Question

19．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)理如圖所示．請(qǐng)分析回答問(wèn)題．
（1）神經(jīng)細(xì)胞中的ATP主要來(lái)自有氧呼吸（呼吸作用）（生理過(guò)程）．研究發(fā)現(xiàn)，正常成年人安靜狀態(tài)下24h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ATP和ADP相互（迅速）轉(zhuǎn)化．
（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(lái)．最后剩下的，是腺苷．
（3）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)分子實(shí)驗(yàn)思路是：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)某些神經(jīng)細(xì)胞能（能或不能）發(fā)生電位變化，從而確定猜測(cè)的正確性．
（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24ho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(guò)多次試驗(yàn)后，所得數(shù)據(jù)如表所示：

實(shí)驗(yàn)組編號(hào)	A	B	C	D	E	F
X物質(zhì)的濃度（mg/mL）	0	2	4	8	15	32
細(xì)胞內(nèi)ATP的濃度（mmol/mL）	80	70	50	20	5	1
細(xì)胞死亡的百分率	1	3	10	25	70	95

①該實(shí)驗(yàn)的因變量是細(xì)胞內(nèi)ATP的濃度和細(xì)胞死亡的百分率．
②實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，細(xì)胞內(nèi)ATP濃度下降，細(xì)胞死亡率增加．推測(cè)X物質(zhì)最可能作用于線粒體（細(xì)胞結(jié)構(gòu)）．
③若用混有濃度為2ng•mL^-1的x物質(zhì)的飼料鈳喂大鼠，其小腸吸收葡萄糖的速率減慢（填“減慢”或“加快”或“不變”）．

Answer 1

分析 動(dòng)物細(xì)胞中合成ATP的生理活動(dòng)是細(xì)胞呼吸，合成ATP的部位有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體；由于無(wú)氧呼吸的產(chǎn)物乳酸中含有能量，因此葡萄糖進(jìn)行無(wú)氧呼吸釋放的能量少，合成的ATP少；設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)應(yīng)遵循對(duì)照原則和單一變量原則等；ATP去掉兩個(gè)磷酸基團(tuán)后，剩下的結(jié)構(gòu)腺嘌呤核糖核苷酸；根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康目芍�，該�?shí)驗(yàn)的自變量是X物質(zhì)的濃度不同，因變量是細(xì)胞內(nèi)ATP的濃度和細(xì)胞死亡的百分率；據(jù)表可知，X物質(zhì)能使細(xì)胞中ATP的含量較少，而小腸的消化和吸收功能需要ATP，因此加入X物質(zhì)對(duì)小腸的功能有抑制作用．

解答 解：（1）ATP合成所需能量：動(dòng)物中為呼吸作用轉(zhuǎn)移的能量，植物中來(lái)自光合作用和呼吸作用．細(xì)胞中ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化，即為生命活動(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，其中 A 代表腺苷，T 是三的意思，P 代表磷酸基團(tuán)．ATP在有關(guān)酶的作用下，磷酸基團(tuán)逐個(gè)脫離下來(lái)．最后剩下的是A腺苷．
（3）圖中獲取信息：神經(jīng)遞質(zhì)由突觸前膜釋放作用于突觸后膜，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)．（4）①因變量是因?yàn)樽宰兞坎煌�引起的不同結(jié)果．題中自變量是X物質(zhì)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線粒體是有氧呼吸的主要場(chǎng)所．細(xì)胞內(nèi)ATP濃度越大，為生命活動(dòng)提供能量越多，細(xì)胞死亡率越少；細(xì)胞內(nèi)ATP濃度下降，能量供應(yīng)減少，可能是X物質(zhì)作用于線粒體所致．
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(guò)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，抑制營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收．
故答案為：
（1）有氧呼吸（呼吸作用） ATP和ADP相互（迅速）轉(zhuǎn)化
（2）腺苷
（3）能
（4）①細(xì)胞內(nèi)ATP的濃度和細(xì)胞死亡的百分率 ②線粒體 ③減慢

點(diǎn)評(píng) 本題以ATP為素材，結(jié)合信號(hào)分子作用機(jī)理圖和探究實(shí)驗(yàn)，考查ATP和細(xì)胞間信息傳遞的相關(guān)內(nèi)容，意在考查學(xué)生的識(shí)圖能力、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力和實(shí)驗(yàn)探究能力．