Question

【題目】研究證實ATP既是“能量通貨”，也可作為神經細胞間信息傳遞中的一種信號分子，其作為信號分子的作用機理如下圖所示。請分析回答：

（1）神經細胞中的ATP主要來自細胞呼吸，其結構簡式是___________。正常成年人安靜狀態下24小時有40kgATP發生轉化，而細胞內ADP、ATP的濃度僅為2～10mmol/L，為滿足能量需要，人體解決這一矛盾的合理途徑是__________。

（2）由圖可知，細胞間隙中的ATP在有關酶的作用下，磷酸基團逐個脫離下來。最后剩下的是___________。

（3）一些神經細胞不僅能釋放典型神經遞質，還能釋放ATP，兩者均能引起受體細胞的膜電位變化。據圖分析，科學家當初推測“ATP可作為神經細胞間傳遞信息的信號分子”的實驗思路是：①科學家用化學物質阻斷__________后，發現靶細胞膜能接受到部分神經信號；②科學家尋找到靶細胞膜上有ATP的____________。

（4）為了研究X物質對動物細胞的影響，某研究小組用不同濃度的X物質將細胞處理24小時。然后測量各組細胞內ATP的濃度和細胞死亡的百分率，經過多次實驗，所得數據如下表所示：

實驗編號	X物質濃度（ng mL-1）	細胞內ATP濃度（nmoL mL-1）	細胞死亡百分率
A	0	80	1
B	2	70	3
C	4	50	10
D	8	20	25
E	16	5	70

①實驗的因變量是____________。

②實驗數據表明，該實驗因變量之間的聯系是____________。

③若用混有濃度為2ng mL-1的X物質的飼料飼喂大鼠，其小腸的消化和吸收功能受到抑制的主要原因是：阻礙消化酶的_______，影響消化；妨礙______，影響營養物質的吸收。

Answer 1

【答案】A—P～P～P ATP和ADP相互迅速轉化 腺苷 典型神經遞質在神經細胞間的信息傳遞 受體 細胞中ATP的濃度和細胞死亡的百分率 細胞內ATP濃度下降，能量供應減少，細胞死亡率增加 合成和分泌 主動運輸

【解析】

由題干和圖可知，細胞膜上存在著P2X、P2Y和P1受體，而ATP與P2X和P2Y受體特異性結合，直接引起神經纖維發生電位變化，則ATP可以在神經細胞之間傳遞信息。ATP全名叫做三磷酸腺苷，結構簡式A-P～P～P，其中A代表腺苷，P代表磷酸基團，～代表高能磷酸鍵；細胞中ATP和ADP的含量不多，是不斷的相互轉化，維持動態平衡的；合成ATP的能量來自呼吸作用或光合作用。

（1）ATP的結構簡式為A—P～P～P。盡管生物消耗的ATP很多，但細胞內ATP的含量卻很少，這是因為細胞中ATP和ADP可快速的相互轉化，既為生命活動及時提供了能量，又避免一時用不盡的能量白白流失掉。

（2）ATP的結構簡式是A-P～P～P，由圖可知，細胞間隙中的ATP在有關酶的作用下，磷酸基團逐個脫離下來，最后剩下的是A，即腺苷。

（3）一些神經細胞不僅能釋放典型神經遞質，還能釋放ATP，兩者均能引起受體細胞的膜電位變化。要想知道ATP是否能作為神經細胞間傳遞信息的信號分子，應先排除典型神經遞質的作用，所以科學家的實驗設計思路是：①科學家用化學物質阻斷典型神經遞質在神經細胞間的信息傳遞后，發現靶細胞膜能接受到部分神經信號；②科學家尋找到靶細胞膜上有ATP的受體。

（4）①根據“為了研究X物質對動物細胞的影響，某研究小組用不同濃度的X物質將細胞處理24小時”并結合表格中信息可知，該實驗中自變量是X物質的濃度，因變量是細胞中ATP的濃度和細胞死亡的百分率。

②由實驗數據可知，細胞內ATP的濃度下降，能量供應減少，使細胞死亡率增加。

③食物在小腸內被消化需要消化酶催化，有些食物如氨基酸等物質通過主動運輸方式在小腸內壁被吸收。主動運輸需要能量和載體蛋白協助。由表格可知X物質濃度越高，細胞產生ATP量越少，細胞死亡率越高。細胞死亡影響消化酶的合成和分泌，同時ATP的生成量減少，為生命活動提供能量就少，妨礙主動運輸，影響營養物質的吸收。