2024届人教版高中生物一轮复习实验技能实验变量分析学案（不定项）

这是一份2024届人教版高中生物一轮复习实验技能实验变量分析学案（不定项），共7页。


[必备技能]
1．三类变量(自变量、因变量、无关变量)分析

2．归纳法分析与酶有关的实验变量
实验目的
自变量
无关变量
因变量
验证酶的高效性
催化剂的种类
底物量、反应时间、温度、pH等
单位时间内底物的减少量或生成物的增加量
验证酶的专一性
底物种类(酶相同)
酶的种类和量、底物的量、反应时间、温度、pH等
验证温度对酶活性的影响
温度
酶的种类和量、底物的种类和量、反应时间、pH等
验证pH对酶活性的影响
pH
酶的种类和量、底物的种类和量、反应时间、温度等
探究酶的最适温度(或pH)
温度(或pH)
酶的种类和量、底物的种类和量、反应时间等
[针对训练]
1．(2022·岳阳期中)下列有关实验变量的叙述，正确的是(　　)
A．在探究O2浓度对酵母菌细胞呼吸速率影响的实验中，通常温度不属于变量
B．在探究NaCl浓度对人的红细胞形态变化影响的实验中，NaCl浓度是因变量
C．在探究光照强度对植物光合速率影响的实验中，CO2浓度、温度、植物种类是无关变量
D．在探究温度对酶活性影响的实验中，温度和pH是自变量
解析：选C　探究O2浓度对酵母菌细胞呼吸速率影响的实验中，自变量是O2浓度，温度是无关变量，A错误；探究NaCl浓度对人的红细胞形态变化影响的实验中，NaCl浓度是实验自变量，B错误；在探究温度对酶活性影响的实验中，温度和pH分别是自变量和无关变量，D错误。
2．(2022·江淮十校联考)下列关于酶特性实验设计的叙述中，正确的是(　　)
A．验证酶的专一性时，自变量一定是酶的种类
B．验证酶的高效性时，自变量是酶的浓度
C．探究温度对酶活性影响时，自变量是温度
D．探究酶催化作用的最适pH时，应设置过酸、过碱、中性三组
解析：选C　验证酶的专一性时，自变量可以是酶的种类，也可以是底物的种类，A错误；验证酶的高效性时，自变量是催化剂的种类，B错误；探究温度对酶活性影响时，自变量是温度，C正确；探究酶催化最适pH时，过酸、过碱会使酶变性，使结果不精确，应设置酸性、中性、碱性多组不同pH的实验组，使实验尽可能精确，D错误。
3．(2022·汕头调研)下列对实验的分析正确的是(　　)
A．“比较H2O2在不同条件下分解”的实验中，自变量是O2的生成量
B．“探究pH对酶活性影响”的实验中，因变量是pH
C．实验过程中对实验结果不会造成影响的因素称为无关变量
D．观察植物细胞吸水和失水的实验中，虽没有单独设置对照组但不违反对照原则
解析：选D　“比较H2O2在不同条件下分解”的实验中，O2的生成量是因变量，A错误；“探究pH对酶活性影响”的实验中，自变量是pH，B错误；实验过程中的无关变量也会对实验结果造成影响，C错误；观察植物细胞吸水和失水的实验中，虽没有单独设置对照组但不违反对照原则，D正确。
4．(2023·青岛模拟)图1和图2是某兴趣小组通过实验探究H2O2分解的条件而绘制的曲线图。下列说法不正确的是(　　)

A．图1和图2所代表的实验中，实验的自变量依次为催化剂的种类、H2O2浓度
B．由图1可以得出的实验结论是过氧化氢酶具有高效性
C．图2中，若在BC段加入适量的过氧化氢酶，则氧气产生速率会增大
D．H2O2在加热时分解速率加快，因此，将H2O2酶加到90 ℃水浴加热的H2O2溶液中，反应速率会加快
解析：选D　由图1可看出，两条曲线代表不同催化剂作用下，H2O2分解速率不同，即图1实验中的自变量是催化剂的种类，加入过氧化氢酶的一组实验反应达到平衡的时间短于FeCl3组，说明过氧化氢酶具有高效性，图2表示O2产生速率随H2O2浓度变化的规律，即H2O2浓度为自变量，A、B正确；图2表示O2产生速率随H2O2浓度变化规律的曲线，B点时酶浓度是限制反应速率的主要因素，故BC段加入适量的过氧化氢酶，则氧气产生速率将增大，C正确；H2O2酶在90 ℃条件下会失活，将不能催化反应进行，D错误。
考点三　ATP在能量代谢中的作用

1．ATP的结构

(1)图中各部分名称：A代表腺嘌呤，P代表磷酸基团，①代表腺苷，②代表AMP，即腺嘌呤核糖核苷酸，③代表ADP，④代表ATP，⑤代表特殊的化学键。
(2)结构特点
①ATP不稳定的原因是ATP中两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥等原因，使得特殊的化学键不稳定，末端磷酸基团有较高的转移势能。
②ATP的水解过程就是释放能量的过程，1 mol ATP水解释放的能量高达30.54 kJ，所以说ATP是一种高能磷酸化合物。
(3)ATP的供能原理

2．ATP与ADP的相互转化
(1)ATP与ADP相互转化的过程及能量来源
项目
ATP的合成
ATP的水解
反应式
ADP＋Pi＋能量ATP
ATPADP＋Pi＋能量
所需酶
ATP合成酶
ATP水解酶
能量来源
光能(光合作用)、化学能(细胞呼吸)
储存在特殊化学键中的能量
能量去路
储存在特殊化学键中
用于各项生命活动
反应场所
细胞质基质、线粒体、叶绿体
生物体的需能部位
(2)转化特点
①这种相互转化时刻不停地发生，并且处于动态平衡之中。
②ATP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。
3．ATP的利用
(1)ATP为主动运输供能的过程(以Ca2＋释放为例)

(2)ATP——细胞内流通的能量“货币”
①吸能反应：一般与ATP的水解反应相联系，由ATP水解提供能量。如蛋白质的合成。
②放能反应：一般与ATP的合成相联系，释放的能量储存在ATP中。如细胞内有机物的氧化分解反应。
【易错辨析】
(1)ATP是驱动细胞生命活动的唯一的直接能源物质。(×)
(2)ATP由腺苷、核糖和三分子磷酸组成。(×)
(3)ATP含有3个特殊化学键，但是只有一个特殊化学键会发生断裂。(×)
(4)人在饥饿时，细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡。(×)
(5)人在剧烈运动时，骨骼肌细胞ATP的合成远多于ATP的水解。(×)
(6)植物细胞可以通过光合作用和细胞呼吸形成ATP，而动物细胞只能通过细胞呼吸形成ATP。(√)
(7)ATP水解释放的能量可用于细胞内的放能反应。(×)
【长句应答】
1．参与Ca2＋主动运输的载体蛋白有何功能？
提示：催化ATP水解、转运Ca2＋。
2．萤火虫发光的机理是什么？
提示：萤火虫尾部的发光细胞中荧光素接受ATP提供的能量后被激活，其在荧光素酶的催化作用下与氧发生化学反应，形成氧化荧光素并且发出荧光。

考向一　ATP的结构和功能分析
1．(2022·威海高三期末)将标记的32P注入活细胞内，随后迅速分离细胞内的ATP，测定其放射性，下图代表ATP的结构。下列叙述错误的是(　　)

A．①代表ATP中的“A”，ATP脱去④⑤成为腺嘌呤核糖核苷酸
B．④和⑤之间化学键的形成过程总是与放能反应相关联
C．ATP中磷酸基团⑤很快就会被32P标记，但是ATP的含量基本不变
D．细胞癌变后ATP末端磷酸基团被取代的速率加快
解析：选A　①代表腺嘌呤，而ATP中的“A”代表腺苷，腺苷是由腺嘌呤和核糖结合而成的，A错误；ATP中远离腺苷的化学键容易断裂和生成，但是ATP的含量基本不变，故磷酸基团⑤很快就会被32P标记，C正确；细胞癌变后细胞代谢增强，ATP和ADP的转化加快，D正确。
2．(2022·湘豫名校联考)ATP是细胞的能量“通货”，下列说法错误的是(　　)
A．ATP和人的遗传物质的元素组成相同
B．细胞中需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量的
C．植物、动物、细菌和真菌的细胞内，都是以ATP作为能量“通货”的
D．1个ATP含有两个特殊的化学键
解析：选B　绝大多数的生命活动是由ATP直接提供能量的，少数生命活动是由其他的高能磷酸化合物直接提供能量的。
考向二　ATP与ADP的相互转化和ATP的利用
3．(2021·海南卷)研究人员将32P标记的磷酸注入活的离体肝细胞，1～2 min后迅速分离得到细胞内的ATP。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。下列有关叙述正确的是(　　)
A．该实验表明，细胞内全部ADP都转化成ATP
B．32P标记的ATP水解产生的腺苷没有放射性
C．32P在ATP的3个磷酸基团中出现的概率相等
D．ATP与ADP相互转化速度快，且转化主要发生在细胞核内
解析：选B　该实验只能说明被32P标记的磷酸中的磷可以进入ATP，不能说明细胞内全部ADP都转化成了ATP，A项错误；据题干“结果发现……几乎一致”，可推出32P标记的ATP水解产生的腺苷没有放射性，B项正确、C项错误；ATP与ADP之间的相互转化主要发生在细胞质中，D项错误。
4．(2023·东城模拟)萤火虫尾部的发光细胞中含有荧光素和荧光素酶，在荧光素酶的作用下，荧光素接受ATP提供的能量后被激活。激活的荧光素与氧发生化学反应，形成氧化荧光素并且发出荧光。下列叙述正确的是(　　)
A．萤火虫只在细胞质基质合成ATP
B．荧光素激活的过程发生了ATP水解
C．荧光素酶为荧光素的氧化提供能量
D．荧光素释放的光能用于合成ATP
解析：选B　萤火虫通过呼吸作用产生ATP，呼吸作用的场所有细胞质基质和线粒体，二者都能合成ATP，A错误；荧光素激活时接受ATP提供的能量，需要荧光素酶催化ATP水解，B正确；荧光素酶具有催化作用，不能为荧光素的氧化提供能量，C错误；荧光素释放的光能不能被细胞所利用，D错误。