号传递,
B错误;ATP在 蛋 白 质 磷 酸 化 的 过 程
中提供能量,参与细胞信号传递过程,
C正确;蛋白质的磷酸化和去磷酸化都
要在蛋白激酶和蛋白磷酸酶的作用下
进行,温度影响酶的活性,因此蛋白质
磷酸化 和 去 磷 酸 化 反 应 受 温 度 的 影
响,D正确。
4.B 根据题意可知,该实验不能说明细
胞内 全 部 ADP都 转 化 成 ATP,A 错
误;根据 题 干 信 息“结 果 发 现 ATP的
末端磷酸基团被32P标记,并测得ATP
与注入的32P标 记 磷 酸 的 放 射 性 强 度
几乎一 致”可 知32P标 记 的 ATP水 解
产生的腺苷没有放射性,B正确;根据
题干信 息 放 射 性 几 乎 只 出 现 在 ATP
的末端磷酸基团可知,32P在ATP的3
个磷 酸 基 团 中 出 现 的 概 率 不 同,C错
误;该实验不能说明ATP与ADP相互
转化主要发生在细胞核内,D错误。
5.B ATP中含有腺嘌呤、核糖与磷酸基
团,故元素组成为C、H、O、N、P,A正
确;在无氧条件下,无氧呼吸过程中也
能合成ATP,B错误;ATP合成过程中
需要ATP合成酶的催化,C正确;ATP
是生物体 的 直 接 能 源 物 质,可 直 接 为
细胞提供能量,D正确。
第3课时 细胞呼吸的原理和应用
考点一 实验:探究酵母菌
细胞呼吸的方式
必备知识梳理
1.溴麝香草酚蓝 灰绿色
2.(1)质量分数为5%的葡萄糖溶液
(3)重铬酸钾的浓硫酸
3.甲 不变色
4.(1)有氧和无氧 (2)酒精和CO2
深耕教材
1.(1)变量不同:对照实验是只有一个条
件不同,其他条件都相同。对比实验
是将两个研究内容相似的实验进行对
比,设置两个或两个以上的实验组,通
过对结果的比较分析,来探究某种因
素对实验对象的影响。
(2)实验设计不同:可以将对照实验分
为空白对照、自身对照、条件对照和相
互对照,一 般 设 置 对 照 组 和 实 验 组。
如果并不知道实验中的自变量对实验
结果所造成的影响,需要通过对比分
析两组(或多组)实验结果来进 行 确
定,此时就可以称这些实验为对比实
验,对比实验也可称为相互对照实验。
2.①探究酵母菌细胞呼吸的方式的实
验;②鲁宾和卡门的同位素标记实验;
③赫尔希和蔡斯采用放射性同位素标
记T2噬菌体侵染细菌的实验;④比较
过氧化氢在不同条件下的分解的实验。
秒判正误
(1)√ (2)√ (3)√ (4)× (5)√
(6)×
命题规律探究
1.B a瓶 内 左 侧 玻 璃 管 要 插 入 NaOH
溶液的液 面 下,保 证 空 气 中 的 二 氧 化
碳被充分吸收,A错误;呼吸作用会散
失热量,短时间内b瓶和d瓶的温度会
升高,且b瓶中种子进行有氧呼吸,散
失热量较多,温度升高更快,B正确;c
瓶中澄清石灰水变混浊,不排除b瓶内
的种子进行无氧呼吸,C错误;马铃薯
块茎无氧 呼 吸 的 产 物 为 乳 酸,不 产 生
二氧化碳,D错误。
2.C 在 1号 注 射 器 中,Fe3+ 会 催 化
H2O2 分解产 生 氧 气,若 先 关 闭 A阀
门可使注射 器 中 氧 气 含 量 升 高,有 利
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