Question

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下图所示。请分析回答：

（1）神经细胞中的ATP主要来自_______(生理过程)，其结构简式是________________。正常成年人安静状态下24小时有40 kg ATP发生转化，而细胞内ADP、ATP的浓度仅为2～10 mmol/L，为满足能量需要，人体解决这一矛盾的合理途径是_________________。

（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___________。

（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部分神经信号;②科学家寻找到靶细胞膜上有ATP的______________________。

（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__________________________________________。

②实验数据表明，该实验因变量之间的联系是__________________________________。

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__________，影响消化；妨碍___________，影响营养物质的吸收。

Answer

呼吸作用 A—P～P～P ATP和ADP相互迅速转化 腺苷 ①典型神经递质在神经细胞间的信息传递 ②受体 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

【解析】

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。

（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。ATP的结构简式是A—P～P～P。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由1分子腺嘌呤、1分子核酸和3分子磷酸组成，其中A代表腺嘌呤核苷。

（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。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。②ATP由突触前膜的小泡释放，经过突触间隙作用于靶细胞膜的ATP受体P2X受体。

（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。

②ATP是生命活动的直接能源物质，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，细胞死亡率增加。

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，影响营养物质的吸收。