Question

20．ATP既是神经元的“能量通货”，也可作为神经元之间信息传递的一种信号分子．一些神经细胞不仅能释放典型的神经递质，还能释放ATP，两者均能引起受体细胞的膜电位变化．ATP作为信号分子的作用机理如图所示，请分析回答下列问题：

（1）人体细胞中的ATP主要来自细胞呼吸（生理过程），其分子结构简式是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与ADP相互迅速转化．
（2）细胞间隙中的ATP在有关酶的作用下，3个磷酸基团逐个脱离下来，最后剩下的是腺苷．
（3）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，经过多次实验后，所得数据如下表所示：

实验组编号	X物质的浓度/（μg•mL-1）	细胞内ATP的浓度/（nmol•mL-1）	细胞死亡的百分率
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该实验的因变量是细胞内ATP的浓度和细胞死亡的百分率．
②实验数据表明，该实验的因变量之间有何联系？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2μg/mL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；ATP是细胞内的“能量通货”，直接给细胞的生命活动提供能量．
4、合成ATP的能量来自呼吸作用或光合作用．

解答 解：（1）ATP可以来自细胞呼吸、光合作用．在人体细胞内只有细胞呼吸．ATP结构简式为：A-P～P～P．研究发现，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与ADP相互迅速转化．
（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）①“为了研究X物质对动物细胞的影响”，得出实验的自变量是X物质的浓度，因变量就是不同X物质浓度下细胞内ATP的浓度和细胞死亡的百分率．
②细胞的生命活动离不开能量，因此细胞内ATP浓度下降，能量供应减少，细胞死亡率增加．
③消化需要酶来催化，消化酶的合成和分泌需要消耗能量；氨基酸等营养物质的吸收属于主动运输，需要消耗能量．因此用混有浓度为2 μg•mL^-1的X物质的饲料饲喂大鼠，将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．
故答案为：
（1）细胞呼吸　  A-P～P～P  　ATP与ADP相互迅速转化
（2）腺苷
（3）①细胞内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

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．