Question

(7分)研究證實ATP既是“能量通貨”，也可作為神經(jīng)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。請分析回答問題。

（1）神經(jīng)細胞中的ATP主要來自______________(生理過程)。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，細胞間隙中的ATP在有關(guān)酶的作用下，磷酸基團逐個脫離下來。最后剩下的是____________。

（3）據(jù)圖分析，科學家當初推測ATP可作為神經(jīng)細胞間傳遞信息的信號分子實驗思路是：科學家用化學物質(zhì)阻斷典型神經(jīng)遞質(zhì)在神經(jīng)細胞間的信息傳遞后，發(fā)現(xiàn)某些神經(jīng)細胞___________ (能或不能)發(fā)生電位變化，從而確定猜測的正確性。

（4）為了研究X物質(zhì)對動物細胞的影響，某研究小組用不同濃度的X物質(zhì)將細胞處理24h。然后測量各組細胞內(nèi)ATP的濃度和細胞死亡的百分率，經(jīng)過多次試驗后，所得數(shù)據(jù)如表所示：

①該實驗的因變量是_______________________。

②實驗數(shù)據(jù)表明，細胞內(nèi)ATP濃度下降，細胞死亡率增加。推測X物質(zhì)最可能作用于______________(細胞結(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細胞內(nèi)ATP的濃度和細胞死亡的百分率（缺一不得分） ②線粒體 ③減慢

【解析】

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

（2）ATP由1個腺苷（腺嘌呤核苷）和3個磷酸基團通過一定的化學鍵連接而成，如果磷酸基團完全脫落，剩下的是腺苷。

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

（4）①依題意可知，該實驗的自變量是X物質(zhì)的濃度，因變量就是所測量的各組細胞內(nèi)ATP的濃度和細胞死亡的百分率。②動物細胞中的ATP主要來源于有氧呼吸，有氧呼吸的主要場所是線粒體。表中實驗數(shù)據(jù)顯示：隨著X物質(zhì)的濃度增加，細胞內(nèi)ATP的濃度下降，細胞能量供應(yīng)減少，導致細胞死亡的百分率增加，據(jù)此可推測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運輸，主動運輸需要消耗ATP，若用混有濃度為2 ng·mL-1的X物質(zhì)的飼料飼喂大鼠，會使大鼠細胞內(nèi)產(chǎn)生的ATP減少，致使小腸吸收葡萄糖的速率減慢。

考點：本題考查ATP、神經(jīng)細胞間的傳遞、實驗設(shè)計的相關(guān)知識，意在考查學生能理解所學知識的要點，把握知識間的內(nèi)在聯(lián)系，能從課外材料中獲取相關(guān)的生物學信息，并能運用這些信息，結(jié)合所學知識解決相關(guān)的生物學問題的能力，以及具備驗證簡單生物學事實的能力。