Question

11．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：

（1）神经细胞中的ATP主要来自有氧呼吸（呼吸作用）（生理过程），其结构简式是A-P～P～P．研究发现，正常成年人安静状态下24小时有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）一些神经细胞不仅能释放典型神经递质，还能释放ATP，两者均能引起受体细胞的膜电位变化．据图2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的实验思路是：①科学家用化学物质阻断受体后，发现靶细胞膜能接受到部分神经信号；②科学家寻找到靶细胞膜上有ATP的细胞内ATP的浓度和细胞死亡的百分率．
（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24小时．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（ng•mL-1）	0	2	4	8	15	32
细胞内ATP的浓度（nmol•mL-1）	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中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，能量供应减少，细胞死亡率增加．
③若用混有浓度为2ngmL^-1的X物质的饲料饲喂大鼠，其小肠的消化和吸收功能会受到抑制（促进/抑制）．

Answer 1

分析 由题干和图可知，细胞膜上存在着P2X、P2Y和P1受体，而ATP与P2X和P2Y受体特异性结合，直接引起神经纤维发生电位变化，则ATP可以在神经细胞之间传递信息．ATP全名叫做三磷酸腺苷，结构简式A-P～P～P，其中A代表腺苷，P代表磷酸基团，～代表高能磷酸键；细胞中ATP和ADP的含量不多，是不断的相互转化，维持动态平衡的；合成ATP的能量来自呼吸作用或光合作用．

解答 解：（1）动物细胞中的ATP来自细胞呼吸，ATP的结构简式A-P～P～P，在细胞内ATP与ADP相互迅速转化．正常成年人安静状态下24小时有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，ATP和ADP需要迅速相互转化．
（2）ATP由一个腺苷和三个磷酸基组成，ATP在有关酶的作用下，脱去3个磷酸基团后只剩下A，即腺苷．
（3）一些神经细胞不仅能释放典型神经递质，还能释放ATP，两者均能引起受体细胞的膜电位变化．要想知道ATP是否能作为神经细胞间传递信息的信号分子，应先排除典型神经递质的作用，所以科学家的实验设计思路是：①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；②科学家寻找到靶细胞膜上有ATP的受体．
（4）①本题是研究X物质对动物细胞的影响，根据表格可知因变量是各组细胞内ATP的浓度和细胞死亡的百分率．
②ATP是生命活动的直接能源物质．实验数据表明，细胞内ATP浓度下降，能量供应减少，细胞死亡率增加．
③与对照组相比，细胞内ATP的浓度减小，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．故用混有浓度为2ngmL^-1的X物质的饲料饲喂大鼠，其小肠的消化和吸收功能会受到抑制．
故答案为：
（1）有氧呼吸（呼吸作用）   A-P～P～P    ATP和ADP相互（迅速）转化
（2）腺苷
（3）①典型神经递质在神经细胞间的信息传递      ②受体
（4）①细胞内ATP的浓度和细胞死亡的百分率    ②能量    ③抑制

点评 本题以ATP为素材，结合信号分子作用机理图，考查ATP和探究实验，意在考查考生的分析表格数据获取自变量和因变量的能力，属于中档题．