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分子，其作為信號分子的作用機(jī)理如圖所示。請分析回答：

　　　　　　　　　　

（1）神經(jīng)細(xì)胞中的ATP主要來自___________（生理過程），其結(jié)構(gòu)簡式是_______。研究發(fā)現(xiàn)，正常成年人安靜狀態(tài)下24小時有40 kg ATP發(fā)生轉(zhuǎn)化，而細(xì)胞內(nèi)ADP、ATP的濃度僅為2~10 mmnol/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，兩者均能作用于靶細(xì)胞膜上特異性的_____，從而引起細(xì)胞的膜電位變化。據(jù)圖分析，科學(xué)家當(dāng)初推測ATP可作為神經(jīng)細(xì)胞間傳遞信息的信號分子的實(shí)驗(yàn)思路是：用化學(xué)物質(zhì)阻斷神經(jīng)遞質(zhì)在神經(jīng)細(xì)胞間的信息傳遞后，發(fā)現(xiàn)________________。

（4）為了研究X物質(zhì)對動物細(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24h，然后測量各組細(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)后，所得數(shù)據(jù)如下表所示：

實(shí)驗(yàn)組編號	X物質(zhì)的濃度（mgmL-1）	細(xì)胞內(nèi)ATP的濃度(mmolmL-1）	細(xì)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)的因變量之間有何聯(lián)系？_________。

Answer 1

【答案】 有氧呼吸 A-P~P~P ATP和ADP相互迅速轉(zhuǎn)化 腺苷 受體 受體細(xì)胞能接受到部分神經(jīng)信號（或受體細(xì)胞的膜電位發(fā)生變化） 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

【解析】試題分析：ATP 的結(jié)構(gòu)簡式是 A-P～P～P，其中 A 代表腺苷，T 是三個，P 代表磷酸基團(tuán)；ATP和ADP的轉(zhuǎn)化過程中：①酶不同：酶1是水解酶，酶2是合成酶；②能量來源不同：ATP水解釋放的能量，來自高能磷酸鍵的化學(xué)能，并用于生命活動；合成ATP的能量來自呼吸作用或光合作用；③場所不同：ATP水解在細(xì)胞的各處；ATP合成在線粒體，葉綠體，細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。

（1）神經(jīng)細(xì)胞中的ATP主要來自于有氧呼吸，ATP的結(jié)構(gòu)簡式為A-P~P~P；根據(jù)題意分析，人體生命活動需要能量很多，而ATP的含量很低，說明人體內(nèi)ATP和ADP相互轉(zhuǎn)化是非常迅速的。

（2）ATP是三磷酸腺苷的簡稱，將三個磷酸基團(tuán)逐個脫離下來后剩余部分為腺苷。

（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)計思路是用化學(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，圖中顯示P1受體接受到了ATP信號，其他受體沒有，說明靶細(xì)胞膜能接受到部分神經(jīng)信號。

（4）①根據(jù)表格分析，該實(shí)驗(yàn)的自變量是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。

②ATP是生命活動的直接能源物質(zhì)，細(xì)胞內(nèi)ATP濃度越大，為生命活動提供能量越多，細(xì)胞死亡率越少；反之亦然。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。