Question

【題目】研究證實ATP既是“能量通貨”，也可作為神經細胞間信息傳遞中的一種信號分子，其作為信號分子的作用機理如圖所示。請分析回答：

　　　　　　　　　　

（1）神經細胞中的ATP主要來自___________（生理過程），其結構簡式是_______。研究發現，正常成年人安靜狀態下24小時有40 kg ATP發生轉化，而細胞內ADP、ATP的濃度僅為2~10 mmnol/L，為滿足能量需要，人體解決這一矛盾的合理途徑是_________________。

（2）由圖可知，細胞間隙中的ATP在有關酶的作用下，磷酸基團逐個脫離下來，最后剩下的是_____。

（3）一些神經細胞不僅能釋放典型神經遞質，還能釋放ATP，兩者均能作用于靶細胞膜上特異性的_____，從而引起細胞的膜電位變化。據圖分析，科學家當初推測ATP可作為神經細胞間傳遞信息的信號分子的實驗思路是：用化學物質阻斷神經遞質在神經細胞間的信息傳遞后，發現________________。

（4）為了研究X物質對動物細胞的影響，某研究小組用不同濃度的X物質將細胞處理24h，然后測量各組細胞內ATP的濃度和細胞死亡的百分率。經過多次實驗后，所得數據如下表所示：

實驗組編號	X物質的濃度（mgmL-1）	細胞內ATP的濃度(mmolmL-1）	細胞死亡的百分率
A	0	80	1
B	2	70	2
C	4	50	10
D	8	20	25
E	16	5	70
F	32	1	95

①實驗的因變量是________。

②實驗數據表明，該實驗的因變量之間有何聯系？_________。

Answer 1

【答案】 有氧呼吸 A-P~P~P ATP和ADP相互迅速轉化 腺苷 受體 受體細胞能接受到部分神經信號（或受體細胞的膜電位發生變化） 細胞中ATP的濃度和細胞死亡的百分率 細胞內ATP濃度下降，能量供應減少，細胞死亡率增加

【解析】試題分析：ATP 的結構簡式是 A-P～P～P，其中 A 代表腺苷，T 是三個，P 代表磷酸基團；ATP和ADP的轉化過程中：①酶不同：酶1是水解酶，酶2是合成酶；②能量來源不同：ATP水解釋放的能量，來自高能磷酸鍵的化學能，并用于生命活動；合成ATP的能量來自呼吸作用或光合作用；③場所不同：ATP水解在細胞的各處；ATP合成在線粒體，葉綠體，細胞質基質。

（1）神經細胞中的ATP主要來自于有氧呼吸，ATP的結構簡式為A-P~P~P；根據題意分析，人體生命活動需要能量很多，而ATP的含量很低，說明人體內ATP和ADP相互轉化是非常迅速的。

（2）ATP是三磷酸腺苷的簡稱，將三個磷酸基團逐個脫離下來后剩余部分為腺苷。

（3）一些神經細胞不僅能釋放典型神經遞質，還能釋放ATP，兩者均能引起受體細胞的膜電位變化。要想知道ATP是否能作為神經細胞間傳遞信息的信號分子，應先排除典型神經遞質的作用，所以科學家的實驗設計思路是用化學物質阻斷典型神經遞質在神經細胞間的信息傳遞，圖中顯示P1受體接受到了ATP信號，其他受體沒有，說明靶細胞膜能接受到部分神經信號。

（4）①根據表格分析，該實驗的自變量是X物質的濃度，因變量是細胞中ATP的濃度和細胞死亡的百分率。

②ATP是生命活動的直接能源物質，細胞內ATP濃度越大，為生命活動提供能量越多，細胞死亡率越少；反之亦然。由表格可知，X物質濃度越高，細胞產生ATP量越少，細胞死亡率越高。