Question

(7分)研究證實(shí)ATP既是“能量通貨”，也可作為神經(jīng)細(xì)胞間信息傳遞中的一種信號(hào)分子，其作為信號(hào)分子的作用機(jī)理如圖所示。請(qǐng)分析回答問(wèn)題。

（1）神經(jīng)細(xì)胞中的ATP主要來(lái)自______________(生理過(guò)程)。研究發(fā)現(xiàn)，正常成年人安靜狀態(tài)下24 h有40 kg ATP發(fā)生轉(zhuǎn)化，而細(xì)胞內(nèi)ADP，ATP的濃度僅為2～10 mmol/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(xì)胞間隙中的ATP在有關(guān)酶的作用下，磷酸基團(tuán)逐個(gè)脫離下來(lái)。最后剩下的是____________。

（3）據(jù)圖分析，科學(xué)家當(dāng)初推測(cè)ATP可作為神經(jīng)細(xì)胞間傳遞信息的信號(hào)分子實(shí)驗(yàn)思路是：科學(xué)家用化學(xué)物質(zhì)阻斷典型神經(jīng)遞質(zhì)在神經(jīng)細(xì)胞間的信息傳遞后，發(fā)現(xiàn)某些神經(jīng)細(xì)胞___________ (能或不能)發(fā)生電位變化，從而確定猜測(cè)的正確性。

（4）為了研究X物質(zhì)對(duì)動(dòng)物細(xì)胞的影響，某研究小組用不同濃度的X物質(zhì)將細(xì)胞處理24h。然后測(cè)量各組細(xì)胞內(nèi)ATP的濃度和細(xì)胞死亡的百分率，經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)后，所得數(shù)據(jù)如表所示：

①該實(shí)驗(yàn)的因變量是_______________________。

②實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，細(xì)胞內(nèi)ATP濃度下降，細(xì)胞死亡率增加。推測(cè)X物質(zhì)最可能作用于______________(細(xì)胞結(jié)構(gòu))。

③若用混有濃度為2 ng·mL-1的X物質(zhì)的飼料飼喂大鼠，其小腸吸收葡萄糖的速率__________(填“減慢”或“加快”或“不變”)。

Answer 1

（每空1分，共7分）

（1）有氧呼吸(呼吸作用) ATP和ADP相互(迅速)轉(zhuǎn)化

（2）腺苷（腺嘌呤核苷） （3）能

（4）①細(xì)胞內(nèi)ATP的濃度和細(xì)胞死亡的百分率（缺一不得分） ②線粒體 ③減慢

【解析】

試題分析：（1）ATP是生命活動(dòng)所需能量的直接來(lái)源，ATP的形成途徑有光合作用、呼吸作用。神經(jīng)細(xì)胞不能進(jìn)行光合作用，但能進(jìn)行呼吸作用，呼吸作用的主要方式是有氧呼吸，所以神經(jīng)細(xì)胞中的ATP主要來(lái)自有氧呼吸(呼吸作用)。ADP與ATP的相互轉(zhuǎn)化時(shí)刻不停地發(fā)生且處于動(dòng)態(tài)平衡之中，使細(xì)胞中ADP和ATP的含量保持相對(duì)穩(wěn)定。

（2）ATP由1個(gè)腺苷（腺嘌呤核苷）和3個(gè)磷酸基團(tuán)通過(guò)一定的化學(xué)鍵連接而成，如果磷酸基團(tuán)完全脫落，剩下的是腺苷。

（3）分析圖示可知，科學(xué)家當(dāng)初推測(cè)ATP可作為神經(jīng)細(xì)胞間傳遞信息的信號(hào)分子的實(shí)驗(yàn)思路是：設(shè)法把ATP與典型神經(jīng)遞質(zhì)分開，單獨(dú)去研究其作用，即科學(xué)家用化學(xué)物質(zhì)阻斷典型神經(jīng)遞質(zhì)在神經(jīng)細(xì)胞間的信息傳遞后，發(fā)現(xiàn)某些受體細(xì)胞（神經(jīng)細(xì)胞）仍能接受到部分神經(jīng)信號(hào)而發(fā)生電位變化，從而確定猜測(cè)的正確性。

（4）①依題意可知，該實(shí)驗(yàn)的自變量是X物質(zhì)的濃度，因變量就是所測(cè)量的各組細(xì)胞內(nèi)ATP的濃度和細(xì)胞死亡的百分率。②動(dòng)物細(xì)胞中的ATP主要來(lái)源于有氧呼吸，有氧呼吸的主要場(chǎng)所是線粒體。表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示：隨著X物質(zhì)的濃度增加，細(xì)胞內(nèi)ATP的濃度下降，細(xì)胞能量供應(yīng)減少，導(dǎo)致細(xì)胞死亡的百分率增加，據(jù)此可推測(cè)X物質(zhì)最可能作用于線粒體。③小腸吸收葡萄糖的方式是主動(dòng)運(yùn)輸，主動(dòng)運(yùn)輸需要消耗ATP，若用混有濃度為2 ng·mL-1的X物質(zhì)的飼料飼喂大鼠，會(huì)使大鼠細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的ATP減少，致使小腸吸收葡萄糖的速率減慢。

考點(diǎn)：本題考查ATP、神經(jīng)細(xì)胞間的傳遞、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的相關(guān)知識(shí)，意在考查學(xué)生能理解所學(xué)知識(shí)的要點(diǎn)，把握知識(shí)間的內(nèi)在聯(lián)系，能從課外材料中獲取相關(guān)的生物學(xué)信息，并能運(yùn)用這些信息，結(jié)合所學(xué)知識(shí)解決相關(guān)的生物學(xué)問(wèn)題的能力，以及具備驗(yàn)證簡(jiǎn)單生物學(xué)事實(shí)的能力。