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如下图所示。请分析回答：

（1）神经细胞中的ATP主要来自细胞呼吸，其结构简式是___________。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__________。

（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，经过多次实验，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

A—P～P～P ATP和ADP相互迅速转化 腺苷 典型神经递质在神经细胞间的信息传递 受体 细胞中ATP的浓度和细胞死亡的百分率 细胞内ATP浓度下降，能量供应减少，细胞死亡率增加 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的结构简式为A—P～P～P。尽管生物消耗的ATP很多，但细胞内ATP的含量却很少，这是因为细胞中ATP和ADP可快速的相互转化，既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，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根据“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”并结合表格中信息可知，该实验中自变量是X物质的浓度，因变量是细胞中ATP的浓度和细胞死亡的百分率。

②由实验数据可知，细胞内ATP的浓度下降，能量供应减少，使细胞死亡率增加。

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。