Question

8．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主要来自细胞呼吸（生理过程），其结构简式是A-P～P～P．正常成年人安静状态下24小时有40kg ATP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后，发现靶细胞膜能接受到典型神经递质在神经细胞间的信息传递部分神经信号；②科学家寻找到靶细胞膜上有ATP的受体．
（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：所得数据如下表所示：

实验编号	X物质浓度（ng mL-1）	细胞内ATP浓度（nmoL mL-1）	细胞死亡百分率
A	0	80	1
B	2	70	3
C	4	50	10
D	8	20	25
E	16	5	70

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，该实验因变量之间的联系是细胞内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2ng mL^-1的X物质的饲料饲喂大鼠，其小肠的消化和吸收功能受到抑制的主要原因是阻碍消化酶的合成和分泌，影响消化；妨碍主动运输，影响营养物质的吸收．

Answer 1

分析 1、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．
2、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；
3、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；
4、合成ATP的能量来自呼吸作用或光合作用．

解答 解：（1）ATP合成所需能量：动物中为细胞呼吸产生的能量，植物中来自光合作用和呼吸作用．ATP结构简式是A-P～P～P，正常成年人安静状态下24小时有40kg ATP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，人体内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．最后剩下的是腺嘌呤+核糖，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分析表格中的数据可知，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，该实验因变量之间的联系是细胞内ATP的浓度下降，能量供应减少，细胞死亡率增加．③若用混有浓度为2mg•mL^-1的X物质的饲料饲喂大鼠，其小肠的消化和吸收功能受到抑制的主要原因是阻碍消化酶的合成和分泌，影响消化；阻碍主动运输，影响营养物质的吸收．
故答案是：
（1）细胞呼吸    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细胞中ATP的浓度和细胞死亡的百分率
②细胞内ATP浓度下降，能量供应减少，细胞死亡率增加
③合成和分泌主动运输

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．