Question

20．ATP既是神經元的“能量通貨”，也可作為神經元之間信息傳遞的一種信號分子．一些神經細胞不僅能釋放典型的神經遞質，還能釋放ATP，兩者均能引起受體細胞的膜電位變化．ATP作為信號分子的作用機理如圖所示，請分析回答下列問題：

（1）人體細胞中的ATP主要來自細胞呼吸（生理過程），其分子結構簡式是A-P～P～P．研究發(fā)現，正常成年人安靜狀態(tài)下24小時有40kg ATP發(fā)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ATP與ADP相互迅速轉化．
（2）細胞間隙中的ATP在有關酶的作用下，3個磷酸基團逐個脫離下來，最后剩下的是腺苷．
（3）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，經過多次實驗后，所得數據如下表所示：

實驗組編號	X物質的濃度/（μg•mL-1）	細胞內ATP的濃度/（nmol•mL-1）	細胞死亡的百分率
A	0	80	1
B	2	70	2
C	4	50	10
D	8	20	25
E	16	5	70
F	32	1	95

①該實驗的因變量是細胞內ATP的濃度和細胞死亡的百分率．
②實驗數據表明，該實驗的因變量之間有何聯系？細胞內ATP濃度下降，能量供應減少，細胞死亡率增加．
③若用混有濃度為2μg/mL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合成和分泌，影響消化；妨礙主動運輸，影響營養(yǎng)物質的吸收．

Answer 1

分析 1、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(fā)生電位變化，則ATP可以在神經細胞之間傳遞信息．
2、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．
3、細胞中ATP和ADP的含量不多，是不斷的相互轉化，維持動態(tài)平衡的；ATP是細胞內的“能量通貨”，直接給細胞的生命活動提供能量．
4、合成ATP的能量來自呼吸作用或光合作用．

解答 解：（1）ATP可以來自細胞呼吸、光合作用．在人體細胞內只有細胞呼吸．ATP結構簡式為：A-P～P～P．研究發(fā)現，正常成年人安靜狀態(tài)下24小時有40kg ATP發(fā)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ATP與ADP相互迅速轉化．
（2）ATP由一個腺苷和三個磷酸基組成，ATP在有關酶的作用下，脫去3個磷酸基團后只剩下A，即腺苷．
（3）①“為了研究X物質對動物細胞的影響”，得出實驗的自變量是X物質的濃度，因變量就是不同X物質濃度下細胞內ATP的濃度和細胞死亡的百分率．
②細胞的生命活動離不開能量，因此細胞內ATP濃度下降，能量供應減少，細胞死亡率增加．
③消化需要酶來催化，消化酶的合成和分泌需要消耗能量；氨基酸等營養(yǎng)物質的吸收屬于主動運輸，需要消耗能量．因此用混有濃度為2 μg•mL^-1的X物質的飼料飼喂大鼠，將阻礙消化酶的合成和分泌，影響消化；妨礙主動運輸，影響營養(yǎng)物質的吸收．
故答案為：
（1）細胞呼吸　  A-P～P～P  　ATP與ADP相互迅速轉化
（2）腺苷
（3）①細胞內ATP的濃度和細胞死亡的百分率
②細胞內ATP濃度下降，能量供應減少，細胞死亡率增加
③阻礙消化酶的合成和分泌，影響消化；妨礙主動運輸，影響營養(yǎng)物質的吸收

點評 本題以ATP為素材，結合信號分子作用機理圖和探究實驗，考查ATP和細胞間信息傳遞的相關內容，意在考查學生的識圖能力、實驗設計能力和實驗探究能力．