Question

14．研究證實ATP既是“能量通貨”，也可作為神經(jīng)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圖所示．請分析回答：
（1）神經(jīng)細胞中的ATP主要來自呼吸作用 （生理過程），其結(jié)構(gòu)簡式是A-P～P～P．研究發(fā)現(xiàn)，正常成年人安靜狀態(tài)下24小時有40kg ATP發(fā)生轉(zhuǎn)化，而細胞內(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8可知，細胞間隙中的ATP在有關(guān)酶的作用下，磷酸基團逐個脫離下來．最后剩下的是腺苷．
（3）一些神經(jīng)細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胞的膜電位變化．據(jù)圖分析，科學家當初推測ATP可作為神經(jīng)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(zhì)阻斷典型神經(jīng)遞質(zhì)在神經(jīng)細胞間的信息傳遞后，發(fā)現(xiàn)能接受到部分神經(jīng)信號；②科學家尋找到靶細胞膜上有ATP的受體．
（4）為了研究X物質(zhì)對動物細胞的影響，某研究小組用不同濃度的X物質(zhì)將細胞處理24小時．然后測量各組細胞內(nèi)ATP的濃度和細胞死亡的百分率，經(jīng)過多次試驗后：所得數(shù)據(jù)如表所示：

實驗組編號	X物質(zhì)的濃度（ngml-1）	細胞內(nèi)ATP的濃度（nmol  mL-1）	細胞死亡率
A	0	80	1
B	2	70	3
C	4	50	10
D	8	20	25
E	16	5	70
F	32	1	92

①該實驗的因變量是細胞中ATP的濃度和細胞死亡的百分率．
②實驗數(shù)據(jù)表明，該實驗的因變量之間有何聯(lián)系？細胞內(nèi)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2ngmL^-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合成和分泌，影響消化；防礙主動運輸，影響營養(yǎng)物質(zhì)的吸收．

Answer 1

分析 動物細胞中合成ATP的生理活動是細胞呼吸，合成ATP的部位有細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體；由于無氧呼吸的產(chǎn)物乳酸中含有能量，因此葡萄糖進行無氧呼吸釋放的能量少，合成的ATP少；設(shè)計實驗應遵循對照原則和單一變量原則等；ATP去掉兩個磷酸基團后，剩下的結(jié)構(gòu)腺嘌呤核糖核苷酸；根據(jù)實驗目的可知，該實驗的自變量是X物質(zhì)的濃度不同，因變量是細胞內(nèi)ATP的濃度和細胞死亡的百分率；據(jù)表可知，X物質(zhì)能使細胞中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)對小腸的功能有抑制作用．

解答 解：（1）動物細胞中的ATP來自細胞呼吸，其結(jié)構(gòu)簡式是A-P～P～P；ATP在生物體內(nèi)含量很少，但在細胞內(nèi)ATP與ADP相互迅速轉(zhuǎn)化，用掉多少馬上形成多少．
（2）ATP的結(jié)構(gòu)簡式為A-P～P～P，脫去磷酸基團后剩下的是A，A表示腺苷．
（3）設(shè)計實驗應遵循對照原則和單一變量原則等，若研究ATP是否能在神經(jīng)元之間起傳遞信號的作用，實驗自變量是ATP的有關(guān)，因此需要排除神經(jīng)細胞分泌的典型神經(jīng)遞質(zhì)的干擾．發(fā)現(xiàn)受體細胞仍能接收到部分神經(jīng)信號，推測細胞中存在ATP受體，由此科學家尋找到靶細胞膜上ATP受體．
（4）①根據(jù)實驗目的可知，該實驗的自變量是X物質(zhì)的濃度不同，因變量是細胞內(nèi)ATP的濃度和細胞死亡的百分率；
②因變量是細胞內(nèi)ATP的濃度和細胞死亡的百分率，因變量之間關(guān)系為細胞內(nèi)ATP濃度下降，能量供應減少，細胞死亡的百分率增加．
③若用混有濃度為2ngmL^-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合成和分泌，影響消化；防礙主動運輸，影響營養(yǎng)物質(zhì)的吸收．
故答案為：
（1）呼吸作用  A-P～P～P  ATP和ADP相互迅速轉(zhuǎn)化
（2）腺苷
（3）①科學家用化學物質(zhì)阻斷典型神經(jīng)遞質(zhì)在神經(jīng)細胞間的信息傳遞后，發(fā)現(xiàn)能接受到部分神經(jīng)信號；②科學家尋找到靶細胞膜上有ATP的受體
（4）①細胞中ATP的濃度和細胞死亡的百分率
②細胞內(nèi)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；防礙主動運輸，影響營養(yǎng)物質(zhì)的吸收

點評 本題以ATP為素材，結(jié)合信號分子作用機理圖，考查ATP和和探究實驗的內(nèi)容，意在考查考生的識圖能力和實驗探究能力．