Question

19．研究证实ATP既是“能量通货”，也可作为神经细胞间信息传递中的一种信号分子，其作为信号分子的作用机理如图所示．请分析回答问题．
（1）神经细胞中的ATP主要来自有氧呼吸（呼吸作用）（生理过程）．研究发现，正常成年人安静状态下24h有40kgATP发生转化，而细胞内ADP，ATP的浓度仅为2～10mmol/L，为满足能量需要，人体解决这一矛盾的合理途径是ATP和ADP相互（迅速）转化．
（2）由图可知，细胞间隙中的ATP在有关酶的作用下，磷酸基团逐个脱离下来．最后剩下的，是腺苷．
（3）据图分析，科学家当初推测ATP可作为神经细胞间传递信息的信号分子实验思路是：科学家用化学物质阻断典型神经递质在神经细胞间的信息传递后，发现某些神经细胞能（能或不能）发生电位变化，从而确定猜测的正确性．
（4）为了研究x物质对动物细胞的影响，某研究小组用不同浓度的x物质将细胞处理24ho然后测量各组细胞内ATP的浓度和细胞死亡的百分率，经过多次试验后，所得数据如表所示：

实验组编号	A	B	C	D	E	F
X物质的浓度（mg/mL）	0	2	4	8	15	32
细胞内ATP的浓度（mmol/mL）	80	70	50	20	5	1
细胞死亡的百分率	1	3	10	25	70	95

①该实验的因变量是细胞内ATP的浓度和细胞死亡的百分率．
②实验数据表明，细胞内ATP浓度下降，细胞死亡率增加．推测X物质最可能作用于线粒体（细胞结构）．
③若用混有浓度为2ng•mL^-1的x物质的饲料钶喂大鼠，其小肠吸收葡萄糖的速率减慢（填“减慢”或“加快”或“不变”）．

Answer 1

分析 动物细胞中合成ATP的生理活动是细胞呼吸，合成ATP的部位有细胞质基质和线粒体；由于无氧呼吸的产物乳酸中含有能量，因此葡萄糖进行无氧呼吸释放的能量少，合成的ATP少；设计实验应遵循对照原则和单一变量原则等；ATP去掉两个磷酸基团后，剩下的结构腺嘌呤核糖核苷酸；根据实验目的可知，该实验的自变量是X物质的浓度不同，因变量是细胞内ATP的浓度和细胞死亡的百分率；据表可知，X物质能使细胞中ATP的含量较少，而小肠的消化和吸收功能需要ATP，因此加入X物质对小肠的功能有抑制作用．

解答 解：（1）ATP合成所需能量：动物中为呼吸作用转移的能量，植物中来自光合作用和呼吸作用．细胞中ATP和ADP的相互转化，即为生命活动及时提供了能量，又避免一时用不尽的能量白白流失掉．
（2）ATP 的结构简式是 A-P～P～P，其中 A 代表腺苷，T 是三的意思，P 代表磷酸基团．ATP在有关酶的作用下，磷酸基团逐个脱离下来．最后剩下的是A腺苷．
（3）图中获取信息：神经递质由突触前膜释放作用于突触后膜，科学家用化学物质阻断典型神经递质在神经细胞间的信息传递后，发现靶细胞膜能接受到部分神经信号．（4）①因变量是因为自变量不同引起的不同结果．题中自变量是X物质浓度，因变量是细胞中ATP的浓度和细胞死亡的百分率．
②线粒体是有氧呼吸的主要场所．细胞内ATP浓度越大，为生命活动提供能量越多，细胞死亡率越少；细胞内ATP浓度下降，能量供应减少，可能是X物质作用于线粒体所致．
③食物在小肠内被消化需要消化酶催化，有些食物如氨基酸等物质通过主动运输方式在小肠内壁被吸收．主动运输需要能量和载体蛋白协助．由表格可知X物质浓度越高，细胞产生ATP量越少，细胞死亡率越高．细胞死亡影响消化酶的合成和分泌，同时ATP的生成量减少，为生命活动提供能量就少，妨碍主动运输，抑制营养物质的吸收．
故答案为：
（1）有氧呼吸（呼吸作用） ATP和ADP相互（迅速）转化
（2）腺苷
（3）能
（4）①细胞内ATP的浓度和细胞死亡的百分率 ②线粒体 ③减慢

点评 本题以ATP为素材，结合信号分子作用机理图和探究实验，考查ATP和细胞间信息传递的相关内容，意在考查学生的识图能力、实验设计能力和实验探究能力．