Question

【題目】研究證實(shí)ATP既是“能量通貨”，也可作為神經(jīng)細(xì)胞間信息傳遞中的一種信號(hào)分子，其作為信號(hào)分子的作用機(jī)理如下圖所示。請(qǐng)分析回答：

（1）神經(jīng)細(xì)胞中的ATP主要來自細(xì)胞呼吸，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是___________。正常成年人安靜狀態(tài)下24小時(shí)有40kgATP發(fā)生轉(zhuǎn)化，而細(xì)胞內(nèi)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(xì)胞間隙中的ATP在有關(guān)酶的作用下，磷酸基團(tuán)逐個(gè)脫離下來。最后剩下的是___________。

（3）一些神經(jīng)細(xì)胞不僅能釋放典型神經(jīng)遞質(zhì)，還能釋放ATP，兩者均能引起受體細(xì)胞的膜電位變化。據(jù)圖分析，科學(xué)家當(dāng)初推測(cè)“ATP可作為神經(jīng)細(xì)胞間傳遞信息的信號(hào)分子”的實(shí)驗(yàn)思路是：①科學(xué)家用化學(xué)物質(zhì)阻斷__________后，發(fā)現(xiàn)靶細(xì)胞膜能接受到部分神經(jīng)信號(hào)；②科學(xué)家尋找到靶細(xì)胞膜上有ATP的____________。

（4）為了研究X物質(zhì)對(duì)動(dòng)物細(xì)胞的影響，某研究小組用不同濃度的X物質(zhì)將細(xì)胞處理24小時(shí)。然后測(cè)量各組細(xì)胞內(nèi)ATP的濃度和細(xì)胞死亡的百分率，經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)，所得數(shù)據(jù)如下表所示：

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	X物質(zhì)濃度（ng mL-1）	細(xì)胞內(nèi)ATP濃度（nmoL mL-1）	細(xì)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(shí)驗(yàn)的因變量是____________。

②實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，該實(shí)驗(yàn)因變量之間的聯(lián)系是____________。

③若用混有濃度為2ng mL-1的X物質(zhì)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(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收。

Answer 1

【答案】A—P～P～P ATP和ADP相互迅速轉(zhuǎn)化 腺苷 典型神經(jīng)遞質(zhì)在神經(jīng)細(xì)胞間的信息傳遞 受體 細(xì)胞中ATP的濃度和細(xì)胞死亡的百分率 細(xì)胞內(nèi)ATP濃度下降，能量供應(yīng)減少，細(xì)胞死亡率增加 合成和分泌 主動(dòng)運(yùn)輸

【解析】

由題干和圖可知，細(xì)胞膜上存在著P2X、P2Y和P1受體，而ATP與P2X和P2Y受體特異性結(jié)合，直接引起神經(jīng)纖維發(fā)生電位變化，則ATP可以在神經(jīng)細(xì)胞之間傳遞信息。ATP全名叫做三磷酸腺苷，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式A-P～P～P，其中A代表腺苷，P代表磷酸基團(tuán)，～代表高能磷酸鍵；細(xì)胞中ATP和ADP的含量不多，是不斷的相互轉(zhuǎn)化，維持動(dòng)態(tài)平衡的；合成ATP的能量來自呼吸作用或光合作用。

（1）ATP的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為A—P～P～P。盡管生物消耗的ATP很多，但細(xì)胞內(nèi)ATP的含量卻很少，這是因?yàn)榧?xì)胞中ATP和ADP可快速的相互轉(zhuǎn)化，既為生命活動(dòng)及時(shí)提供了能量，又避免一時(shí)用不盡的能量白白流失掉。

（2）ATP的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是A-P～P～P，由圖可知，細(xì)胞間隙中的ATP在有關(guān)酶的作用下，磷酸基團(tuán)逐個(gè)脫離下來，最后剩下的是A，即腺苷。

（3）一些神經(jīng)細(xì)胞不僅能釋放典型神經(jīng)遞質(zhì)，還能釋放ATP，兩者均能引起受體細(xì)胞的膜電位變化。要想知道ATP是否能作為神經(jīng)細(xì)胞間傳遞信息的信號(hào)分子，應(yīng)先排除典型神經(jīng)遞質(zhì)的作用，所以科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路是：①科學(xué)家用化學(xué)物質(zhì)阻斷典型神經(jīng)遞質(zhì)在神經(jīng)細(xì)胞間的信息傳遞后，發(fā)現(xiàn)靶細(xì)胞膜能接受到部分神經(jīng)信號(hào)；②科學(xué)家尋找到靶細(xì)胞膜上有ATP的受體。

（4）①根據(jù)“為了研究X物質(zhì)對(duì)動(dòng)物細(xì)胞的影響，某研究小組用不同濃度的X物質(zhì)將細(xì)胞處理24小時(shí)”并結(jié)合表格中信息可知，該實(shí)驗(yàn)中自變量是X物質(zhì)的濃度，因變量是細(xì)胞中ATP的濃度和細(xì)胞死亡的百分率。

②由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，細(xì)胞內(nèi)ATP的濃度下降，能量供應(yīng)減少，使細(xì)胞死亡率增加。

③食物在小腸內(nèi)被消化需要消化酶催化，有些食物如氨基酸等物質(zhì)通過主動(dòng)運(yùn)輸方式在小腸內(nèi)壁被吸收。主動(dòng)運(yùn)輸需要能量和載體蛋白協(xié)助。由表格可知X物質(zhì)濃度越高，細(xì)胞產(chǎn)生ATP量越少，細(xì)胞死亡率越高。細(xì)胞死亡影響消化酶的合成和分泌，同時(shí)ATP的生成量減少，為生命活動(dòng)提供能量就少，妨礙主動(dòng)運(yùn)輸，影響營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收。